212A42 Сталь: Свойства и ключевые применения

Сталь 212A42 - это легированная среднеуглеродистая сталь, которая в основном используется в инженерных приложениях, требующих хорошей прочности и стойкости. Классифицируемая по стандарту EN 10083, этот сорт стали характеризуется сбалансированным составом, который обычно включает углерод, марганец и кремний как основные легирующие элементы. Наличие этих элементов значительно влияет на механические свойства и производительность стали.

Общий обзор

Сталь 212A42 известна своими отличными механическими свойствами, включая высокую прочность на растяжение и хорошую пластичность, что делает ее подходящей для различных строительных применений. Легирующие элементы способствуют ее общим характеристикам:

• Углерод (C): Увеличивает твердость и прочность за счет упрочнения в твердом растворе и образования карбидов.
• Марганец (Mn): Улучшает закаляемость и прочность на растяжение, а также способствует обессмоливанию при производстве стали.
• Кремний (Si): Работает как обессмоливатель и способствует прочности и магнитным свойствам стали.

Преимущества и ограничения

Преимущества	Ограничения
Высокое соотношение прочности к весу	Подверженность коррозии без правильной обработки
Хорошая обрабатываемость	Ограниченная свариваемость по сравнению с низкоуглеродистыми сталями
Отличная стойкость к износу	Требует тщательной термической обработки, чтобы избежать хрупкости
Универсальные применения в различных отраслях	Не подходит для высокотемпературных приложений

Сталь 212A42 занимает значительное место на рынке благодаря своему балансу прочности и пластичности, что делает ее популярным выбором для компонентов в автомобильной, машинной и строительной отраслях. Ее историческое значение заключается в использовании при производстве деталей, которые требуют сочетания стойкости и износостойкости.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартизирующая организация	Обозначение/Класс	Страна/Регион происхождения	Примечания
UNS	G10420	США	Ближайший эквивалент 212A42
AISI/SAE	1045	США	Незначительные отличия в составе
ASTM	A830-1045	США	Обычно ссылаются на механические свойства
EN	42CrMo4	Европа	Более высокое содержание хрома, лучшая закаляемость
DIN	1.1191	Германия	Схожие свойства, часто используются взаимозаменяемо
JIS	S45C	Япония	Сравнимы, но с различными рекомендациями по термообработке

Различия между этими марками могут повлиять на выбор в зависимости от конкретных требований применения, таких как закаляемость и стойкость к коррозии.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0.38 - 0.45
Mn (Марганец)	0.60 - 0.90
Si (Кремний)	0.15 - 0.40
P (Фосфор)	≤ 0.035
S (Сера)	≤ 0.035

Основные легирующие элементы в стали 212A42 играют важную роль в определении ее свойств. Углерод необходим для увеличения твердости и прочности, в то время как марганец улучшает закаляемость и стойкость. Кремний способствует повышению прочности и обессмоливанию при обработке.

Механические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Температура испытания	Типичное значение/Диапазон (метрическая система)	Типичное значение/Диапазон (имперская система)	Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на разрыв	Отожженная	Комнатная температура	600 - 800 МПа	87.0 - 116.0 ksi	ASTM E8
Предельная прочность (0.2% обрабатываемая)	Отожженная	Комнатная температура	350 - 500 МПа	50.0 - 72.5 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	Комнатная температура	15 - 20%	15 - 20%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженная	Комнатная температура	170 - 210 HB	170 - 210 HB	ASTM E10
Ударная прочность	Проба Шарпи с V-образным вырезом	-20 °C	30 - 50 Дж	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает сталь 212A42 подходящей для приложений, требующих высокой прочности и стойкости, таких как компоненты машин и строительные элементы.

Физические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Значение (метрическая система)	Значение (имперская система)
Плотность	Комнатная температура	7.85 г/см³	0.284 фунт/дюйм³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	Комнатная температура	50 Вт/м·К	34.5 BTU·дюйм/фут²·ч·°F
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	0.46 кДж/кг·К	0.11 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	Комнатная температура	0.0006 Ом·м	0.00001 Ом·дюйм

Плотность и температура плавления стали 212A42 указывают на ее пригодность для приложений, подверженных высоким нагрузкам, тогда как теплопроводность и удельная теплоемкость важны для приложений, связанных с тепловым управлением.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Примечания
Атмосферный	Различается	Окружение	Средний	Риск коррозии без защитного покрытия
Хлориды	Различается	Окружение	Плохой	Подверженность точечной коррозии
Кислоты	Различается	Окружение	Средний	Требует защитных мер
ЩЕЛОЧИ	Различается	Окружение	Хороший	Как правило, стойкая
Органические вещества	Различается	Окружение	Хороший	Как правило, стойкая

Сталь 212A42 обладает умеренной коррозионной стойкостью, особенно в атмосферных условиях. Тем не менее, она подвержена точечной коррозии в средах с хлоридами, что делает ее менее подходящей для морских приложений без защитных покрытий. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как 304 или 316, коррозионная стойкость 212A42 значительно ниже, что требует тщательной оценки для применения в коррозионных средах.

Жаропрочность

Свойство/Лимит	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывной службы	400 °C	752 °F	Подходит для умеренных температур
Максимальная температура переменной службы	450 °C	842 °F	Только краткосрочное воздействие
Температура окисления	600 °C	1112 °F	Риск окисления за пределами этого предела
Учет прочности на сдвиг	400 °C	752 °F	Начинает ухудшаться при повышенных температурах

При повышенных температурах сталь 212A42 сохраняет свою прочность, но может подвергаться окислению и образованию окислов, что может повлиять на ее производительность в высокотемпературных приложениях. Правильная обработка поверхности или покрытия могут смягчить эти эффекты.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наплавочный металл (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
MIG	ER70S-6	Аргон + CO2	Рекомендуется подогрев
TIG	ER70S-2	Аргон	Требует термообработки после сварки
Электродная сварка	E7018	Нет	Хороша для толстых сечений

Сталь 212A42 может быть сварена с использованием различных методов, но обычно рекомендуется предварительный подогрев для снижения риска трещин. Термообработка после сварки может помочь устранить напряжения и улучшить прочность швов.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь 212A42	Сталь AISI 1212	Примечания/Советы
Относительный индекс обрабатываемости	70	100	212A42 менее обрабатываема, чем 1212
Типичная скорость резания (токарная обработка)	30 м/мин	50 м/мин	Используйте инструменты из быстрорежущей стали

Сталь 212A42 демонстрирует хорошую обрабатываемость, хотя она не так легка в обработке, как некоторые низкоуглеродистые стали. Оптимальные скорости резания и инструменты должны использоваться, чтобы достичь наилучших результатов.

Формуемость

Сталь 212A42 может быть формована как холодными, так и горячими процессами. Холодная формовка возможна, но может потребовать больших сил из-за среднего углеродного содержания. Горячая формовка предпочтительнее для сложных форм, так как снижает риск трещин и улучшает пластичность.

Термическая обработка

Процесс обработки	Диапазон температур (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух или печь	Смягчение, улучшение обрабатываемости
Закалка	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 минут	Масло или вода	Закалка, увеличение прочности
Отпуск	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 час	Воздух	Снижение хрупкости, улучшение стойкости

Процессы термической обработки значительно влияют на микроструктуру и свойства стали 212A42. Отжиг смягчает сталь, что облегчает обработку, в то время как закалка увеличивает твердость. Упор на отпуск важен для снятия напряжений и повышения[[]] стойкости.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Пример специфического применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора
Автомобильная	Коленчатые валы	Высокая прочность на растяжение, хорошая пластичность	Необходима высокая нагрузка
Машиностроение	Зубчатые колеса	Стойкость к износу, прочность	Обязательно для долговечности
Строительство	Структурные балки	Прочность, свариваемость	Поддерживает большие нагрузки

Другие применения включают:

• Производство осей и валов
• Производство машинных компонентов
• Изготовление инструментов и пресс-форм

Сталь 212A42 выбрана для этих направлений в силу своего отличного баланса прочности и стойкости, что делает ее идеальной для компонентов, подвергающихся динамическим нагрузкам.

Важно знать, критерии выбора и дополнительные сведения

Особенность/Свойство	Сталь 212A42	Сталь AISI 1045	Сталь EN 42CrMo4	Краткое примечание о предимстве/ограничении или компромиссе
Ключевое механическое свойство	Высокая прочность	Умеренная прочность	Очень высокая прочность	212A42 предлагает сбалансированные свойства
Ключевой коррозионный аспект	Средний	Средний	Хороший	42CrMo4 имеет лучшую коррозионную стойкость
Свариваемость	Умеренная	Хорошая	Умеренная	212A42 требует подогрева
Обрабатываемость	Хорошая	Отличная	Умеренная	212A42 менее обрабатываема, чем 1045
Формуемость	Умеренная	Хорошая	Умеренная	212A42 можно формовать, но осторожно
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Низкая	Высокая	Экономически оправдана для многих приложений
Типичная доступность	Обычная	Очень распространенная	Менее распространенная	212A42 широко доступна

При выборе стали 212A42 следует учитывать ее механические свойства, экономическую эффективность и доступность. Она подходит для приложений, где требуется баланс прочности и стойкости, но ее подверженность коррозии должна быть учтена с помощью защитных мер. Производительность стали в различных условиях и ее обрабатываемость делают ее универсальным выбором для инженеров и производителей.