12Х13

Сталь 12Х13

Обработка металлов давлением. Поковки	ГОСТ 25054-81, ОСТ 5Р.9125-84, ОСТ 26-01-135-81, ТУ 0306.018-80
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Листы и полосы	ГОСТ 103-2006
Классификация, номенклатура и общие нормы	ГОСТ 5632-2014
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 5949-75, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73, ГОСТ 18968-73, ГОСТ 19442-74, ОСТ 1 92049-76, ТУ 14-1-1404-75, ТУ 14-1-2720-79, ТУ 14-1-3564-83, ТУ 14-1-377-72, ТУ 14-1-3957-85, ТУ 14-1-655-73, ТУ 14-1-95-71, ТУ 14-11-245-88
Листы и полосы	ГОСТ 4405-75, ГОСТ 5582-75, ГОСТ 7350-77, ТУ 14-1-2186-77, ТУ 14-1-3620-83
Ленты	ГОСТ 4986-79
Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 9940-81, ГОСТ 9941-81, ТУ 1301-001-32003846-2001, ТУ 14-3-1654-89
Проволока стальная легированная	ГОСТ 18143-72
Классификация, номенклатура и общие нормы	ОСТ 1 90005-91
Болванки. Заготовки. Слябы	ОСТ 1 90176-75
Болванки. Заготовки. Слябы	ОСТ 108.020.03-82, ОСТ 3-1686-90, ОСТ 95-10-72, ТУ 14-1-565-84
Термическая и термохимическая обработка металлов	СТП 26.260.484-2004, СТ ЦКБА 016-2005

Сталь 12Х13 применяется для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; для изделий, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре, а также деталей, работающих при 450-500 °С; лопаток паровых турбин, работающих при температурах до +580 °С; труб и деталей котлов; деталей авиастроения, деталей авиационных приборов, винтов, болтов, гаек, небольших шестерен, деталей зацепления и лопаток компрессоров, термически обрабатываемых на твердость HRC<35; цельнокатаных колец различного назначения.

Примечание: Сталь хромистая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная мартенсито-ферритного класса.
Наибольшая коррозионная стойкость достигается после термической обработки (закалка с отпуском) и полировки. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации в течение длительного времени - до +550 °C.
Температура интенсивного окалинообразования в воздушной среде +700 °C.

Химический состав стали 12Х13

НТД	C	S	P	Mn	Cr	W	V	Ti	Si	Ni	Mo	Cu
ТУ 14-1-1404-75	0,09-0,15	≤0,025	≤0,030	≤0,50	12,00-14,00	≤0,20	≤0,20	≤0,20	≤0,60	-	≤0,30	≤0,30
ТУ 14-1-2186-77	0,09-0,15	≤0,025	≤0,030	≤0,60	12,00-14,00	≤0,20	≤0,20	≤0,20	≤0,60	≤0,60	≤0,30	≤0,30
ГОСТ 5632-2014	0,09-0,15	≤0,025	≤0,030	≤0,80	12,00-14,00	≤0,20	≤0,20	≤0,20	≤0,80	-	≤0,30	≤0,30

Fe - основа.

По ТУ 14-1-1404-75 химический состав приведен для марки 12Х13-Ш.

По ТУ 14-1-2186-77 для стали, выплавленной электрошлаковым переплавом содержание S ≤ 0,015 %.

