Сталь 12Х13 – хромистая нержавеющая

Применение стали 12Х13

Сталь 12Х13 применяют в качестве коррозионностойкого конструкционного материала, в том числе, сварных деталей и изделий с требованиями по повышенной прочности, пластичности и ударной вязкости, также сопротивляемости к воздействию слабоагрессивных сред. Кроме того, сталь 12Х13 применяют как жаропрочный материал при температуре до 400-450 °С и как жаростойкий — до 700 ºС. 

Химический состав стали 12Х13

Химический состав стали 12Х13 отличается от химического состава стали 08Х13 только содержанием углерода: 0,09-0,15 %, вместо 0,00-0,08 %.

Таблица 1 — Химический состав стали 12Х13 по ГОСТ 5632-72stal-12x13-ximicheskiy-sostav

Класс стали 12Х13 по ГОСТ 5632-72

Мартенситно-ферритный.

Превращения и микроструктура стали 12Х13

  1. При нагреве отожженной стали 12Х13 полиморфное альфа-гамма превращение происходит в интервале между нижней и верхней критическими точка: от 730 до 850 °С. Обратное превращение при охлаждении происходит в интервале Ar1-Ar3: от 820 до 700 °С.
  2. Изотермическая выдержка при 800-550 °С приводит к распаду аустенита на феррито-карбидную смесь.
  3. Интервал мартенситного превращения стали 12Х13 составляет от 335 (Мн) до 245 °С (Мк), причем мартенситному превращению подвергается весь аустенит.
  4. При отпуске закаленной стали 12Х13 происходит распад мартенсита на феррито-карбидную смесь. Образование карбидов начинается с температуры 350-400 °С, а при более низких температурах происходит только снятие внутренних напряжений.
  5. Повышение температуры отпуска мартенситной структуры стали 12Х13 приводит к снижению прочности и увеличению пластичности и ударной вязкости при незначительном снижении коррозионной стойкости.

Сортамент стали 12Х13

Из стали 08Х13 производят следующую продукцию:

  • лист толстый по ГОСТ 7350-77;
  • лист тонкий по ГОСТ 5582-75;
  • лента по ГОСТ 4986-78;
  • сортовой прокат по ГОСТ 5949-75;
  • трубы горячедеформированные по ГОСТ 9940-81;
  • трубы холоднодеформированные и теплодеформированные по ГОСТ 9941-81.

Механические свойства стали 12Х13

Таблица 2 — Механические свойства стали 12Х13 при 20 °Сstal-12x13-mexanicheskie-svojstva

Таблица 3 — Механические свойства стали 08Х13
при высоких температурахstal-12x13-mexanicheskie-svojstva-temperatura

Коррозионная стойкость стали 12Х13

Сталь 12Х13 как и сталь 08Х13 имеет первый (высший) балл стойкости:

  • в азотной кислоте с концентрацией 10-20 % при 40 °С;
  • в азотной кислоте с концентрацией 30 % при 20 °С;
  • в водных растворах аммиака всех концентраций при температуре 20-100 °С;
  • в этиловом спирте при комнатной температуре;
  • в серной кислоте с концентрацией 90-100 % при комнатной температуре.

Жаропрочные и жаростойкие свойства стали 12Х13

Как жаропрочный материал сталь 12Х13 применяют для изготовления турбинных лопаток, арматуры крекинг-установок, крепежа, бандажей, деталей, котлов и других изделий для работы при 450-550 °С.

Как жаростойкий материал сталь 12Х13 используют в печах в поддонах, экранах, горелках и других деталях печей при температурах  до 700 °С (таблица 4).

 При работе стали 12Х13 в атмосфере водорода ее предельные допустимые параметры составляют 600 °С и 80 МПа.

Таблица 4 — Механические свойства стали 12Х13
при повышенных температурах 12x13-mexsvojstva-vysokaja-temperatura

Физические свойства стали 12Х13

Плотность стали 12Х13 — 7,75 г/см3
Теплопроводность стали 12Х13 — 28 Вт/(м
·°С)

Сварка стали 12Х13

Сталь 12Х13 удовлетворительно сваривают электродуговой и аргонодуговой автоматической и ручной сваркой.  

При сварке жестко закрепленных соединений, а также при сварке изделий толщиной более 10-12 мм свариваемые соединения или изделия рекомендуется подогревать до 250-400 °С. Это необходимо для предотвращения появления холодных трещин.

После сварки сварные соединения или сварные изделия обязательно подвергают отпуску при 700-750 °С для снятия остаточных напряжений и повышения прочности сварного шва.

Технологические параметры стали 12Х13

  • Сталь 12Х13 пластически деформируют в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет от 1200 до 850 °С.
  • Слитки из стали 12Х13 под горячую деформацию нагревают с посадкой в печь не выше 800 °С.
  • Для стали 12Х13 обычно применяют два режима термической обработки, обеспечивающих оптимальное сочетание коррозионной стойкости с различным уровнем прочности:
    а) Закалка с 980-1020
    °С в масле или на воздухе и отпуск при 250-400 °С, охлаждение на воздухе;
    б) Закалка с 920-950
    °С в масле или на воздухе и отпуск при 540-700 °С, охлаждение на воздухе.
  • Для обеспечения стали 12Х13 максимальных жаропрочных свойств применяют закалку с 1000-1050 °С на воздухе, в масле или воде и отпуск при 650-750 °С и затем охлаждение на воздухе, в масле или в воде.
  • Для снятия внутренних напряжений и наклепа применяют:
    — отпуск при 730-780
    °С с охлаждением на воздухе или
    — отжиг при 850-900
    °С, охлаждение с печью.

Источники:
Ульянин Е.А. Коррозионные стали и сплавы, 1991.
Гуляев А.П. Металловедение, 1986.