Сталь 12Х2НВФА: конструкционная легированная сталь для высоконагруженных деталей с повышенной прочностью и жаропрочностью

Сталь 12Х2НВФА – это конструкционная легированная сталь, относящаяся к классу улучшаемых сталей, которая сочетает в себе высокую прочность, хорошую прокаливаемость, вязкость, износостойкость и повышенную жаропрочность. Она является более сложной и продвинутой сталью по сравнению с 12Х2Н4А, благодаря добавлению ванадия и вольфрама. Это делает ее подходящей для изготовления ответственных деталей, подвергающихся высоким статическим, динамическим и циклическим нагрузкам, особенно при повышенных температурах.

Расшифровка обозначения стали:

• 12: Содержание углерода около 0.12%
• Х2: Содержание хрома около 2%
• Н: Никель (около 2%)
• В: Ванадий (около 0.2%)
• Ф: (Не указана)
• А: Высококачественная сталь (пониженное содержание серы и фосфора)

Химический состав стали 12Х2НВФА (ГОСТ 4543-71):

• Углерод (C): 0.10 - 0.16% (влияет на прочность и способность к цементации)
• Хром (Cr): 1.3 - 1.7% (повышает прокаливаемость, твердость, износостойкость)
• Никель (Ni): 1.7 - 2.0% (улучшает прокаливаемость, вязкость и ударную прочность)
• Ванадий (V): 0.15 - 0.25% (измельчает зерно, повышает прочность, вязкость и жаропрочность)
• Вольфрам (W): До 0.3% (повышает жаропрочность)
• Марганец (Mn): 0.3 - 0.6% (улучшает прокаливаемость)
• Кремний (Si): 0.17 - 0.37% (улучшает прочность и упругость)
• Сера (S): До 0.025% (вредная примесь, строгое ограничение)
• Фосфор (P): До 0.025% (вредная примесь, строгое ограничение)
• Медь (Cu): До 0.3% (улучшает коррозионную стойкость)

Роль легирующих элементов:

• Хром: Повышает прокаливаемость, твёрдость и износостойкость цементованного слоя.
• Никель: Улучшает прокаливаемость, вязкость и ударную прочность сердцевины.
• Ванадий: Измельчает зерно, что повышает прочность, вязкость, усталостную прочность и жаропрочность.
• Вольфрам: Повышает жаропрочность и стойкость к разупрочнению при высоких температурах.

Основные свойства стали 12Х2НВФА:

• Высокая прочность и предел текучести: Способность выдерживать значительные нагрузки.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает высокую твердость в цементованном слое или после закалки на больших глубинах.
• Высокая вязкость и ударная прочность: Устойчивость к хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• Повышенная жаропрочность: Сохраняет механические свойства при повышенных температурах (до 450-500 °C).
• Высокая износостойкость: Длительный срок службы деталей, работающих в условиях трения.
• Хорошая обрабатываемость: Поддается механической обработке, хотя и требует определенной осторожности из-за высокой прочности.
• Ограниченная свариваемость: Требует специальных методов сварки и соблюдения определенных технологических условий.

Термическая обработка стали 12Х2НВФА:

Термическая обработка включает в себя несколько этапов:

• Цементация (при необходимости): Насыщение поверхностного слоя углеродом при температуре 900-950 °C.
• Закалка (при необходимости): Нагрев до температуры 850-880 °C и охлаждение в масле.
• Отпуск: Нагрев до температуры 500-650 °C (в зависимости от требуемых свойств) и охлаждение на воздухе.

Применение стали 12Х2НВФА:

Сталь 12Х2НВФА применяется для изготовления:

• Шестерни и зубчатые колеса: В коробках передач и редукторах, особенно тяжелонагруженных и работающих при повышенных температурах.
• Кулачковые валы: В двигателях внутреннего сгорания.
• Валы и оси: Для различных машин и механизмов.
• Крепежные детали: Болты, шпильки, гайки для работы при повышенных температурах.
• Детали, работающие при высоких циклических нагрузках и требующих повышенной усталостной прочности.

Особенности при работе со сталью 12Х2НВФА:

• Строгий контроль цементации (если применяется): Равномерное насыщение углеродом.
• Точное соблюдение режимов термической обработки: Каждый этап термообработки критичен для достижения требуемых свойств.
• Применение защиты от обезуглероживания (если применяется цементация): Обеспечивает сохранение твердости и износостойкости.
• Сварка: Требует применения специальных методов сварки и соблюдения технологических условий.
• Обработка резанием: Из-за высокой прочности требуется применение твердосплавного инструмента.

Преимущества стали 12Х2НВФА:

• Высокая прочность и предел текучести.
• Хорошая прокаливаемость.
• Высокая вязкость и ударная прочность.
• Повышенная жаропрочность.
• Высокая износостойкость.

Недостатки стали 12Х2НВФА:

• Сложность термической обработки (многоступенчатый процесс).
• Ограниченная свариваемость.
• Более высокая стоимость по сравнению с некоторыми другими сталями.

Заключение:

Сталь 12Х2НВФА – это высокопрочный и надежный конструкционный материал, который благодаря своим свойствам, особенно повышенной жаропрочности, является отличным выбором для изготовления ответственных деталей, работающих при высоких нагрузках и температурах. Соблюдение технологических требований при изготовлении и термической обработке позволяет получить детали с оптимальным сочетанием свойств, обеспечивающих их надежную работу в самых сложных условиях эксплуатации.

---

Данная марка стали поставляется под заказ.

Подробности и сроки поставки Вы можете уточнить у менеджеров по телефону

+7 (495) 363-26-27