Механические свойства стали 12Х13

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение (мм)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	δ₄	δ	ψ (%)	KCU (кДж/м²)	HB
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
			640-830						197-248
Заготовки (поковки и штамповки) по ОСТ 95-10-72. Закалка в масло или на воздухе с 1000-1050 °С + Отпуск при 680-790 °С, охлаждение в масле или на воздухе (образцы)
КТ40	≤200	≥392	≥588	≥20			≥45	≥882	192-241
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в масло с 1000-1050 °C + Отпуск при 700-790 °C, охлаждение на воздухе
	≤60	≥410	≥588	≥20			≥60	≥882	170-195
Кольца цельнокатаные по ОСТ 1 92049-76. Закалка на воздухе или в масло с 1000-1050 °С + Отпуск при 700-790 °С, охлаждение на воздухе и ли в масле и в воде
	Образец 25 мм	≥410	≥590	≥15			≥48	≥657
Лента холоднокатаная 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Отжиг или отпуск при 740-800 °C (образцы)
	0,2-2,0		≥440		≥17
	<0,2		≥440		≥9
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Отжиг или отпуск при 740-780 °C
			≥440	≥21
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Закалка на воздухе с 960-1020 °С + Отпуск при 680-780 °С, охлаждение на воздухе или с печью
		≥345	≥490	≥21
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Отжиг по режиму изготовителя
		≥250	≤650	≥15
Поковки. Закалка на воздухе с 1000-1050 °C + Отпуск при 700-790 °C, охлаждение на воздухе, в масле или воде
	≤60	≥412	≥589	≥17			≥50	≥587	147-217
	100-300	≥412	≥589	≥20			≥60	≥883	147-217
	300-1000	≥392	≥539	≥14			≥35	≥481	187-229
	60-100	≥412	≥589	≥19			≥55	≥785	147-217
Проволока в состоянии поставки по ГОСТ 18143-72 (относительное удлинение, % при расчетной длине образца 100 мм указано для проволоки 1-го класса, в скобках - для 2-го класса)
термообработанная	1,0-6,0		490-740			≥20 (≥16)
Прокат в состоянии поставки, без термообработки
Проволока			≥500	≥14
Трубы г/д			≥400	≥21
Трубы х/д		≥220	≥400
Прутки и полосы горячекатаные и кованые по ГОСТ 18968-73. Нормализация или закалка при 1000-1050 °C, охлаждение на воздухе или в масле + Отпуск при 660-770 °C, охлаждение на воздухе
	Образец	440-610	≥620	≥20			≥60	≥784	192-229
	Образец	540-705	≥670	≥16			≥60	≥588	207-241
Прутки, обработанные на заданную прочность (ТП) по ГОСТ 18907-73
	≥5,0		490-780			≥16
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по ГОСТ 5949-75. Закалка на воздухе или в масле с 1000-1050 °C + Отпуск при 700-790 °C, охлаждение на воздухе
	Образец	≥410	≥590	≥20			≥60	≥883
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в масло или на воздухе с 1000-1050 °C + Отпуск при 650-790 °C, охлаждение на воздухе, в масле или воде
	Образец	≥420	≥600	≥20			≥60	≥882
Трубы бесшовные горячедеформированные в состоянии поставки по ГОСТ 9940-81
	Образец		≥392	≥21
Фасонные прутки (г/к, х/к и х/т - для лопаток паровых турбин; х/к и х/т - для связи лопаток паровых турбин) по ГОСТ 19442-74. Закалка на воздухе или в масло с 1000-1050 °C + Отпуск при 660-770 °C, охлаждение на воздухе (указана категория прочности)
КП45	Образец	441-607	617-784	≥20			≥60	≥784	187-229
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в масло или на воздухе с 1050 °C + Отпуск при 700-790 °C, охлаждение на воздухе или в масле
	Образец	≥412	≥589	≥20			≥60	≥882

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	HB
Листовой прокат. Закалка на воздухе с 960 °С + Отпуск
≥250	≥930	≥1270	≥15	≥60	360-380
≥540	≥780	≥980	≥20	≥65	260-350
≥600	≥620	≥780	≥22	≥65	210-250

Механические свойства при повышенных температурах

t испыт. (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)
Образец прокатаный 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
Сортовой прокат. Закалка в масло с 1030-1050 °С + Отпуск при 680-700 °С
20	570-590	700-730	19-22	66-68
200	530-550	650-660	≥17	≥67
300	510-550	600-650	14-16	66-69
400	460-490	570	13-15	64-67
500	440-470	520-540	15-18	≥70
600	310-410	330-450	20-27	79-85	186-265

Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки

Состояние поставки	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)
Прутки при 20 °С. Закалка в масло с 1000-1050 °С + Отпуск при 750 °С (указана температура и время тепловой выдержки)
450 °С, 5000 ч	≥430	≥630	≥24	≥71
500 °С, 10000 ч	≥390	≥610	≥22	≥63
500 °С, 20000 ч	≥370	≥610	≥20	≥52
500 °С, 5000 ч	≥420	≥610	≥24	≥71

