Acciaio da cementazione in lega GB 12CrNi3

Panoramica del prodotto

GB 12CrNi3 è un acciaio legato da cementazione di alta qualità noto per la sua temprabilità, resistenza e tenacità superiori rispetto ai gradi convenzionali come 15Cr e 20Cr. Questa lega di acciaio incorpora nichel e cromo come elementi di lega primari per offrire una combinazione eccezionale di durezza superficiale e tenacità del nucleo dopo il trattamento termico. Il materiale è caratterizzato da un'eccellente resistenza agli urti a bassa temperatura, bassa sensibilità all'intaglio e buona lavorabilità. È ampiamente utilizzato in applicazioni meccaniche impegnative che richiedono elevata robustezza, resistenza all'usura e durabilità agli urti in condizioni di carichi pesanti e ad alta velocità.

Caratteristiche del prodotto

Composizione chimica

Grado	C	Sì	Mn	P	S	Cr	Ni
12CrNi3	0,10-0,17	0,17-0,37	0,30-0,60	0,030Max	0,030Max	0,60-0,90	2.75-3.15

Proprietà meccaniche

Proprietà	Valore (minimo)
Resistenza alla trazione	930MPa
Forza di snervamento	685MPa
Allungamento a rottura	11%
Riduzione dell'area	50%
Resistenza all'impatto	71J
Durezza	217HBW massimo

Trattamento termico

• Tempra: prima fase a 860°C, seconda fase a 780°C, seguita dal raffreddamento dell'olio.

• Rinvenimento: 200°C, seguito da raffreddamento ad acqua o aria.

• Carburazione: 900–920°C per ottenere uno strato cementato uniforme con un gradiente di carbonio graduale.

Nota: il materiale è suscettibile alla fragilità della tempera e tende a formare macchie bianche; il controllo del processo è fondamentale

Dimensioni e tolleranza della fornitura

Gamma di dimensioni del prodotto

Tipo di prodotto	Intervallo di dimensioni	Lunghezza
Barra trafilata a freddo	Φ3-Φ80mm	6.000-9.000 mm
Barra laminata a caldo	Φ16-Φ310mm	6.000-9.000 mm
Barra forgiata a caldo	Φ100-Φ1200mm	3000-5800mm
Lamiera/lamiera laminata a caldo	T:3-200mm; L:1500-2500 mm	2000-5800 mm
Blocco forgiato a caldo	T: 80-800 mm; L: 100-2500 mm	2000-5800 mm

Finitura superficiale, tolleranza dimensionale e rettilineità

Finitura superficiale	Trasformato	Fresato	Rettifica(migliore)	Lucido (migliore)	Sbucciato (migliore)	Forgiato Nero	Nero laminato
Tolleranza	+0/+3 mm	+0/+3 mm	+0/+0,05 mm	+0/+0,05 mm	+0/+0,1 mm	+0/+5 mm	+0/+1 mm
Linearità	1 mm/1000 mm massimo.					3 mm/1.000 mm massimo.

Applicazioni

L'acciaio da cementazione 12CrNi3 serve i settori dei macchinari pesanti, automobilistico, aerospaziale, degli stampi in plastica, delle attrezzature tecniche:

Componenti automobilistici e di trasmissione

Ingranaggi di trasmissione per carichi pesanti, alberi motore, viti di regolazione, alberi a camme, parti differenziali resistenti ad alta velocità e carichi di impatto ciclici.

Mandrini e parti di alberi per macchinari pesanti

Mandrini principali, bielle di pistoni e assi motori ad alto carico che richiedono tenacità del nucleo e resistenza all'usura superficiale estremamente elevate.

Stampi per iniezione plastica di medie e grandi dimensioni

Cavità per stampi estrusi a freddo, inserti per stampi; la superficie carburata raggiunge la resistenza ai graffi mentre il nucleo evita la rottura sotto la pressione di serraggio.

Parti soggette ad usura di ingegneria generale

Perni guida, manicotti di ingranaggi, parti di rulli che richiedono una lunga durata in condizioni miste di impatto e attrito.

Confronto tra i gradi di acciaio 12CrNi3 e quelli comunemente da cementazione

12CrNi3 contro 12CrNi2

• Il 12CrNi3 presenta un contenuto di nichel più elevato (2,75–3,15%) rispetto al 12CrNi2, offrendo una temprabilità molto più elevata e una resistenza agli urti a bassa temperatura superiore.

• Il 12CrNi2 si adatta solo a pezzi di piccole dimensioni con sezione trasversale sottile inferiore a 30 mm, mentre il 12CrNi3 supporta pezzi fino a 50 mm di spessore senza tempra incompleta.

• Il 12CrNi3 adotta il doppio raffreddamento (860°C + 780°C di raffreddamento ad olio), mentre il 12CrNi2 solitamente utilizza un flusso di raffreddamento singolo, con conseguente minore stabilità dimensionale dopo il trattamento termico.

• Per carichi da impatto ciclico pesante, il 12CrNi3 evita la frattura fragile molto meglio del 12CrNi2.

12CrNi3 contro 20CrNi3

• Il contenuto di carbonio differisce in modo significativo: 12CrNi3 è a basso contenuto di carbonio (0,10–0,17%) per il servizio di cementazione; 20CrNi3 ha un contenuto di carbonio più elevato (0,17–0,23%) e viene utilizzato principalmente per la tempra e il rinvenimento di parti strutturali senza carburazione.

• La superficie 12CrNi3 può raggiungere 58–62 HRC dopo la cementazione, ideale per ingranaggi e stampi resistenti all'usura. 20CrNi3 si concentra sulla resistenza del nucleo bilanciata, senza evidente strato superficiale duro dopo il trattamento termico.

• La temperatura di rinvenimento standard di 12CrNi3 è un rinvenimento a bassa temperatura di 200°C; Il 20CrNi3 richiede un rinvenimento a temperatura media di 480–530°C per raggiungere il limite di snervamento target.

12CrNi3 contro 20CrMnTi

• Il sistema degli elementi di lega è totalmente diverso: 12CrNi3 si affida alla lega Cr-Ni per aumentare la tenacità e la temprabilità; 20CrMnTi utilizza elementi Mn-Ti per affinare i grani e controllare la distorsione del trattamento termico.

• 12CrNi3 possiede eccezionali prestazioni a bassa temperatura, adatte per parti meccaniche aerospaziali e criogeniche. Il 20CrMnTi funziona bene con carichi di trasmissione automobilistici a temperatura ambiente, ma perde notevolmente la tenacità in ambienti freddi.

• 20CrMnTi presenta una minore deformazione termica per piccoli ingranaggi di precisione; 12CrNi3 è la scelta prioritaria per alberi di medie e grandi dimensioni per carichi pesanti e pezzi grezzi per stampi in plastica con spessore della parete maggiore.

Domande frequenti

Q1: Qual è la differenza tra l'acciaio 12CrNi3 e l'acciaio 12CrNi2A?

A1: 12CrNi3 contiene un contenuto di nichel più elevato (2,75–3,15% rispetto al Ni inferiore in 12CrNi2A), offrendo una temprabilità molto più forte. È applicabile a pezzi di sezione trasversale più grande e possiede una migliore resistenza agli urti a bassa temperatura per condizioni di carico più pesanti.

Q2: È possibile saldare l'acciaio 12CrNi3?

A2: Poiché si tratta di acciaio da cementazione a basso tenore di carbonio con elementi ad alto contenuto di lega, la saldatura non è consigliata. Le zone di saldatura formano facilmente martensite fragile e si rompono sotto carico; utilizzare l'assemblaggio meccanico invece della saldatura per il collegamento strutturale.

Q3: Quale durezza può raggiungere il 12CrNi3 dopo il trattamento di cementazione?

A3: Dopo la cementazione a gas standard + doppia tempra + basso rinvenimento, la durezza superficiale raggiunge 58–62 HRC, la durezza al cuore rimane 250–380 HBW per bilanciare tenacità e resistenza all'usura.

Q4: È supportato il servizio di taglio personalizzato e trattamento termico?

R4: Sì. Offriamo taglio a lunghezza fissa, pelatura superficiale, rettifica di precisione, prericottura, prenormalizzazione e fornitura finita bonificata secondo i disegni tecnici del cliente.

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