Сталь марки 12Х2Н4А

Марка: 12Х2Н4А (заменители: 20ХГНР, 12ХН2, 12ХН3А, 20Х2Н4А, 20ХГР)
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток: ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса: ГОСТ 103-2006. Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 1133-71. Трубы: ОСТ 14-21-77.
Класс: Сталь конструкционная легированная
Использование в промышленности: зубчатые колеса, валы, ролики, поршневые пальцы и другие крупные особо ответственные цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах до -120 °С .

Химический состав в % стали 12Х2Н4А
C	0,09 — 0,15
Si	0,17 — 0,37
Mn	0,3 — 0,6
Ni	3,25 — 3,65
S	до 0,025
P	до 0,025
Cr	1,25 — 1,65
Cu	до 0,3
Fe	~93

Зарубежные аналоги марки стали 12Х2Н4А
США	3310H, E3310, E3310X, G33106
Германия	1.5752, 14NiCr14, X12Ni5
Япония	SNC815
Франция	13NiCr14
Англия	655H13, 655M13
Болгария	12Ch2N4A
Польша	12H2N4A
Чехия	16420

Свойства и полезная информация:

Удельный вес: 7840 кг/м³
Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме.
Термообработка: Состояние поставки
Твердость материала: HB 10^-1 = 269 МПа
Температура критических точек: Ac₁ = 745 , Ac₃(Ac_m) = 800 , Ar₃(Arc_m) = 675 , Ar₁ = 625 , Mn = 438
Обрабатываемость резанием: HB 183-187, К _{υ тв. спл}=1,26 и К_{υ б.ст}=0,96
Свариваемость материала: ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом.
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Механические свойства стали 12Х2Н4А
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σ_0,2(МПа)	σ_в(МПа)	δ₅ (%)	ψ %	KCU (Дж / см²)	НВ, не более
ГОСТ 4543-71	Закалка 860 °С, масло. Закалка 760-800 °С, масло. отпуск 180 °С, воздух или масло.	15	930	1130	10	50	88	—
	Цементация 920-950 °С. Закалка 780-800 °С, масло. Отпуск 180-200 °С	60	950	1200	10	50	80	225-302 Поверхности (59-63)

Механические свойства стали 12Х2Н4А в зависимости от сечения
Сечение, мм	σ_0,2 (МПа)	σ_в(МПа)	δ₅ (%)	ψ %	KCU (Дж / см²)	HRC_э
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух
5 15 20 25	1080 930 830 780	1270 1080 980 930	13 14 16 17	60 65 70 70	105 116 147 162	39 38 37 36
Закалка 780 °С, масло. Отпуск 130 °С, воздух
20 40 60	980 860 690	1240 1180 1080	10 11 13	63 64 61	196 172 137	НВ 375 НВ 355 НВ 325

Механические свойства стали 12Х2Н4А в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С	σ_0,2 (МПа)	σ_в(МПа)	ψ %	KCU (Дж / см²)
Закалка 900 °С, масло
200 300 400 500	1240 1320 1200 1130	1560 1540 1320 1200	49 56 59 62	88 74 103 125

Механические свойства стали 12Х2Н4А при повышенных температурах
Температура испытаний, °С	σ_0,2 (МПа)	σ_в(МПа)	δ₅ (%)	ψ %
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
800 900 1000 1100 1200 1250	99 64 43 31 20 15	115 80 54 42 28 23	35 56 65 64 58 62	91 96 100 100 100 100

Ударная вязкость стали 12Х2Н4А KCU, (Дж/см²)

Т= +20 °С

Т= -40 °С

Термообработка

102

Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С, 1 ч, HRC_э40
Газовая цементация 910 °С (по 4-м граням), 3 ч. Закалка 810 °С, масло. Отпуск 200 °С, 1 ч. Глубина слоя 0,65 мм. НRC_э поверхности =58

Предел выносливости стали 12Х2Н4А

σ_-1, МПА

Термообработка

630 (n=10⁸)

421

519

676

Закалка 860 °C, масло. Закалка 780 °C, масло. Отпуск 180 °C. σ_0,2=1030 МПа_,σ_в=1220 МПа.

Закалка 860 °C, масло. Закалка 780 °C, масло. Отпуск 180 °C. σ_0,2=980 МПа_,σ_в=1180 МПа.

Нормализация 920 °C, воздух. Закалка 810 °C, масло. Отпуск 200 °C. σ_0,2=1140 МПа_,σ_в=1350 МПа.

Цементация 910 °C, воздух. Закалка 790 °C, масло. Отпуск 200 °C. σ_0,2=930 МПа_,σ_в=1180 МПа.

Прокаливаемость стали 12Х2Н4А (ГОСТ 4543-71)
Расстояние от торца, мм										Примечание
1,5	3	4,5	9	12	15	18	21	24	30	Закалка 860 °С
38,5-43,5	37,5-43,5	37,5-43,5	35,5-43,5	34-43,5	32-43,5	31-42,5	30,5-42	28,5-41,5	28-40,5	Твердость для полос прокаливаемости, HRC

Количество мартенсита, %	Критический диаметр в воде	Критический диаметр в масле
95	30-100	18-80

Физические свойства стали 12Х2Н4А
T (Град)	E 10^{— 5} (МПа)	a 10⁶ (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м³)	C (Дж/(кг·град))	R 10⁹ (Ом·м)
20	2			7840
100		11	25	7820
200		12
300		13		7760
400		14.7	19	7710
500		15.3
600		15.6		7630

Краткие обозначения:
σ_в	— временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	— относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	— предел упругости, МПа	J_к	— предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	— предел текучести условный, МПа	σ_изг	— предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	— относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	— предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	— предел текучести при сжатии, МПа	J_-1	— предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	— относительный сдвиг, %	n	— количество циклов нагружения
s_в	— предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	— удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	— относительное сужение, %	E	— модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	— ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см²	T	— температура, при которой получены свойства, Град
s_T	— предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	— коэффициент теплопроводности (теплоХотСтилость материала), Вт/(м·°С)
HB	— твердость по Бринеллю	C	— удельная теплоХотСтилость материала (диапазон 20^o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV	— твердость по Виккерсу	p_n и r	— плотность кг/м³
HRC_э	— твердость по Роквеллу, шкала С	а	— коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20^o — T ), 1/°С
HRB	— твердость по Роквеллу, шкала В	σ^t_Т	— предел длительной прочности, МПа
HSD	— твердость по Шору	G	— модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _