Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 12ХН2А

Сталь конструкционная легированная 12ХН2А: описание, свойства, применение

Сталь 12ХН2А – это высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая уникальным сочетанием прочности, вязкости и износостойкости. Благодаря своему химическому составу и термообработке, она широко используется в машиностроении для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, ударных воздействий и переменных температур.

Свойства стали 12ХН2А

1. Высокая прочность: Сталь 12ХН2А обеспечивает высокую прочность и предел текучести, что позволяет ей выдерживать значительные нагрузки без деформации.
2. Ударная вязкость: Благодаря оптимальному содержанию легирующих элементов, сталь обладает высокой ударной вязкостью, что делает ее устойчивой к разрушению при динамических нагрузках.
3. Износостойкость: После цементации и закалки поверхностный слой стали приобретает высокую твердость и износостойкость, что обеспечивает длительный срок службы деталей.
4. Прокаливаемость: Сталь 12ХН2А обладает хорошей прокаливаемостью, что позволяет получать высокую твердость на значительной глубине.
5. Обрабатываемость: Сталь хорошо поддается механической обработке, ковке, штамповке и сварке.
6. Хладостойкость: Сталь сохраняет свои механические свойства при низких температурах.

Химический состав стали 12ХН2А (ГОСТ 4543-71)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.10 - 0.16
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.30 - 0.60
Никель (Ni)	1.25 - 1.75
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.025
Медь (Cu)	≤ 0.30

Расшифровка обозначения стали 12ХН2А

• 12 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,12%).
• Х – указывает на наличие хрома в составе стали.
• Н – указывает на наличие никеля в составе стали.
• 2 – указывает на примерное содержание никеля в процентах (около 2%).
• А – указывает на то, что сталь является высококачественной (пониженное содержание серы и фосфора).

Механические свойства стали 12ХН2А

Механические свойства стали 12ХН2А зависят от режима термической обработки. Ниже приведены типичные значения для различных состояний:

Свойство	Значение
После нормализации и отпуска
Предел прочности (σв), МПа	780 - 980
Предел текучести (σт), МПа	590 - 780
Относительное удлинение (δ), %	16 - 20
Относительное сужение (ψ), %	50 - 60
Ударная вязкость (KCU), Дж/см2	80 - 120
Твердость HB	229 - 269
После цементации, закалки и отпуска
Твердость поверхности HRCэ	58 - 62
Твердость сердцевины HRCэ	35 - 45

Физические свойства стали 12ХН2А

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м3	7850
Модуль упругости (E), ГПа	206
Коэффициент линейного расширения (α), 10-6/°C	11.7 (при 20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	44
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	480
Электрическое сопротивление (ρ), мкОм·м	0.24

Сферы применения стали 12ХН2А

Сталь 12ХН2А широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам. Основные области применения:

1. Автомобилестроение: Изготовление деталей трансмиссии (шестерни, валы, зубчатые колеса), крепежных элементов, деталей подвески и рулевого управления.
2. Авиационная промышленность: Производство деталей двигателей, шасси и других ответственных узлов.
3. Судостроение: Изготовление деталей судовых двигателей, валов и других механизмов.
4. Нефтегазовая промышленность: Производство бурового оборудования, деталей насосов и компрессоров, работающих в условиях высоких нагрузок и агрессивных сред.
5. Энергетическое машиностроение: Изготовление деталей турбин, генераторов и другого оборудования электростанций.
6. Общее машиностроение: Производство редукторов, подшипников, кулачков, пальцев и других деталей, подвергающихся высоким нагрузкам и износу.
7. Производство инструмента: Изготовление инструмента, требующего высокой прочности и износостойкости.

