Сталь 12хм характеристики применение

Обновлено: 08.01.2025

Сталь 12ХМ принадлежит к категории низколегированных жаропрочных сталей. Это перлитный сплав.

К жаропрочным относят вид сталей, которые можно использовать в условиях очень высокой температуры, начиная от 0,3 части температуры плавления. Низколегированные стали высокопрочны, принадлежат к классу черных металлов и получили применение в производстве тяжелых сварных конструкций.

Степень прочности стали 12ХМ значительно выше, чем у углеродистых сталей, так как в химическом составе сплава есть легирующие элементы – молибден, хром, никель.

Ресурс деталей из сплава рассчитан на 10 тысяч часов. Изделия из 12ХМ используются в условиях при температуре до 600 градусов. При больших показаниях термометра наступает быстрое окисление металла.

Применение

Рассматриваемый материал применяют при изготовлении:

Парниковых труб, которые предназначены для паровых котлов;
Деталей, узлов и труб для коллекторных установок;
Поковок для паропроводов и паровых котлов;
Трубы для пароперегревателей;
Арматура и узлы для трубопроводов;
Крепежные детали для трубопроводов.

Характеристики

Все характеристики данного сплава определены нормами ГОСТ 5520-79. В документе отражены все эксплуатационные, технические параметры и химический состав стали.

В став сплава входят следующие элементы:

Углерод;
Молибден;
Хром;
Марганец;
Никель;
Медь;
Фосфор;
Сера.

Сплав является очень надежным материалом. Его плотность может достигать 7800 кг/м3, электросопртивление может варьироваться в диапазоне 230 – 1130 ОМ, что зависит от метода обработки.

12ХМ обрабатывается резанием в отпущенном и нормализованном состоянии. Это трудносвариваемый металл, поэтому доступны следующие виды сварки:

РДС – ручная дуговая сварка;
АДС – аргонно дуговая сварка.

Перед сваркой необходим нагрев и термообработка.

Производство

Заготовки для трубопроводной арматуры подлежат закалке на воздухе или в масле при температуре 900 градусов. Изделия выдерживают от 2 до 4 часов в таких условиях, затем охлаждают на воздухе. Срок выдержки зависит от массы заготовки. Такой материал пригоден для изготовления термообработанных листов, которые могут быть от 4 до 40 мм толщиной. Также данный сплав используется для производства поковок на детали, которые устойчивы к межкристаллитной коррозии. Для производства применяется метод нормализации с выдерживанием в температуре до 980 градусов с последующим охлаждением на воздухе. Таким же методом изготавливаются бесшовные трубы для паровых котлов. Изделия имеют высокие эксплуатационные характеристики и используются в условиях повышенной сложности.

Заказ

Компания "Эталон Сталь" в Москве предлагает со склада широкий ассортимент продукции металлопроката. Все позиции, реализуемые предприятием «Эталон Сталь» выполнены в строгом соответствии ГОСТам, с применением инновационных технологий. Изделия обладают высокими техническими и механическими характеристиками.

Компания давно на рынке металлопроката. Мы работаем с оптовыми клиентами, а также реализуем весь товар в розницу. В каталоге на нашем сайте подробное описание каждой позиции с точным указанием характеристик, стоимости, размеров. Наши цены конкурентоспособны.

Звоните нам по телефонам:

или пишете по адресу: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Менеджеры компании, имеющие профильное образование и долгосрочный опыт работы, детально ответят на все вопросы заказчиков, касательно цены, наличия необходимого количества товара, способов оплаты и вариантов доставки.

Сталь 12Х1МФ – расшифровка, химический состав, виды поставки, применение, свариваемость

Конструкционная низколегированная жаропрочная сталь 12Х1МФ является теплоустойчивым сплавом, предназначенным для производства нагруженных деталей, способных работать при температурах до 600С. Состав стали подобран особым образом, каждый элемент в нем усиливает жаропрочные характеристики металла, а также повышает твердость и прочность. Сталь 12Х1МФ можно улучшать с помощью термической обработки. Благодаря ванадию в составе сплава, термическая обработка деталей дает высокие результаты. Сталь особенно востребована при производстве паропроводов, деталей паровых котлов, коллекторов. Для изготовления сварных конструкций практически не используется в виду технологических особенностей сварки.

