Характеристика материала. Сталь12Х1МФ
| Марка |
Сталь12Х1МФ (12ХМФ) |
| Классификация | Сталь жаропрочная низколегированная/ Сталь конструкционная теплоустойчивая |
| Заменитель | сталь 12Х1МФ-ПВ,13Х1МФ, СТАЛЬ 15Х1М1Ф |
| Прочие обозначения | Сталь ЭИ-575, сталь 12Х1МФ, ст.12Х1МФ, 12Х1МФ, 12ХМФ |
| Иностранные аналоги | DIN 14MoV63 |
| Общая характеристика | сталь теплоустойчивая перлитного класса. Температура начала интенсивного окалинообразования 600°С. Сталь ограниченно свариваемая: рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С - 7,8х10³ кг/м³. Поставляется в термообработанном состоянии (отожжённый, отпущенный или нормализованный с высоким отпуском) или без термической обработки. |
| Применение | Сталь 12Х1МФ применяется: для изготовления труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления; для изготовления поковок для паровых котлов и паропроводов; для изготовления деталей цилиндров газовых турбин; для изготовления различных деталей, работающих при температуре до 570-585 °С; для изготовления деталей трубопроводов и трубопроводной арматуры с закалкой на воздухе или в масло и отпуском на воздухе; для изготовления деталей типа донышек, воротниковых фланцев, штуцеров, колец, патрубков, тройников и деталей прямоугольной формы для энергооборудования и трубопроводов с абсолютным давлением свыше 3,9 МПа тепловых электростанций. |
| Видпоставки | |
| Классификация, номенклатура и общие нормы | ГОСТ 20072-74 |
| Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 20072-74 |
| Калиброванный пруток | ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78 |
| Калиброванный пруток со спецотделкой поверхности(серебрянка) | ГОСТ 14955-77 |
| Лист толстый | ГОСТ 5520-79 |
| Полоса | ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76 |
| Поковки и кованые заготовки | ГОСТ 1133-71 |
Химическийсоставв % материала 12Х1МФ (12ХМФ)
| Химический элемент | % |
| Углерод (С) | 0,08-0,15 |
| Ванадий (V) | 0.15-0.30 |
| Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
| Медь (Cu), не более | 0.20 |
| Молибден (Mo) | 0.25-0.35 |
| Марганец (Mn) | 0.40-0.70 |
| Никель (Ni), не более | 0.30 |
| Фосфор (P), не более | 0.025 |
| Хром (Cr) | 0.90-1.20 |
| Сера (S), не более | 0.025 |
Температуракритическихточек
| Критическая точка | Mn | Ar1 | Ac1 | Ar3 | Ac3 |
| °С | 430 | 730 | 760 | 825 | 890 |
Механическиесвойствастали 12Х1МФ (12ХМФ)
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | Ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Прутки. Нормализация 960-980 °С, воздух. Отпуск 700-750 °С, воздух. | |||||||
| 90 | 255 | 470 | 21 | 55 | 98 | ||
| Листы 2,3,16,18-йкатегорийтермообработанные | |||||||
| 4-40 | 294 | 440-588 | 21 | 78 | |||
| Поковки. Нормализация. | |||||||
| КП 215 | <100 | 215 | 430 | 24 | 53 | 54 | 123-167 |
| КП 215 | 100-300 | 215 | 430 | 20 | 48 | 49 | 123-167 |
| КП 215 | 300-500 | 215 | 430 | 18 | 40 | 44 | 123-167 |
| КП 215 | 500-800 | 215 | 430 | 16 | 35 | 39 | 123-167 |
| КП 245 | 100-300 | 245 | 470 | 19 | 42 | 39 | 143-179 |
| КП 245 | 300-500 | 245 | 470 | 17 | 35 | 34 | 143-179 |
Механическиесвойстваматериалаприповышенныхтемпературах
| t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 |
| Нормализация 950-1030 °С. Отпуск 680-760 °С. | |||||
| 20 | 320-450 | 510-580 | 25-33 | 67-77 | 147-196 |
| 480 | 330 | 480-490 | 22 | 75 | 137 |
| 500 | 315-325 | 435-470 | 18-20 | 67-74 | |
| 520 | 315-325 | 430-450 | 21-24 | 75 | 108 |
| 560 | 215-315 | 305-500 | 20-26 | 78-84 | 127 |
| 580 | 205-245 | 295-440 | 22-28 | 66-84 | |
| 600 | 185-265 | 225-440 | 23-38 | 74-85 | |