Виды металлопроката из стали 12ХН2А

Сталь 12ХН2А поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра деталей:

• Круг: Используется для производства валов, осей, пальцев, оправок и других деталей круглого сечения.
• Квадрат: Используется для изготовления деталей квадратного сечения, а также заготовок для дальнейшей обработки.
• Полоса: Используется для изготовления плоских деталей, рессор, пружин и других элементов.
• Лист: Используется для изготовления корпусных деталей, обшивки и других конструкций.
• Трубы: Используются для транспортировки жидкостей и газов, а также для изготовления конструкционных элементов.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и точности.

ГОСТы, регламентирующие сталь 12ХН2А и металлопрокат из нее

• ГОСТ 4543-71 "Сталь легированная конструкционная. Марки". Данный ГОСТ определяет химический состав и общие требования к стали 12ХН2А.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент". Регламентирует сортамент круглого проката из стали 12ХН2А.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент". Регламентирует сортамент квадратного проката из стали 12ХН2А.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент". Регламентирует сортамент полосового проката из стали 12ХН2А.
• ГОСТ 19281-2014 "Прокат повышенной прочности. Общие технические условия". Может применяться к прокату из стали 12ХН2А, если требуется повышенная прочность.
• ГОСТ 8479-70 "Поковки из конструкционной легированной и углеродистой стали. Общие технические условия". Регламентирует требования к поковкам из стали 12ХН2А.
• ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски". Регламентирует допуски и припуски для стальных штамповок, в том числе из стали 12ХН2А.
• Другие ГОСТы, регламентирующие требования к конкретным деталям, изготовленным из стали 12ХН2А (например, ГОСТ на зубчатые колеса, валы и т.д.).

Операции в цехах, использующие сталь 12ХН2А

Сталь 12ХН2А широко используется в различных производственных цехах, где выполняются следующие операции:

1. Механическая обработка:
   • Токарная обработка: Изготовление валов, осей, втулок и других деталей вращения.
   • Фрезерная обработка: Изготовление корпусных деталей, зубчатых колес, кулачков и других сложных форм.
   • Сверление и расточка: Создание отверстий различных диаметров и точности.
   • Шлифование: Достижение высокой точности и чистоты поверхности деталей.
   • Зубонарезание: Изготовление зубчатых колес и других деталей с зубчатым зацеплением.
   • Нарезание резьбы: Создание резьбовых соединений.
2. Термическая обработка:
   • Цементация: Насыщение поверхностного слоя стали углеродом для повышения твердости и износостойкости.
   • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением для получения мартенситной структуры.
   • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снижения внутренних напряжений и повышения пластичности.
   • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
   • Отжиг: Нагрев стали до определенной температуры с последующим медленным охлаждением для снятия внутренних напряжений и повышения пластичности.
3. Кузнечно-прессовое производство:
   • Ковка: Изменение формы заготовки путем пластической деформации под ударами молота или пресса.
   • Штамповка: Изготовление деталей сложной формы в специальных штампах.
   • Гибка: Изменение формы заготовки путем изгибания.
   • Вытяжка: Изготовление полых деталей из плоской заготовки.
4. Сварочное производство:
   • Дуговая сварка: Соединение деталей путем плавления металла электрической дугой.
   • Газовая сварка: Соединение деталей путем плавления металла газовым пламенем.
   • Контактная сварка: Соединение деталей путем нагрева и сжатия электрическим током.
   • Сварка под флюсом: Автоматическая сварка с использованием флюса для защиты сварочной ванны от окисления.
5. Инструментальное производство:
   • Изготовление штампов, пресс-форм и другого инструмента, используемого для обработки металлов давлением.

 

Сталь 12ХН2А – это универсальный конструкционный материал с широким спектром применения. Ее высокая прочность, вязкость, износостойкость и обрабатываемость позволяют изготавливать ответственные детали, работающие в условиях высоких нагрузок и различных климатических условиях. Правильный выбор режима термической обработки позволяет получить оптимальное сочетание механических свойств, необходимых для конкретного применения. Использование стали 12ХН2А позволяет повысить надежность и долговечность машин и механизмов, обеспечивая их эффективную работу.