Расшифровка

Расшифровка маркировки включает в себя сведения о химическом составе стали, процентном содержании значимых химических элементов, степени раскисления и качестве по уровню концентрации вредных примесей – фосфора и серы.

12 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента – 0.12% углерода в среднем. Влияние углерода на сталь во многом определяет ее эксплуатационные характеристики, как положительные так и отрицательный. Высокое содержание углерода делает сталь прочной и твердой, пригодной к использованию в жестких сварных конструкциях в строительстве. Такая сталь не деформируется и легко выдерживает постоянные нагрузки. Ее главным недостатком являются ломкость и растрескивание при динамических нагрузках – ударах, вибрациях. Кроме того, такую сталь достаточно сложно обрабатывать. Низкоуглеродистые стали напротив отлично противостоят ударам и вибрациям, просты в механической обработке, неограниченно свариваются, но демонстрируют низкие показатели твердости и прочности. В обоих случаях проблему можно нивелировать или устранить полностью. Для этого используют легирующие добавки в различных комбинациях или температурную обработку, которая существенно увеличивает прочность и твердость материала без потери вязкости.
Х1 – указывает на содержание хрома в объеме около 1%. Хром является одним их самых распространенных легирующих элементов, он эффективен и доступен, поэтому встречается повсеместно. Существует два вида сталей с применением хрома – хромированные и хромистые. Хромированные стали покрываются защитным слоем хрома снаружи, это защищает их от коррозии, пока целостность защитного слоя не нарушена. Хромистые стали, это стали легированные хромом, содержащие хром в своем составе. Такие стали при высоком содержании хрома становятся нержавеющими. Их антикоррозионные свойства не зависят от внешних покрытий и остаются с материалом на весь срок эксплуатации. Хром повышает прочность и твердость металла, немного снижая пластичность.
М – указывает на содержание в стали молибдена. Молибден – легирующая добавка, благодаря которой сталь значительно упрочняется при нагреве. Использовать молибден целесообразно как в жаростойких, так и в жаропрочных сталях, т.к. увеличивается и кратковременная и длительная прочность. Особенно эффективным молибден становится в связке с хромом, хромомолибденовые легированные стали обладают огромным преимуществом перед углеродистыми при использовании в условиях температурных перепадов и длительного сохранения высоких температур.
Ф – указывает на содержание ванадия. Ванадий, как и молибден, существенно повышает характеристики стали при нагреве, но превосходит молибден и любые другие добавки по части улучшения устойчивости стали против отпуска.

В составе стали 12Х1МФ содержатся и другие химические элементы, это видно на таблице ниже. В маркировку попадают только те из них, которые непосредственно влияют на свойства и характеристики металла.

Сталь 12ХМ – расшифровка, химический состав, применение, советы по уходу

Сталь 12ХМ – низколегированная конструкционная жаропрочная. Обладает высокими показателями устойчивости к экстремальным температурам. При своей стоимости является одним из лучших жаропрочных металлов по соотношению цена/качество. Подходит для эксплуатации в условиях постоянных нагрузок, что делает ее незаменимой для выполнения сложных и ответственных промышленных задач. Сталь используется на атомных и других электростанциях, из нее производят трубы, коллекторы, котлы и другое оборудование, подверженное давлению и перегревам. Надежность, универсальность, простота производства и отличные характеристики стали обеспечивают ей прекрасную репутацию на рынке.

Цифры и буквы в маркировке стали указывают на ряд важных показателей – ключевые химические элементы и уровень их концентрации в составе, степень раскисления, качество стали по содержанию вредных примесей серы и фосфора.

