Сталь 12Х2Н4А-Ш: высококачественная цементуемая конструкционная сталь с повышенной чистотой

Сталь 12Х2Н4А-Ш – это высококачественная конструкционная легированная сталь, предназначенная для цементации, закалки и низкого отпуска. Она является улучшенной версией стали 12Х2Н4А, отличающейся повышенной чистотой металла, что достигается за счет специальной технологии выплавки. Буква “Ш” в конце маркировки указывает на “шлаковую переплавку” (шлакоочистку) или электрошлаковый переплав (ЭШП), обеспечивающие более низкое содержание вредных примесей и неметаллических включений.

Расшифровка обозначения стали:

• 12: Содержание углерода около 0.12%
• Х2: Содержание хрома около 2%
• Н4: Содержание никеля около 4%
• А: Высококачественная сталь (пониженное содержание серы и фосфора)
• Ш: Электрошлаковый переплав (ЭШП) – метод выплавки для получения стали с повышенной чистотой

Химический состав стали 12Х2Н4А-Ш (ГОСТ 4543-71):

Химический состав стали 12Х2Н4А-Ш аналогичен стали 12Х2Н4А, но с более жесткими требованиями к содержанию вредных примесей:

• Углерод (C): 0.10 - 0.16% (обеспечивает способность к цементации)
• Хром (Cr): 1.3 - 1.7% (повышает прокаливаемость, твердость и износостойкость)
• Никель (Ni): 3.8 - 4.2% (улучшает прокаливаемость, вязкость и ударную прочность)
• Марганец (Mn): 0.3 - 0.6% (улучшает прокаливаемость)
• Кремний (Si): 0.17 - 0.37% (улучшает прочность и упругость)
• Медь (Cu): До 0.3% (улучшает коррозионную стойкость)
• Сера (S): До 0.010% (вредная примесь, строгое ограничение - ниже, чем в 12Х2Н4А)
• Фосфор (P): До 0.025% (вредная примесь, строгое ограничение - ниже, чем в 12Х2Н4А)

Влияние Электрошлакового Переплава (ЭШП):

Электрошлаковый переплав (ЭШП) – это специальный процесс выплавки стали, при котором происходит очистка расплавленного металла от вредных примесей и неметаллических включений. ЭШП обеспечивает следующие преимущества:

• Повышенная чистота стали: Значительно снижается содержание серы, фосфора и других вредных примесей, что улучшает механические свойства.
• Снижение содержания неметаллических включений: Уменьшается количество оксидов, сульфидов и других неметаллических включений, что повышает усталостную прочность и вязкость стали.
• Более однородная структура: Обеспечивается более равномерное распределение легирующих элементов и более мелкозернистая структура, что улучшает механические свойства.
• Улучшенные механические свойства: Повышается прочность, пластичность, ударная вязкость и усталостная прочность.

Основные свойства стали 12Х2Н4А-Ш:

Сталь 12Х2Н4А-Ш обладает всеми преимуществами стали 12Х2Н4А, но в улучшенном виде благодаря ЭШП:

• Высокая твердость поверхности после цементации и закалки: Достигает 58-62 HRC.
• Высокая износостойкость цементованного слоя: Обеспечивает длительный срок службы деталей, работающих в условиях трения.
• Высокая прочность сердцевины.
• Высокая вязкость и ударная прочность сердцевины: Обеспечивает устойчивость к хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• Хорошая прокаливаемость.
• Повышенная усталостная прочность: Крайне важно для деталей, подвергающихся циклическим нагрузкам.
• Повышенная надежность: Благодаря сниженному содержанию вредных примесей.

Термическая обработка стали 12Х2Н4А-Ш:

Термическая обработка стали 12Х2Н4А-Ш аналогична 12Х2Н4А:

• Цементация: Насыщение поверхностного слоя углеродом при температуре 900-950 °C.
• Первый отжиг (или нормализация): Для снятия внутренних напряжений после цементации.
• Закалка сердцевины: Нагрев до температуры 860-880 °C и охлаждение в масле.
• Второй отжиг: Для подготовки к закалке поверхности.
• Закалка поверхности: Нагрев до температуры 760-790 °C и охлаждение в масле.
• Низкий отпуск: Нагрев до температуры 150-200 °C для снятия напряжений и повышения вязкости.

Применение стали 12Х2Н4А-Ш:

Сталь 12Х2Н4А-Ш применяется для изготовления тех же деталей, что и 12Х2Н4А, но в случаях, когда требуются повышенная надежность и долговечность:

• Зубчатые колеса: Для коробок передач и редукторов, особенно тяжелонагруженных и работающих в условиях повышенной вибрации.
• Кулачковые валы: Для двигателей и других механизмов, подвергающихся циклическим нагрузкам.
• Шестерни: Различного назначения.
• Втулки: Для подшипников скольжения.
• Пальцы: Для шарнирных соединений, работающих в условиях высоких нагрузок.
• Другие детали, требующие высокой поверхностной твердости, вязкой сердцевины и повышенной усталостной прочности.

Особенности при работе со сталью 12Х2Н4А-Ш:

• Строгий контроль цементации и термической обработки: Важно обеспечить равномерное насыщение поверхностного слоя углеродом и точное соблюдение режимов термической обработки.
• Защита от обезуглероживания: Необходимо использовать защиту от обезуглероживания при нагреве.
• Высокая стоимость: Стоимость стали 12Х2Н4А-Ш выше, чем 12Х2Н4А, за счет более сложной технологии производства (ЭШП).

Преимущества стали 12Х2Н4А-Ш:

• Высокая твердость и износостойкость поверхности.
• Высокая прочность и вязкость сердцевины.
• Хорошая прокаливаемость.
• Повышенная усталостная прочность (благодаря ЭШП).
• Повышенная надежность (благодаря ЭШП).

Недостатки стали 12Х2Н4А-Ш:

• Сложность термической обработки (многоступенчатый процесс).
• Меньшая коррозионная стойкость по сравнению с нержавеющими сталями.
• Высокая стоимость по сравнению с 12Х2Н4А (из-за ЭШП).

Заключение:

Сталь 12Х2Н4А-Ш представляет собой высококачественный цементуемый материал, который является улучшенной версией стали 12Х2Н4А. Благодаря применению электрошлакового переплава, сталь 12Х2Н4А-Ш обладает повышенной чистотой, что обеспечивает улучшенные механические свойства, особенно усталостную прочность и надежность. Использование стали 12Х2Н4А-Ш оправдано в случаях, когда требуется максимальная долговечность и надежность тяжелонагруженных деталей.

---

Данная марка стали поставляется под заказ.

Подробности и сроки поставки Вы можете уточнить у менеджеров по телефону

+7 (495) 363-26-27