Полоса из конструкционной стали 03Х12Н8К5М2ТЮ-ВИ: мартенситно-стареющая аустенитная основа
Полоса из конструкционной стали 03Х12Н8К5М2ТЮ-ВИ — это горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из высоколегированной мартенситно-стареющей стали аустенитного класса, выплавленной методом вакуумно-индукционной обработки. Буквы «ВИ» в маркировке обозначают вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую минимальное содержание газов, неметаллических включений и серы. Химический состав стали регламентируется ГОСТ 5632-2014 и ТУ производителей: углерод — не более 0,03 %, хром — 11,0–12,5 %, никель — 7,5–9,0 %, кобальт — 4,5–5,5 %, молибден — 1,8–2,5 %, титан — 0,6–1,0 %, алюминий — 0,1–0,4 %. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает упрочнение за счёт выделения интерметаллидных фаз типа NiTi и NiMo при старении, а не за счёт углерода.
Технические характеристики полосы
Полоса поставляется в термически обработанном состоянии — закалка от 950–1000 C с охлаждением на воздухе или в воде, старение при 480–520 C в течение 3–6 часов. После старения достигается предел прочности 1300–1500 МПа при относительном удлинении 10–14 %. В состоянии поставки без старения твёрдость составляет 28–32 HRC, после старения — 40–45 HRC. Полоса сохраняет вязкость при криогенных температурах до –196 C, что обусловлено аустенитной матрицей. Магнитные свойства: слабомагнитная в отожжённом состоянии, ферромагнитная после старения.
| Параметр | Значение | Условие | Стандарт | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 1300–1500 МПа | после старения 500 C | ГОСТ 1497 | зависит от режима |
| Предел текучести | 1100–1250 МПа | после старения | ГОСТ 1497 | , |
| Относительное удлинение | 10–14 % | после старения | ГОСТ 1497 | |
| Твёрдость | 40–45 HRC | после старения | ГОСТ 9013 | равномерная |
| Ударная вязкость | 60–90 Дж/см | –196 C | ГОСТ 9454 | KCU |
| Плотность | 7,8 г/см | 20 C | — | справочная |
Сортамент и размеры
- Толщина полосы — 0,5–12 мм, ширина — 10–200 мм, длина — мерная или немерная до 3000 мм.
- Предельные отклонения по толщине — 0,05 мм для холоднокатаной, 0,3 мм для горячекатаной полосы.
- Кривизна — не более 3 мм на 1 м длины.
- Кромки — обрезные или необрезные, без заусенцев и расслоений.
- Состояние поверхности — травленое, шлифованное или без обработки.
Области применения
Полоса из стали 03Х12Н8К5М2ТЮ-ВИ применяется в узлах, где требуется сочетание высокой прочности, коррозионной стойкости и стабильности размеров при криогенных температурах. Типовые области:
- Упругие элементы и торсионы в авиационных шасси и системах управления.
- Крепёж и шпильки для криогенного оборудования — сосуды Дьюара, криостаты, трубопроводы сжиженного газа.
- Детали насосов и компрессоров, работающих в морской воде и агрессивных средах.
- Оснастка для прецизионной механики — цанги, зажимы, направляющие.
- Элементы измерительных приборов, требующих немагнитности в отожжённом состоянии.
Технологические особенности обработки
Полоса из 03Х12Н8К5М2ТЮ-ВИ поддаётся механической обработке в состоянии поставки (без старения) — точение, фрезерование, сверление. После старения обрабатываемость резко снижается из-за высокой твёрдости. Сварка возможна аргонодуговым способом с последующей термообработкой; зона термического влияния требует старения для восстановления прочности. Гибка в холодном состоянии ограничена радиусом не менее 3–4 толщин полосы. Деформационное упрочнение при прокатке повышает прочность, но снижает пластичность.
Вопросы и ответы
Чем отличается 03Х12Н8К5М2ТЮ-ВИ от 03Х12Н8К5М2ТЮ без индекса ВИ?
Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку. Это снижает содержание кислорода, азота и водорода, уменьшает количество неметаллических включений, что повышает ударную вязкость и усталостную прочность полосы.
При какой температуре проводится старение полосы?
Старение выполняется при 480–520 C в течение 3–6 часов. Температура ниже 480 C не обеспечивает полного выделения упрочняющих фаз, выше 520 C приводит к перестариванию и снижению прочности.
Сохраняет ли полоса немагнитные свойства после старения?
В отожжённом состоянии сталь слабомагнитна. После старения вследствие выделения ферромагнитных интерметаллидов магнитная проницаемость возрастает. Для немагнитных применений полосу используют без старения.
Какие стандарты регламентируют поставку полосы из 03Х12Н8К5М2ТЮ-ВИ?
Химический состав — ГОСТ 5632-2014, сортамент и механические свойства — ГОСТ 1497, ГОСТ 9454, а также технические условия производителей, например ТУ 14-1-XXXX. Для авиационных применений — ОСТ 1 90000-серии.