12 – указывает на содержание углерода в сотых долях %. В стали 12ХМ содержится приблизительно 0.12% углерода. Содержание углерода оказывает большое влияние на свойства стали, изменяя этот показатель, можно приспособить металл под нужды любой промышленности. Высокий показатель содержания углерода означает, что сталь твердая, жесткая, прекрасно справляется с постоянными нагрузками и идеально подходит для изготовления несущих металлоконструкций. Такие стали особенно популярны в строительстве. Недостатки сталей с высоким содержанием углерода – это неустойчивость к ударным нагрузкам, низкие показатели текучести и ударной вязкости, ограниченная свариваемость, сложности механической обработки, ломкость. Низкое содержание углерода указывает на мягкость стали. Такие металлы не самый лучший выбор для строительных металлоконструкций, т.к. не обладают достаточной жесткостью и твердостью. Однако они идеально подходят для изготовления деталей, работающих в условиях постоянной динамической нагрузки – ударов или вибраций, т.к. малоуглеродистые стали обладают хорошей ударной вязкостью и текучестью. Детали из таких сталей можно изготавливать методом холодной штамповки и всеми видами вытяжки. Малоуглеродистые стали практически никогда не имеют ограничений по свариваемости и отлично поддаются механической обработке. Недостаток твердости и прочности можно нивелировать с помощью термической обработки – закалки, а также путем добавления в состав легирующих элементов, таких как хром, никель, кремний, медь или марганец.
Х – указывает на содержание хрома в количестве приблизительно равном 1%. Хром – один из самых популярных элементов, используемых для легирования стали. Существует два вида стали с добавлением стали – хромированная и хромистая. Хромированная сталь – это обыкновенная углеродистая сталь, покрытая защитным слоем хрома. Она неуязвима для воздействия внешней среды до тех пор, пока защитный слой сохраняет целостность, но при механическом повреждении слоя становится уязвимой для коррозии. Хромистая сталь содержит хром в составе, как добавку. Если хрома достаточно много, сталь становится нержавеющей. Антикорозионные свойства хромистой стали не зависят от внешнего покрытия и сохраняются на протяжении всего срока эксплуатации металла. Хром повышать прочность и твердость сплава.
М – указывает на содержание молибдена. Молибден, как и хром, в больших количествах защищает от коррозии и упрочняет сталь, а также повышает возможности ее эксплуатации при высоких температурах.

Другие элементы – кремний, марганец, никель – содержатся в составе стали 12ХМ в незначительных количествах и в маркировке не указываются.

Сталь 12ХМ – это низколегированная жаропрочная перлитная конструкционная сталь. Жаропрочная – означает, что сталь можно использовать при высоких температурах нагрева. Низколегированная – значит, повышенной прочности, применяемая для изготовления металлоконструкций. Конструкционные стали используются для изготовления сварных или не сварных металлоконструкций различного назначения.

Особенности производства деталей

Термическая обработка для стали 12ХМ является обязательной процедурой. Изделия из стали подвергаются подогреванию, чтобы исключить образование холодных трещин в шовной области. Закалять сталь 12ХМ необходимо при температуре около 900С. Процедуру можно проводить как в масле, так и на воздухе, это зависит от габаритов изделия. Весь процесс длится 3 часа, после чего стали необходимо дать остыть на открытом воздухе.

Плюсы и минусы

Основные достоинства стали обеспечены наличием в составе хрома и молибдена. Благодаря хрому сплав сохраняет свои характеристики очень долго и более устойчив к коррозии, чем нелегированные углеродистые стали. Молибден придает стали жаропрочность и существенно повышает допустимые температуры эксплуатации. Кроме того, металл относительно прост в производстве, легируется доступными компонентам, благодаря чему не отличается высокой стоимостью.

К минусам можно отнести уязвимость к кислотным и щелочным средам – в результате взаимодействия с кислотами и солями возникает коррозия. При использовании стали 12ХМ в режущем инструменте, например, в пилах, ножах или фрезах, режущая поверхность быстро тупится. Рекомендуется применять сталь 12ХМ в инструменте для обработки древесины и использовать только по назначению.

