1212 сталь: свойства и ключевые применения

Сталь 1212 - это легированная сталь с низким содержанием углерода, известная своим отличным обрабатываемостью и хорошими механическими свойствами. Классифицируется как сталь средней углеродности и обычно содержит около 0,12% углерода, а также значительные количества марганца и серы. Наличие этих легирующих элементов улучшает ее обработку и прочность, что делает ее популярным выбором в различных инженерных приложениях.

Общая информация

Сталь 1212 в основном классифицируется как легированная сталь с низким содержанием углерода, что способствует ее благоприятным характеристикам. Основные легирующие элементы в стали 1212 включают:

• Углерод (C): Приблизительно 0,12%, который обеспечивает баланс между прочностью и пластичностью.
• Марганец (Mn): Обычно около 0,60-0,90%, что улучшает закаливаемость и прочность на растяжение.
• Сера (S): Около 0,15-0,30%, что улучшает обрабатываемость, но может снизить пластичность.

Сочетание этих элементов приводит к стали, которая легко обрабатывается, обладает хорошей износостойкостью и может подвергаться термической обработке для улучшения своих механических свойств.

Преимущества (Плюсы):
- Отличная обрабатываемость: Сталь 1212 часто используется в приложениях, где требуется сложная обработка.
- Хорошая прочность: Она предлагает благоприятное соотношение прочности и веса, что делает ее подходящей для различных структурных приложений.
- Экономичность: Обычно она менее дорогая по сравнению с более легированными сталями.

Ограничения (Минусы):
- Ограниченная твердость: По сравнению с высокоуглеродными сталями она может не достигать таких же уровней твердости.
- Нижее коррозионное сопротивление: Она не подходит для сред, где критически важно сопротивление коррозии.

Исторически сталь 1212 имела значительное значение в производстве прецизионных компонентов, особенно в автомобильной и аэрокосмической отраслях из-за своей обрабатываемости и прочности.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Группа	Страна/Регион происхождения	Примечания
UNS	G12120	США	Ближайший эквивалент AISI 1212
AISI/SAE	1212	США	Обычно используемое обозначение
ASTM	A108	США	Стандартная спецификация для холоднокатаных стальных прутков
EN	1.0718	Европа	Незначительные различия в химическом составе, о которых стоит знать
JIS	S12C	Япония	Схожие свойства, но может варьироваться содержание серы

Различия между эквивалентными марками могут повлиять на производительность в конкретных приложениях. Например, хотя AISI 1212 и UNS G12120 очень схожи, содержание серы в 1212 может привести к немного лучшей обрабатываемости, но ценой пластичности.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0,10 - 0,15
Mn (Марганец)	0,60 - 0,90
S (Сера)	0,15 - 0,30
P (Фосфор)	≤ 0,04
Fe (Железо)	Баланс

Основная роль углерода в стали 1212 заключается в улучшении прочности и твердости. Марганец способствует закаливаемости и улучшает прочность на растяжение, в то время как сера значительно улучшает обрабатываемость, облегчая резку и формование.

Механические свойства

Свойство	Условие/Температура	Температура испытания	Типичное значение/Диапазон (Метрика)	Типичное значение/Диапазон (Имперская)	Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Отожженная	Комнатная температура	450 - 550 МПа	65 - 80 ksi	ASTM E8
Прочность на текучесть (0,2% сдвиг)	Отожженная	Комнатная температура	250 - 350 МПа	36 - 51 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	Комнатная температура	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Твердость (Бринелль)	Отожженная	Комнатная температура	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Ударная прочность (Шарпи)	Отожженная	-20 °C	20 - 30 Дж	15 - 22 ft-lbf	ASTM E23

Механические свойства стали 1212 делают ее подходящей для приложений, требующих средней прочности и хорошей пластичности. Ее относительно низкая прочность на текучесть позволяет легко формовать и обрабатывать, в то время как прочность на растяжение гарантирует, что она может выдерживать значительные нагрузки.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (Метрика)	Значение (Имперская)
Плотность	Комнатная температура	7,85 г/см³	0,284 lb/in³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	Комнатная температура	50 Вт/м·К	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	460 Дж/кг·К	0,11 BTU/lb·°F
Электрическое сопротивление	Комнатная температура	0,0000017 Ω·м	0,0000017 Ω·in

Плотность стали 1212 указывает на то, что она является относительно тяжелым материалом, что типично для сталей. Ее теплопроводность умеренная, что делает ее подходящей для приложений, где требуется рассеивание тепла. Удельная теплоемкость предполагает, что она может поглощать разумное количество тепла без значительных изменений температуры.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Примечания
Хлориды	3-5	25 °C / 77 °F	Умеренная	Риск образования коррозийных ям
Серая кислота	10-20	25 °C / 77 °F	Плохо	Не рекомендуется
Гидроксид натрия	10-30	25 °C / 77 °F	Умеренная	Подвержен трещинам от напряжений

Сталь 1212 демонстрирует ограниченное коррозионное сопротивление, особенно в средах с высокой концентрацией хлорида или кислой средой. Она подвержена образованию коррозийных ям и трещинам от напряжений, что может значительно повлиять на ее производительность в жестких условиях. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как 304 или 316, сталь 1212 гораздо менее устойчива к коррозии, что делает ее менее подходящей для приложений, подвергающихся воздействию влаги или коррозийных химических веществ.

Теплоустойчивость

Свойство/Лимит	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывной работы	300 °C	572 °F	Выше этого свойства ухудшаются.
Максимальная температура прерывистой работы	400 °C	752 °F	Только кратковременное воздействие.
Температура обгорания	600 °C	1112 °F	Риск окисления при этой температуре.

При повышенных температурах сталь 1212 может сохранять свою прочность до примерно 300 °C (572 °F). Однако длительное воздействие температур выше этой может привести к ухудшению механических свойств из-за окисления и обгорания. Важно учитывать эти ограничения в приложениях, связанных с теплом.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (Классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
MIG-сварка	ER70S-6	Смесь аргона и CO2	Рекомендуется предварительный подогрев
TIG-сварка	ER70S-2	Аргон	Хорошо для тонких участков
Электродная сварка	E7018	-	Требует осторожного обращения

Сталь 1212 обычно считается свариваемой, но часто рекомендуется предварительный подогрев, чтобы избежать трещин, особенно в более толстых участках. Термальная обработка после сварки также может помочь снять напряжения и улучшить общую целостность сварного шва.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь 1212	Эталонная сталь (AISI 1212)	Примечания/Советы
Относительный индекс обрабатываемости	100	100	Стандарт для сравнения
Типичная скорость резания (Токарная обработка)	30-50 м/мин	30-50 м/мин	Оптимально для срока службы инструмента

Сталь 1212 известна своей отличной обрабатываемостью, что делает ее предпочтительным выбором для прецизионных компонентов. Относительный индекс обрабатываемости 1212 часто устанавливается на уровне 100, служа эталоном для других сталей.

Формуемость

Сталь 1212 демонстрирует хорошую формуемость, позволяя как холодное, так и горячее формование. Ее можно сгибать и формовать с минимальным риском трещин, что делает ее подходящей для различных приложений. Скорость упрочнения умеренная, что означает, что ее можно формовать в сложные формы без значительной потери пластичности.

Термическая обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель/Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух	Улучшение пластичности и снижение твердости
Закалка	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	30 минут	Масло или вода	Увеличение твердости
Темперировка	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 час	Воздух	Снижение хрупкости и улучшение прочности

Процессы термической обработки, такие как отжиг, закалка и темперировка, могут значительно изменить микроструктуру стали 1212, улучшая ее механические свойства. Отжиг облегчает сталь, делая ее легче для обработки, в то время как закалка увеличивает твердость. Темперировка важна для снятия напряжений и улучшения прочности после закалки.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (Кратко)
Автомобильная	Прецизионные шестерни	Отличная обрабатываемость, средняя прочность	Высокие требования к точности
Аэрокосмическая	Компоненты двигателя	Хорошее соотношение прочности и веса	Легкий и прочный
Производство	Фиксаторы	Хорошая пластичность и прочность	Надежность в сборке
Инструменты	Режущие инструменты	Высокая износостойкость	Долговечность в обработке

Другие применения включают:
- Медицинские устройства: Благодаря своей обрабатываемости и прочности.
- Строительство: Используется в структурных компонентах, где требуется средняя прочность.

Сталь 1212 часто выбирают для приложений, требующих точности и хорошей обрабатываемости, таких как автомобильные шестерни и крепежные элементы, где ее свойства могут быть полностью использованы.

Важные соображения, критерии выбора и дополнительные сведения

Особенность/Свойство	Сталь 1212	AISI 4140	AISI 1045	Краткая заметка о преимуществах/недостатках или компромиссе
Ключевое механическое свойство	Средняя прочность	Высокая прочность	Средняя прочность	1212 легче обрабатывать
Ключевой аспект коррозии	Умеренная	Хорошая	Умеренная	4140 имеет лучшее коррозионное сопротивление
Свариваемость	Хорошая	Умеренная	Хорошая	4140 может требовать предварительного подогрева
Обрабатываемость	Отличная	Хорошая	Хорошая	1212 легче обрабатывать
Формуемость	Хорошая	Умеренная	Хорошая	1212 легко формуется
Приблизительная относительная стоимость	Низкая	Умеренная	Низкая	Экономически выгодна для прецизионных деталей
Типичное доступность	Высокая	Умеренная	Высокая	1212 широко доступна

При выборе стали 1212 следует учитывать ее отличную обрабатываемость и среднюю прочность, что делает ее идеальной для прецизионных приложений. Однако ее более низкое коррозионное сопротивление по сравнению с более легированными сталями может ограничить ее использование в жестких условиях.

В заключение, сталь 1212 является универсальным материалом, который сочетает обрабатываемость, прочность и экономическую эффективность, что делает его подходящим для различных инженерных приложений. Ее свойства могут быть адаптированы с помощью термической обработки и процессов обработки, что позволяет использовать ее в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая и производство.