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.

Химический состав, % (ГОСТ 20072-74)

Вид поставки

Сталь 12Х1МФ поставляется в следующих состояниях:

• Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 20072-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71.
• Трубная заготовка: ТУ 108.11.653-82, ТУ 108-938-80, ТУ 14-1-1529-93, ТУ 14-1-2560-78.
• Трубы: ТУ 108-754-78, ТУ 14-3-341-75.
• Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ТУ 14-1-1397-75.
• Лист: ГОСТ 5520-79, ТУ 108-1273-84, ТУ 14-1-687-73, ТУ 14-1-1584-75.
• Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405-75.
• Поковки и кованые заготовки: ГОСТ 1133-71, ТУ 108.17.1050-78.

Применение

Сталь 12Х1МФ является теплоустойчивой и улучшаемой с помощью термической обработки. Она используется для изготовления деталей, работающих при длительном сохранении высоких температур (до 600С). Это детали паровых котлов, коллекторов, газопроводов, паропроводов, турбин и других систем, требующих надежных деталей, способных работать при перегреве в нагруженном состоянии.

Свариваемость

Сталь 12Х1МФ может свариваться без ограничений при условии, что сталь не подогревается до начала сварки и не проходит термообработку после. Это условие трудновыполнимо или выполнимо при потери качества. Применяется сварочная проволока порошкового типа.

Температура критических точек, °С

Физические свойства

Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С

Плотность ρ кг/см³ при температуре испытаний, °С

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С

Удельное электросопротивление ρ нОм*м, при температуре испытаний °С

Коэффициент линейного расширения α*10⁶, К^-1, при температуре испытаний, °С

Механические свойства

Механические свойства при испытании на длительную прочность (ГОСТ 20072-74)

Чувствительность к охрупчиванию при старении

Механические свойства при повышенных температурах

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1240, конца 780. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях, сечения 51 — 100 мм — в ящиках, сечения 500—600 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
Обрабатываемость резанием — K_vб.ст= 1,35 и K_vтв.спл = 1,50 в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ > 138 и σ_в = 460 МПа.

Жаростойкость

Сталь 12Х1МФ – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Условные обозначения

Механические свойства

Свариваемость

Физические свойства