Сталь 12ХМ применяется при изготовлении конструкций и деталей механизмов, преднахначенных для работы при экстремальных температурах и под постоянной нагрузкой. Такими деталями являются элементы паровых котлов, крепления и запорная арматура для трубопроводов, пароперегревательные трубы, трубы и коллекторы высокого давления. Изделия из стали применяется на электростанциях (в том числе – атомных), котельных, промышленных предприятиях.

Советы по уходу

В виду коррозионной неустойчивости к щелочным и кислотным средам рекомендуется избегать контакта с солями и кислотами. Если ржавчина уже образовалась, используйте специальные растворы, например, баллистол. Для очистки поверхности не рекомендуются использовать хлорсодержащие вещества, т.к. они пагубно влияют на сталь. В качестве защитного слоя можно нанести водостойкую краску. Очистить металл от старого слоя краски можно с помощью спирта. Сталь, не защищенную специальным покрытием, рекомендуется держать в сухости.

Применение стали 15ХМ и ее обработка

Сталь 15ХМ – востребованный материал, который активно используют в строительной и промышленной сферах для изготовления различных деталей и профилей. Стоит подробнее рассмотреть особенности сырья, способы его применения и обработки.

Состав и расшифровка

Сталь 15ХМ – материал высокой прочности, который состоит из нескольких химических элементов. Определить состав нетрудно:

углерод – от 0,11 до 0,18%;
кремний – от 0,17 до 0,37%;
медь – до 0,3%;
молибден – до 0,55%;
никель – до 0,3%;
фосфор – до 0,035%;
хром – от 0,8 до 1,1%;
сера – до 0,035%.

Химический состав из общего описания стали меняется в зависимости от договоренности производителя с поставщиком, однако процентное содержание некоторых элементов остается неизменным.

Массовую долю маркированного металла регулирует ГОСТ 4543-2016.

Характеристики и свойства

Стали марки 15ХМ обладают повышенной прочностью и устойчивостью к высоким температурам. Помимо химического состава, технические свойства металла также прописаны в ГОСТ 4543-2016.

Максимальная температура ковки – достигает в самом начале 1260 градусов по Цельсию, постепенно опускается до 750 градусов. При ковке стали толщиной до 200 мм охлаждение происходит на воздухе. В остальных случаях материал подвергают низкотемпературному отжигу.
Резка. Обработка резанием возможна как в нормализованном, так и в отпущенном состоянии. Коэффициент обрабатываемости стали при идеальных параметрах составляет 1,6 или 1,4.
Отпускная способность. Сталь 15ХМ не склонна к отпускной способности.
Флокеночувствительность. Материал сильно чувствителен к флокену даже при комнатной температуре.

Каждая сталь характеризуется критическими точками, при достижении которых меняются характеристики и состояние материала, а также происходит изменение структуры и твердости. Основные точки 15ХМ сведены в таблицу:

Наименование критической точки

Максимальная температура, градусы Цельсия

Помимо технических, химических параметров и устойчивости, марка 15ХМ также характеризуется физическими свойствами. Основные перечислены в таблице.

Стандартная температура проводимых исследований, градусы Цельсия

Модуль упругости маркированной стали, ГПа

Плотность материала, кг/см3

Показатель проводимости тепла, Вт/ (м*°С)

Температура проведения проводимых исследований, от 20 до…, градусы Цельсия

Показатель линейного расширения (10-6/С)

Удельная теплоемкость стали 15ХМ, вне зависимости от условий испытания, составляет 487 Дж/ (кг*°С). У каждого параметра есть свое буквенное обозначение, которое можно уточнить на последней странице ГОСТ.

Отдельного внимания заслуживает пункт о механических характеристиках материала, который подвергся воздействию высоких температур.

Температура испытания, градусы Цельсия

δ5, в процентном соотношении

ψ, в процентном соотношении

Аналоги

Сталь 15ХМ отличается высокими эксплуатационными характеристиками, но у материала есть аналоги, которые при необходимости можно использовать вместо основного металла. К таким аналогам относят:

сталь 12ХМ;
сталь 12Х2МФСР;
сталь 12Х2МФБ;
сталь 15ХМ5М;
сталь 16ГНМ.

И это далеко не полный перечень возможных аналогов стали 15ХМ. Все они обладают схожими свойствами, поэтому применимы одновременно с данной маркой.

Сталь 15ХМ используют в промышленной и строительной сферах при возведении конструкций из металла. С помощью данного материала изготавливают:

трубы паропроводов и пароперегревателей, которые работают в условиях высоких температур – от 500 до 550 градусов по Цельсию;
трубные решетки;
элементы нефтеперерабатывающего машиностроения, способные работать при температурах от -40 до +560 градусов.

Плюсом стали является теплоустойчивость, что позволяет добиваться надежной эксплуатации запущенных объектов.

Сварка и термообработка

Прежде чем говорить о свариваемости стали 15ХМ, стоит уточнить основные варианты.

Без ограничений. В этом случае приварить сталь можно без обязательного подогрева и следующей за ним термообработки.
Ограниченно свариваемая. Сваривать элементы можно после нагрева их до 100–120 градусов и термической обработки. При неполной закалке происходят сильные деформации, образуется хрупкая структура.
Трудносвариваемая. Когда производится сварка, сталь нагревают до 200–300 градусов по Цельсию с последующим отжигом по стандартному режиму. Путем такого подхода устраняют ненужные деформации

У стали 15ХМ нет ограничений по свариваемости. Использование данного материала позволяет задействовать способы РДС и АДС под газовой защитой для получения надежного результата. Также применим метод сварки КТС. Проводят работы с предварительным прогревом марки и последующей термообработкой. Металл маркировки 15ХМ толщиной до 3 мм отлично поддается сварке, элементы соединяются встык в один проход и не требуют дополнительного раздела кромок. Если толщина стали достигает 6–13 мм, то материал приваривают с помощью V-образной заделки кромок, используя многослойные швы. Механические свойства металла шва при этом должны совпадать с основными характеристиками свариваемого материала.

По окончании сварочных работ на место стыка наносят защитный слой краски, состав которой включает цинковую пыль, эпоксидную смолу и другие связующие компоненты. Дополнительно для защиты материала от коррозии его покрывают составами из алюминия и цинка, которые предотвращают окисление. Особенно актуально для стали 15ХМ использование гальванического цинкования – устройства горячей защиты от коррозии. Термообработка: нормализация при 900–920 градусах, отпуск материала происходит при 650 градусах, охлаждение на воздухе.

Сталь 15ХМ – надежный материал, устойчивый к высоким температурам, который можно варить без предварительной термообработки. Однако опытные мастера рекомендуют предварительно прогреть и остудить материал, чтобы повысить прочность и добиться идеальной структуры.

Особенности стали Х12М и ее применение

Сталь может применяться при изготовлении различных металлических конструкций и деталей. В настоящее время существует огромное количество видов данного металла. Сегодня речь будет идти об особенностях стали Х12М, ее составе и характеристиках.

Сталь Х12М включает в свой состав следующие компоненты:

углерод;
сера;
фосфор;
хром;
никель;
кремний;
марганец;
медь;
ванадий;
железо.

Следует отметить, что содержание фосфора и серы в металле минимальное. Эти компоненты считаются вредными примесями, которые повышают отпускную хрупкость металла.

Основу составляет железо. Его содержание должно быть не менее 84,2%. Иногда в состав добавляются дополнительные примеси для улучшения физических качеств готового металла.

Хром в составе позволяет увеличивать твердость, также он способствует повышению коррозийной стойкости. Марганец в небольших количествах придает металлу максимальную стойкость. Добавление никеля позволяет повышать прочность и износостойкость готовых металлических заготовок.