Механические свойства при испытании на длительную прочность

Предел ползучести, МПа	Скорость позучести, %/ч	Температура испытания, °C	Предел длительной прочности, МПа	Длительность испытания, ч	Температура отпуска, °C
103	1/100000	450	441	10000	450
93	1/10000	500	216	100000	450
56	1/100000	500	142	10000	500
121	1/100000	400	118	100000	500

Технологические свойства стали 12Х13

Обрабатываемость резаньем	В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 235 и σ_В=730 МПа K_n_тв.спл.=0,8 K_n_б.ст.=0,5. Для улучшения обрабатываемости и получения твердости НВ ≤ 170 заготовки подвергают отжигу при 740-780 °C в течение 1-3 ч с охлаждением на воздухе.
Особенности термической обработки	Для получения показателей механических свойств и твердости, установленных СТ ЦКБ А 010 и для достижения максимальной коррозионной стойкости, детали (заготовки) арматуры должны подвергаться закалке и отпуску. Сталь мартенсито-ферритного класса применяют в закаленном и отпущенном состоянии. Для стали 12X13 обычно применяют два режима термической обработки, обеспечивающих сочетание коррозионной стойкости с различным уровнем прочности. Первый режим - закалка с 980-1020 °С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуск при 250-400 °С, охлаждение на воздухе. Второй режим - закалка с 920-950 °С, охлаждение в масле или на воздухе и отпуск 540-700 °С. Если сталь 12X13 используется как жаропрочный материал, то термообработку проводят в виде закалки с 1000-1050 °С на воздухе или масле и отпуска при 650-790 °С с охлаждением на воздухе, масле или в воде. Нагрев под закалку крупногабаритных и сварных изделий, а также изделий, имеющих резкие переходы по толщине, проводят с предварительным подогревом при 700-750 °С. При этом время выдержки уменьшается на 25 %. Не допускается проводить отпуск при 400-500 °С в связи с тем, что резко падает ударная вязкость изделия. Низкий отпуск (275-350 °С) не допускается для крепежных деталей и прецизионных пар, так как во время работы и хранения при минусовых температурах может произойти увеличение их размеров в результате превращения остаточного аустенита в мартенсит. Сварные узлы и изделия из стали 12X13 для повышения коррозионной стойкости подвергают отжигу по режиму: нагрев до 690-750 °С, выдержка - 1,5-2,0 ч, охлаждение на воздухе.
Свариваемость	Ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, АрДС и КТС. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции.
Склонность к отпускной хрупкости	Склонна.
Температура ковки	Начала - 1230 °C, конца - 850 °C. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-350 мм - в ямах.

Температура критических точек стали 12Х13

Критическая точка	Температура °C
AC1	730
AC3	850
AR3	820
AR1	700
MN	370

Твёрдость стали 12Х13

Состояние поставки, режим термообработки	HB
ГОСТ 18907"-73, ГОСТ 5949-75. Прокат г/к и кованый. Отжиг или отпуск	121-197

Коррозионные свойства стали 12Х13

Среда	Температура испытания °C	Длительность испытания, ч	Глубина мм/год
Вода	300	50	0,001
Морская вода		3000	0,001
7 % раствор HNO₃	20	720	0,004

Жаростойкость стали 12Х13

Среда	Температура испытания °C	Глубина мм/год	Группа стойкости или балл
Воздух	600	0,02	4
Воздух	800	0,45	6
Воздух	900	1,5	Малостойкая

Физические свойства стали 12Х13

Температура испытания, °С	0	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)	217	217	212	206	198	189	180
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)	85		80	80	77	73	68	62
Плотность (ρ, кг/м³)	7720	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
Уд. электросопротивление (R, МОм · м)	506	506	584	679	769	854	938	1021	1103
Коэффициент линейного расширения (α, 10^-6 1/°С)			10,2	11,2	11,4	11,8	12,2	12,4	12,7	13	10,8	10,8		11,7
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))			473	487	506	527	554	586	636	657	657		666