12Х13
Сталь 12Х13 ГОСТ 5632-72
Сталь мартенситно-ферритного класса
Массовая доля элементов, % | |||||||||
Углерод | Кремний | Марганец | Хром | Железо | Сера | Фосфор | Титан | Медь | Никель |
Не более | |||||||||
0,09-0,15 | Не более 0,8 | Не более 0,8 | 12,0-14,0 | Осн. | 0,025 | 0,030 | 0,2 | 0,3 | 0,6 |
В отожженном или отпущенном состоянии число твёрдости 197-121 НВ.
Температура критических точек, оС
Ас1 | Ас3 (Асm) | Аr3 (Аrсm) | Аr1 | МН |
730 | 850 | 820 | 700 | 370 |
Состояние поставки, режимы термической обработки | Сечение, мм | Предел текучести σ0,2 | Временное сопротивление σВ | Относительное удлинение δ5 | Относительное сужение поперечного сечения ψ | Ударная вязкость KCU, Дж/см2 | Твёрдость, НВ, не более |
МПа | % | ||||||
не менее | |||||||
Прутки. Закалка 1000-1050оС, воздух или масло. Отпуск 700-790оС, воздух, масло, вода. | 60 | 410 | 590 | 20 | 60 | 88 | - |
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность | 1 – 30 | - | 490 – 780 | 16 | - | - | - |
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 960 – 1020оС, вода или воздух. Отпуск 680 – 780оС, воздух или печь. (Образцы поперечные) | Св. 4 | 340 | 490 | 21 | - | - | - |
Отжиг или отпуск 740 – 780оС. (Образцы поперечные) | До 3,9 | - | 440 | 21 | - | - | - |
Поковки. Закалка 1000 – 1050оС, масло. Отпуск 700 – 790оС, воздух | До 1000 | 392 | 539 | 14 | 35 | 49 | 187 - 229 |
Временное сопротивление σВ, Н/мм2 (кгс/мм2) | Относительное удлинение δ, %, не менее |
490-780(50-80) | 16 |
Вид термической обработки | Режим термической обработки, оС | Охлаждающая среда |
Нормализация или закалка | 1000-1050 | Воздух или масло |
Отпуск | 660-770 | Воздух |
Предел текучести σ0,2, Мпа (кгс/мм2) | Временное сопротивление σВ Н/мм2 (кгс/мм2) | Относительное удлинение δ5, % | Относительное сужение ψ, % | Ударная вязкость KCU, Дж/см2 (кгс·м/см2) | Твёрдость, НВ |
Не менее | |||||
440-610 (45-62) 441-607 (45-62) 540-705 (55-72) | 620(63) 617-784 (63-80) 670(68) | 20 20 16 | 60 60 60 | 78(8) 78,4(8) 59(6) | 192-229 187-229 207-241 |
Твёрдость стали после цементации
Режим термообработки | HRCЭ |
Цементация 950оС, 12ч в твёрдом карбюризаторе (85% берёзового угля, 10% соды, 50% углекислого бария). Закалка 1000оС, масло. Отпуск 200 – 250оС | Поверхности 61 |
Температура испытания, оС | Предел текучести σ0,2 | Временное сопротив- ление σВ | Относительное удлинение δ5 | Относительное сужение поперечного сечения ψ | Твёрдость, НВ |
МПа | % | ||||
Закалка 960оС, воздух | |||||
250 | 930 | 1270 | 15 | 60 | 360 – 380 |
540 | 780 | 980 | 20 | 65 | 260 – 350 |
600 | 620 | 780 | 22 | 65 | 210 – 250 |
Температура испытания, оС | Предел текучести σ0,2 | Временное сопротив- ление σВ | Относительное удлинение δ5 | Относительное сужение поперечного сечения ψ | Ударная вязкость KCU, Дж/см2 |
МПа | % | ||||
Прутки. Закалка 1030 – 1050оС, масло. Отпуск 680 – 700оС | |||||
20 | 570 – 590 | 700 – 730 | 19 – 22 | 66 – 68 | 137 – 167 |
200 | 530 – 550 | 650 – 660 | 17 | 67 | 186 – 216 |
300 | 510 – 550 | 600 – 650 | 14 – 16 | 66 – 69 | 176 – 245 |
400 | 460 – 490 | 570 | 13 – 15 | 64 – 67 | 176 – 225 |
500 | 440 – 470 | 520 – 540 | 15 – 18 | 70 | 186 – 245 |
600 | 310 – 410 | 330 – 450 | 20 – 27 | 79 – 85 | 186 – 265 |
Образец прокатанный диаметром 10 мм и длиной 50 мм. Скорость деформирования 20 мм/мин. скорость деформации 0,007 1/с | |||||
800 | 69 | 82 | 48 | 95 | - |
900 | 63 | 78 | 60 | 81 | - |
1000 | 38 | 53 | 68 | 90 | - |
1100 | 24 | 33 | 72 | 96 | - |
1200 | 14 | 20 | 62 | 95 | - |
Механические свойства прутков при 20оС в зависимости от тепловой выдержки.