| Трубадиаметром 273 мм столщинойстенки 29 мм. Нормализация 980-1000 °С. Отпуск 740-760 °С. | |||||
| 20 | 305 | 490 | 23-33 | 71-74 | 127-157 |
| 100 | 285 | 450 | 27 | 73 | 235 |
| 200 | 255 | 450 | 23 | 71 | 235 |
| 300 | 225 | 480 | 19 | 66 | 181 |
| 400 | 215 | 430 | 24 | 73 | 147 |
| 450 | 205 | 390 | 25 | 80 | |
| 480 | 225 | 410 | 28 | 78 | 127 |
| 500 | 205 | 345 | 25 | 81 | 132 |
| 540 | 225 | 355 | 28 | 83 | 137 |
| 600 | 175 | 215 | 25 | 87 | 235 |
| Образецпродольный (изтрубы) диаметром 6 мм, длиной 30 мм. Скоростьдеформирования 16 мм/мин. Скоростьдеформации 0,009 1/с. | |||||
| 850 | 73 | 82 | 36 | 85 | |
| 900 | 51 | 66 | 44 | 97 | |
| 950 | 44 | 60 | 54 | 98 | |
| 1000 | 35 | 50 | 60 | 100 | |
| 1050 | 30 | 42 | 56 | 100 | |
| 1100 | 23 | 31 | 58 | 100 | |
| 1150 | 14 | 18 | 55 | 100 | |
Механическиесвойствастали 12Х1МФ (12ХМФ) прииспытаниина длительнуюпрочность
| Предел ползучести, МПа | Скорость ползучести, %/ч | t испытания,°С | Предел длительной прочности, МПа | Длит. испытания, ч | t испытания, ч |
| 177 | 1/10000 | 520 | 196 | 10000 | 520 |
| 127 | 1/100000 | 520 | 157 | 100000 | 520 |
| 116 | 1/10000 | 560 | 137 | 10000 | 560 |
| 82 | 1/100000 | 560 | 106 | 100000 | 560 |
| 88 | 1/10000 | 580 | 118 | 10000 | 580 |
| 61 | 1/10000 | 580 | 88-98 | 100000 | 580 |
Технологическиесвойстватеплоустойчивойстали 12Х1МФ
| Температура ковки | Начала 1240, конца 780. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях, 51-100 мм - в ящиках, 500-600 мм подвергаются низкотемпературному отжигу. |
| Свариваемость | ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. |
| Обрабатываемость резанием | В нормализованном и отпущенном состоянии при НВ ? 138 и σB = 460 МПа Kυ тв.спл. = 1.50, Kυ б.ст. = 1.35 |
Жаростойкостьтеплоустойчивогоматериала 12Х1МФ (12ХМФ)
| Среда | Температура, °С | Длительность испытания, ч | Глубина, мм/год |
| Воздух | 585 | 0,07 | |
| Воздух | 625 | 0,491 | |
| Воздух | 650 | 5000 | 0,509-1,2 |
Физическиеесвойствастали 12Х1МФ (12ХМФ)
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 198 | 197 | 188 | 183 | 175 | 167 | 157 | 151 | ||
| Плотность, pn, кг/см3 | 7800 | 7780 | 7750 | 7720 | 7680 | 7640 | 7600 | 7570 | 7540 | 7560 |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 44 | 44 | 42 | 40 | 37 | 35 | 32 | 28 | 28 | |
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 230 | 278 | 343 | 430 | 532 | 647 | 775 | 926 | 1087 | 1130 |
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 12.4 | 13.0 | 13.6 | 14.0 | 14.4 | 14.7 | 14.9 | 14.8 | 12.0 |
| Температура, °С | Время, ч | KCU, Дж/см2 |
| - | Исходное состояние | 176 |
| 600 | 3000 | 235 |
| 625 | 5000 | 245 |
Обозначения:
|
Механическиесвойства :
|
||
| sв | - Предел кратковременной прочности , [МПа] | |
| sT | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] | |
| d5 | - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] | |
| y | - Относительное сужение , [ % ] | |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м2] | |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] | |
|
Физическиесвойства :
|
||
| T | - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] | |
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] | |
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] | |
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] | |
| r | - Плотность материала , [кг/м3] | |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] | |
|
Свариваемость :
|
||
| безограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки | |
| ограниченносвариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке | |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг | |