Шестигранник 12Х2Н4А: конструкционная теплоустойчивая сталь для тяжелонагруженных деталей
Шестигранник 12Х2Н4А — сортовой прокат из легированной конструкционной стали, поставляемый в виде прутков с шестигранным поперечным сечением. Марка 12Х2Н4А относится к хромоникелевым цементуемым сталям повышенной прокаливаемости и применяется для изготовления ответственных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Прокат выпускается в горячекатаном, кованом или калиброванном исполнении по ГОСТ 2879-2006 и ГОСТ 4543-2016.
Химический состав и структура
Сталь 12Х2Н4А содержит углерод в пределах 0,09–0,15 %, хром 1,25–1,65 %, никель 3,25–3,65 %. Ограниченное содержание серы и фосфора — не более 0,025 % каждого — обеспечивает чистоту границ зерна и стабильность механических свойств после термической обработки. После цементации и закалки формируется вязкая сердцевина с твёрдостью 30–42 HRC и поверхностный слой 58–62 HRC глубиной 0,8–1,5 мм.
Механические свойства
- Предел прочности при растяжении после улучшения — 980–1180 МПа
- Предел текучести — не менее 835 МПа
- Относительное удлинение — 10–12 %
- Ударная вязкость KCU — не менее 60 Дж/см
- Твёрдость сердцевины после закалки и высокого отпуска — 30–42 HRC
- Прокаливаемость — до 50 мм в диаметре при охлаждении в масле
Технологические характеристики
Шестигранник 12Х2Н4А подлежит цементации при 920–940 C с последующей закалкой в масле и отпуском при 160–200 C. Сталь склонна к образованию карбидной сетки при длительной выдержке в цементационном ящике, поэтому рекомендуется двухступенчатый режим насыщения. Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная, после улучшения — пониженная. Свариваемость ограниченная: требуется подогрев до 200–250 C и последующая термообработка.
Сортамент и допуски
| Размер под ключ, мм | Допуск, мм | Длина прутка, мм | Кривизна на 1 м, мм | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 12 | +0,2 / –0,4 | 3000–6000 | не более 3 | горячекатаный |
| 17 | +0,2 / –0,5 | 3000–6000 | не более 3 | горячекатаный |
| 24 | +0,3 / –0,7 | 4000–6000 | не более 4 | калиброванный |
| 36 | +0,4 / –0,8 | 4000–6000 | не более 5 | горячекатаный |
| 46 | +0,5 / –1,0 | 4000–6000 | не более 6 | кованый |
Области применения
- Зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов
- Шестерни коробок передач тракторной и автомобильной техники
- Шпиндели и хвостовики металлорежущих станков
- Детали бурового оборудования, работающие при ударных нагрузках
- Крепёжные элементы энергетической арматуры высокого давления
- Пальцы, оси и втулки экскаваторной гидравлики
Вопросы и ответы
Чем отличается 12Х2Н4А от 12ХН3А?
Сталь 12Х2Н4А содержит больше никеля (3,25–3,65 % против 2,75–3,15 %) и дополнительно легирована хромом до 1,65 %, что повышает прокаливаемость и ударную вязкость сердцевины после цементации.
До какой твёрдости цементуется поверхность шестигранника?
Поверхностный слой после цементации, закалки и низкого отпуска достигает 58–62 HRC при глубине упрочнённого слоя 0,8–1,5 мм в зависимости от размера сечения.
Поставляется ли шестигранник 12Х2Н4А в термообработанном состоянии?
По согласованию с потребителем прокат поставляется после улучшения с твёрдостью 30–42 HRC, что обеспечивает стабильные механические свойства при последующей механической обработке.
Какие виды контроля применяются для данной марки?
Проводятся испытания на растяжение, ударный изгиб, контроль макроструктуры, проверка прокаливаемости методом торцевой закалки, а также ультразвуковая дефектоскопия по требованию заказчика.