Режимы термической обработки | Тепловая выдержка | Предел текучести σ0,2 | Временное сопротивление σВ, | Относительное удлинение δ5 | Относительное сужение ψ | Ударная вязкость, KCU, Дж/см2 | |
Температура, оС | Время, ч | МПа | % | ||||
Закалка 1000-1050оС, масло. Отпуск 750оС | 450 500 | 5 000 5 000 10 000 20 000 | 430 420 390 370 | 630 610 610 610 | 24 24 22 20 | 71 71 63 52 | 181 78 – 206 83 - |
Предел ползучести, МПа | Скорость ползучести, % /ч | Температура, оС |
103 | 1/100 000 | 450 |
93 | 1/10 000 | 500 |
56 | 1/100 000 | 500 |
121 | 1/100 000 | 400 |
Предел длительной прочности, МПа | Длительность, ч | Температура, оС |
441 | 10 000 | 450 |
216 | 100 000 | 450 |
142 | 10 000 | 500 |
118 | 100 000 | 500 |
Ударная вязкость прутков KCU, Дж/см2
Температура, оС | Термообработка | ||
+20 | -20 | -40 | |
108 – 216 | 138 | 98 – 127 | Закалка 900 – 1050оС, масло. Отпуск 740 - 750оС. |
Предел выносливости
σ-1, МПа | τ-1, МПа | n | Состояние стали |
363 | - | 107 | σ0,2=590 МПа |
- | 186 | 107 | σ0,2=640 МПа |
Коррозионная стойкость*
Среда | Температура, оС | Длительность испытания, ч | Глубина коррозии, мм/год |
Вода | 300 | 50 | 0,001 |
Морская вода | - | 3000 | 0,001 |
7% раствор HNO3 | 20 | 720 | 0,004 |
*Для повышения коррозионной стойкости рекомендуется деталь подвергать термообработке по режиму: закалка 950 – 1000оС, масло или воздух. Отпуск 650 – 700оС или применить полировку детали.
Жаростойкость.
Среда | Температура, оС | Глубина, мм/год | Группа стойкости или балл |
Воздух | 600 800 900 | 0,02 0,045 1,5 | 4 6 Малостойкая |
Физические свойства | Температура испытания, оС | |||||||||
20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
Модуль нормальной упругости Е, ГПа | 217 | 212 | 206 | 198 | 189 | 180 | - | - | - | - |
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 85 | 80 | 80 | 77 | 73 | 68 | 62 | - | - | - |
Плотность ρn, кг/см3 | 7720 | 7700 | 7670 | 7640 | 7620 | 7580 | 7550 | 7520 | 7490 | 7500 |
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м · С) | - | 28 | 28 | 28 | 28 | 27 | 26 | 26 | 25 | 27 |
Удельное сопротивление ρ, НОм · м | 506 | 584 | 679 | 769 | 854 | 938 | 1021 | 1103 | - | - |
Физические свойства | Температура испытания, оС | |||||||||
20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 | |
Коэффициент линейного расширения α, 10-6, 1/оС | 10,2 | 11,2 | 11,4 | 11,8 | 12,2 | 12,4 | 12,7 | 13,0 | 10,8 | 11,7 |
Удельная теплоёмкость С, Дж/(кг· оС) | 473 | 487 | 506 | 527 | 554 | 568 | 636 | 657 | 666 | - |
Назначение: детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре и др.). Детали (например лопатки) турбин, трубы, детали котлов.
Примечание: наибольшая коррозионностойкость достигается после термической обработки (закалка с отпуском) и полировки.
Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде – 700оС.
Рекомендуемая температура применения – 550оС.
Срок работы – весьма длительный.
Сталь преимущественно применяется как коррозионно-стойкая, а также применяется как жаростойкая и как жаропрочная.
Температура ковки, оС: начала 1230, конца 850. Сечения до 100 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 101 – 350 мм – в ямах.
Свариваемость – ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, АрДС и КТС. Подогрев и термическая обработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции.
Обрабатываемость резанием – в закалённом и отпущенном состоянии при НВ 235, σВ=730 МПа, Kυ б. ст=0,5, Kυ тв. спл=0,8
Склонность к отпускной хрупкости – склонна.
Сортамент, форма и размеры стали должны соответствовать требованиям:
горячекатаной круглой – ГОСТ 2590-88;
горячекатаной квадратной – ГОСТ 2591-88, ОСТ 14-2-205-87, отраслевого стандарта Минчермета СССР;
кованой круглой и квадратной – ГОСТ 1133-71;
горячекатаной и кованой полосовой – ГОСТ 4405-75;
горячекатаной полосовой – ГОСТ 103-76;
горячекатаной шестигранной – ГОСТ 2879-88;
калиброванной круглой – ГОСТ 7417-75;
калиброванной квадратной – ГОСТ 8559-75;
калиброванной шестигранной – ГОСТ 8560-78;
со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77.