Ванадий также способствует повышению твердости. Он может увеличивать и теплостойкость материала, но одновременно с этим он способен отрицательно сказываться на таких показателях, как прочность и хрупкость. Сочетание «Х12» говорит о том, что в материале содержится 12% хрома. Буква «М» обозначает, что содержание молибдена составляет всего около 1%.

Характеристики и основные свойства данной стали можно найти в ГОСТах. Данный металл является инструментальным штамповым. Хром в его составе позволяет повышать коррозийную стойкость стали. Сплав также отличается хорошей теплостойкостью, прокаливаемостью. Металл имеет неплохую стойкость к короблению во время закалки.

Сталь марки Х12М отличается высокой стойкостью к истиранию, долговечностью. Она характеризуется повышенной пластичностью и вязкостью. При этом ее можно приобрести по доступной цене. Плотность металла составляет 7700 кг/м3. Твердость стали после отжига достигает 255 МПа. Материал данной марки считается достаточно прочным и выносливым.

Такая инструментальная сталь отлично поддается резке. Она имеет незначительную чувствительность к перегреву.

Кроме того, она практически невосприимчива к привариванию и прилипанию. В горячем состоянии такая сталь становится максимально пластичной. На ее поверхности редко образуются трещины.

Сталь Х12М может применяться для производства различных деталей. Так, из нее нередко делают накатные ролики, волочильные доски, глазки, предназначенные для калибровки металла. Кроме того, материал может использоваться при изготовлении специальных матриц и пуансонов, которые эксплуатируются при высоком давлении.

Далее мы разберем, какие существуют заменители данной стали.

SKD11. Эта сталь японского производства является инструментальной. Она чаще всего используется при создании высококачественных и прочных ножей. Материал обладает повышенной твердостью и при этом хорошей вязкостью. Он легко поддается различным обработкам, заточке. При его производстве удаляется большая часть вредных компонентов.

X165CrMoV12. Данная немецкая сталь также является инструментальной. Она отличается повышенной износостойкостью. Кроме того, такой металл может похвастаться высокой прочностью, твердостью. Он легко поддается обработкам, резке, при необходимости его можно будет отшлифовать. Сталь является восприимчивой к прокаливанию. В горячем состоянии она будет достаточно пластичной.

D2. Данная американская инструментальная сталь чаще всего используется при изготовлении различных режущих приспособлений. Она легко и быстро обрабатывается. Материал отличается особой стойкостью к образованию коррозии. После закалки он обладает однородной структурой.

Обработка

Чтобы изменить физические свойства металла, улучшить его физические характеристики, могут применяться различные обработки. Важное значение при этом имеет закалка. Она предполагает специальную термообработку, в процессе которой материал нагревают до заданного температурного режима.

После этого заготовки выдерживаются при этой же температуре. Далее они резко охлаждаются, что позволяет получить неравновесную структуру. После закалки металл становится гораздо более твердым и прочным, при этом также понижается и уровень пластичности.

Иногда после закаливания выполняют отпуск. Он проводится для того, чтобы снять напряжение мартенсита, который формируется во время закалки, для уменьшения аустенита. Для инструментальной стали следует использовать максимальную температуру, чтобы придать материалу достаточную прочность. После нагрева металл отправляют остывать при температуре не выше 65 градусов. Далее ее снижают до комнатной температуры. Иногда применяется многократный отпуск.

Для обработки также используется штамповка. Она может выполняться в горячем и в холодном состоянии. В первом случае металл начнет деформироваться и заполнять полость штампа. При штамповке значительно улучшается качество поверхности металла, его форма. Для стали марки Х12М преимущественно используется холодная обработка.

Металл такого типа редко берут для сварки. Для этого используются электроды, которые специально предназначены для инструментальной стали.

Чаще всего для этого применяют металл с примесями, которые повышают теплостойкость материала.

Читайте также: