Сталь Х12МФ характеристики и применение

Резка

Исходные данные			Обрабатываемость резанием Ku
Состояние	HB, МПа	sB, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
горячекатаное	217–228	730	0,8	0,35

Технологические свойства марки Х12

Свойства по стандарту ГОСТ 5950-2000

Термообработка: Закалка при температурах 940-970 °С, отпуск — 180-250 °С, отжиг — 800-830 °С.

Температура ковки: от 1100 до 850 °С, охлаждение выполняют медленно в колодцах.

Без ограничений	Ограниченная	Трудно свариваемая
Подогрев	нет	до 100-120°С	200-300°С
Термообработка	нет	есть	отжиг

Сталь Х12 – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Ванадий	Вольфрам	Кремний	Марганец	Медь
0,15	0,2	0,1–0,4	0,2–0,5	0,2

Молибден	Никель	Сера	Углерод	Фосфор	Хром
0,2	0,4	0,03	2–2,2	0,03	11,5–13

Химические свойства

За получение конечных свойств Х12МФ изделия отвечают две составляющие: химический состав сплава и термомеханическая обработка (промежуточная и окончательная). Естественно, что обе составляющие зависят друг от друга, а определяется эта тонкая взаимосвязь в результате многочисленных исследований и опытов:

• на действующих металлургических и машиностроительных предприятиях;
• в металлографических лабораториях.

К вышеперечисленным изделиям предъявляются высокие требования:

• по прочности при обработке металла способом холодного штампования, прокатки;
• хорошую теплостойкость. — Набор этих свойств марки Х12МФ обеспечивает высокая концентрация следующих элементов, каждый из которых вносит свои особенности:

1. C — 1.45-1.65%;
2. Cr — 11–12.5%;
3. Mo — 0.4–0.6%;
4. Si — 0.1–0.4%;
5. V — 0.15–0.3%;
6. Mn — 0.15–0.45%;
7. Сu — 3%;
8. Ni — 0.35%.

Расшифровка стали Х12МФ

В данном случае в маркировке указаны только основные элементы:

1. индекс: Х12 — содержание хрома 12 %;
2. М — молибден (без цифрового индекса, содержание должно составлять до 1 %);
3. Ф — вольфрам (содержание также до 1 %).

Углерод в данном случае не указывается, так как по умолчанию его содержание определяется в районе 1,5 %.

Углерод — важнейший элемент, повышающий прочность. Его участие оказывает как положительное влияние, так и отрицательное. При одновременной прочности он снижает пластичность, что делает сталь плохо деформируемой.

К тому же карбиды при высокой концентрации распределяются неравномерно, а также коагулируют при дальнейшем вылеживании, что приводит к неоднородности свойств в самом сплаве: в районе сегрегаций сплав наиболее прочен, а истощенное место становиться уязвимым при нагреве выше 300 ºC. Поэтому при интенсивной работе, когда рабочая поверхность нагревается, происходит разупрочнение.

Но этот недостаток нейтрализуют добавлением хрома, марганца, молибдена и вольфрама.

Основным легирующим элементом Х12МФ является хром. Он придает коррозионную стойкость, повышает прокаливаемость и исключает разупрочнение стали. Именно благодаря такому содержанию хрома, сталь характеризуется высокой:

• теплостойкостью (отсутствием разупрочнения при высоких температурах выше 300 ºC);
• прокаливаемостью;
• стойкостью к короблению при закалке.

Вольфрам улучшает режущую способность стали, что очень актуально при изготовлении ножей. Это происходит благодаря способности W образовывать тугоплавкие соединения, которые даже при нагревании режущей кромки не вызывают разупрочнения.

Высокая концентрация элементов, увеличивающих прочность, придают характеристикам стали отрицательные качества. Их нейтрализуют другие элементы, например, марганец и молибден. Они также увеличивают прочность, но еще дополнительно работают на увеличение прокаливаемости (свойство стали которое при закалке увеличивает толщину металла, в которой образуется необходимая мартенситная структура). К тому же уменьшают коробление при закалке.

Ванадий наряду с железом образует карбиды VC, которые характеризуются еще более высокой прочностью и тугоплавкостью, чем FeC. При чем содержание этого элемента в диапазоне всего 0,3-0,5 % не снижает пластичность стали.

Термомеханическая обработка

Расплавленный металл разливают в формы для получения:

1. заготовок простых геометрических форм (круги, квадраты т. д.), из которых в дальнейшем изготавливают детали методом ковки;
2. готовые изделия с учетом припусков на обработку.

При изготовлении изделий методом ковки, происходит дополнительное улучшение структуры. Происходящие изменения можно назвать как повышение плотности, потому что при этом происходит устранение дефектов:

• заполнение вакансий в кристаллической решетке;
• дендритной ликвации — измельчение зерен (устранение дендритной структуры, которая неизбежна при кристаллизации заготовок, слитков, повышает пластичность, без потери прочности).

Сложные молекулярные связи в насыщенной структуре, предъявляют высокие требования к температурному режиму. Нагрев стали при ковке не должен превышать 1050 ºC. При перегреве металла происходит переструктуризация, которая вызывает хрупкость, исправить ее, к сожалению, невозможно.

Преимущество стали, как малая усадка, позволяет изготавливать методом литья готовые детали и точные заготовки (размеры с учетом припусков для обработки). Тогда окончательную структуру изделие получает при выполнении термомеханической обработки:

• снятие лишнего слоя обеспечивает точные размеры и устранение издержек литейного производства;
• закалка в масло увеличивает прочность структуры верхнего слоя;
• отпуск снимает внутренние напряжения.

Марка Х12 – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Австрия	Англия	Болгария	Германия	Евросоюз	Испания	Италия
ONORM	BS	BDS	DIN, WNr	EN	UNE	UNI
BOHLERK100
K100

2080

BD3

Ch12

X210Cr12

1.2060

1.2080

X210Cr12

X210CrW12

1.2080

X210Cr12

X21Cr12

F.5212

X120Cr12

X210CM2

X210Cr12

X205Cr12KU

Китай	Польша	Румыния	США	Франция	Чехия	Швеция	Юж. Корея	Япония
GB	PN	STAS	—	AFNOR	CSN	SS	KS	JIS
Cr12

NC11 205Cr115 D3

T30403

T30404

X200CM2

X200Cr12

Z200C12

19436 2312 STD1 SKD1

Сталь Х12МФ, Х12М, Х12

Группа компаний УРАЛСПЕЦМЕТАЛЛ предлагает инструментальную сталь: круг Х12МФ, Х12М, Х12, полоса Х12МФ, Х12М, Х12, лист Х12МФ, Х12М, Х12, поковка Х12МФ, Х12М, Х12, квадрат Х12МФ, Х12М, Х12, плиты Х12МФ, Х12М, Х12, шайбы Х12МФ, Х12М, Х12, кольца Х12МФ, Х12М, Х12 со склада и под заказ.

Короткие сроки оформления и отгрузки при наличии на складе. Смотрите складские остатки. Цены уточняйте у наших менеджеров .

Возможность изготовления в размер на заказ:

Условные обозначения

Механические свойства

HRCэ	HB	KCU	y	d5	sT	sв
МПа	кДж / м2	%	%	МПа	МПа
Твердость по Роквеллу	Твердость по Бринеллю	Ударная вязкость	Относительное сужение	Относительное удлинение при разрыве	Предел текучести	Предел кратковременной прочности

Ku	s0,2	t-1	s-1
Коэффициент относительной обрабатываемости	Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации	Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)	Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

N	число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

ножи из стали Х12МФ (D2/SKD11)

Еще в советском справочнике по сталям 195х года одна из рекомендаций по применению стали Х12М предполагала использование данной стали для изготовления . «ножевых клинков». Речь шла скорее всего о технологических ножах для деревообрабатывающих предприятий или предприятий полиграфии (резаки, штампы), но, возможно, что и многочисленные артели, которые в 50-х годах ещё занимались выпуском столовых и хозяйственных ножей проявляли к стали Х12М (Х12МФ) свой интерес. Что же могло их заинтересовать?

На фото: финка «Вача» мастера Дмитрия Зайнуллина выполненная с клинком из стали Х12МФ.

Изначально сталь предназначалась для изготовления холодноштампованного инструмента (пилы, ножи для деревообработки, фрезы, резцы . ).

В составе стали 1.4-1,6% углерода и 11-13 % хрома, что делает её достаточно устойчивой к влажным средам, а количество карбидов железа и грамотная термическая обработка позволяют закаливать данную сталь до 61-63 HRC. Зарубежные аналоги стали носят обозначения D2 ( амер. ) и SKD11 ( япон. ). А один из самых известных производителей ножей Bob Dozier (США) работал практически только с этой маркой стали добившись поразительных результатов в её термической обработке.

В последнее время в России сталь Х12МФ стала очень популярной для изготовления ножей. Свои клинки из неё изготавливают в основном небольшие мастерские и отдельные авторы-ножевики, а вот у больших именитых производителей работать со сталью Х12МФ особого желания нет. И дело здесь связано не только с определенными трудностями в её обработке, но и с определенными минусами, с которыми сталкиваются владельцы таких клинков. Рассмотрим плюсы, минусы, химсостав, а также характеристики стали Х12МФ.

Плюсы

• Высокие режущие характеристики (режущая кромка /далее «РК»/ держит заточку довольно продолжительное время);
• РК сравнительно легко правится/затачивается на алмазных брусках и ремне с пастой ГОИ.
• Ножи из Х12МФ — при характеристиках «выше среднего» достаточно доступные по цене.

Минусы

• Относительная коррозионная стойкость (возможен питтинг);

На фото: питтинговая коррозия на клинке ножа из стали Х12МФ; нож, который исправно служит многие годы на нашей кухне в офисе был оставлен сотрудницами компании во влажном состоянии на выходные, а большое пятно на клинке ножа — след от лимона; поправить — не проблема (шлифанём, полирнём — будет как новый).

• В виду высокой твердости стали поправить РК в походных условиях довольно проблематично;
• Возможны сколы на режущей кромке при неправильном использовании ножа, например, при рубящих ударах по кости.

Химический состав

Марка стали

C

Mn

P

S

Cr

Si

Mo

Si

Ni

V

Cu

Fe

HRC

Х12МФ

1.45-1.65

0.15-0.45

до 0.03

до 0.03

11.0-12.5

0.1-0.4

0.4-0.6

0.1-0.4

до 0.55

0.15-0.3

до 0.3

≈84

61-63

Профессиональное мнение

Андрей ( Toledo ) тестируя ножи из стали D2 Дозьера привел такое высказывание:

Следует отметить феноменальное качество реза ножа из Д2 от Дозьера. Рез агрессивный, вкусный, чрезвычайно самобытный. Ни малейшего намека на мыльность от начала до конца работы. Это честно сделанный нож с сильным характером – безусловное украшение любой коллекции.

Но здесь стоит учитывать, что тот же Дозьер посвятил практически всю свою жизнь занимаясь термообработкой и изготовлением ножей из стали D2. А на многих тестах, которые проводят ножевые сообщества в настоящее время ножи из стали D2 (Х12МФ) занимают порой не только первые, но и последние места. Делайте вывод сами.

Кому рекомендуем?

Любителям ножей именно с агрессивным резом, которых не пугает необходимый минимальный уход за ножами из стали Х12МФ (поработал — промыл — протер — смазал). Наша рекомендация по уходу за ножами из дамасской стали здесь будет «в тему».

При работе ножами из стали Х12МФ избегайте значительных боковых нагрузок (особенно при небольшой толщине обуха клинка), а также рубящих ударов по кости (а вот ветки и небольшую поросль такие клинки перерубают «на раз»).

Использовать ножи с клинками из данной марки стали можно практически везде от пикника и рыбалки до охоты, а также профессиональной деятельности. Держите нож в чистоте, периодически обрабатывайте клинок минеральным маслом, а для правки и заточки используйте мелкозернистые алмазы, кожаный ремень и пасту ГОИ.

При заточке ножей из Х12МФ правильно выбирайте угол. Наша рекомендация 35 градусов. Но всё зависит от целей использования ножа. Нужна консультация по заточке? Пишите по контактам указанным на сайте.

Ну и самое главное: при покупке ножа из стали Х12МФ выбирайте известного производителя. В этом случае нож прослужит вам очень долго.

Режимы термической обработки для сталей Х12Ф1 (Х12М)

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 41Следующая ⇒

Режим	Температура, оС	Среда охлаждения	Твёрдость, HRC (после закалки)	Количество аустенита, %	Температура отпуска, оС	Число отпусков	Твёрдость HRC (после отпуска)
I	1070±10	Масло (селитра)	62–64	20–25	160	1	62–64
II	1070±10	То же	62–64	20–25	200	1	58–60
III	1170±10	Масло (селитра)+ обработка холодом при -70оС	51–53	30–35	520	2–3	60–62
IV	1120±10	Масло (селитра)	57–59	35–45	Термическая доводка		57–59

Примечание: I – обычный режим; II – применяют, если обработка по режиму I не обеспечивает необходимой вязкости; III – для режущих инструментов, когда требуется износостойкость; IV – используют тогда, когда требуется неизменность размеров.

Поскольку в стали типа X12 количество остаточного аустенита колеблется в широких пределах (почти от 0 до 100 %), то изменение объёма, которое наблюдается при закалке, также значительно. При закалке на мартенсит сталь приобретает объём больший, чем исходный, а при закалке на аустенит – меньший (см. кривую Δl на рис. 3.5). При некоторой температуре соотношение получающегося аустенита и мартенсита таково, что объём закалённой стали точно равен исходному. Как следует из графика, приведённого на рис. 3.5, это будет происходить при закалке от 1120 °С, когда фиксируется около 40 % остаточного аустенита при твёрдости около HRС 58 (в этом случае Δl = 0). Однако возможные колебания в температуре закалки, условиях охлаждения и других деталях термического режима, как правило, приводят к тому, что размеры штампа не окажутся точно равными исходным.

Если размеры штампа уменьшились, то дается отпуск при 520 °С. В ре­зультате такого отпуска остаточный аустенит превратится частично в мартен­сит, и размеры штампа увеличатся. Если размеры штампа при закалке увели­чились (штамп «вырос»), то проводят отпуск при 350 °С. Аустенит при этих температурах отпуска остаётся, а тетрагональный мартенсит превращается в отпущенный, и размеры штампа уменьшаются.

Эта операция носит название термической доводки. В результате терми­ческой доводки можно довести размеры крупных штампов до требуемого зна­чения с точностью ±0,1 мм.

Стали Х12Ф1, Х12М и им подобные мало деформируются при закалке, а при применении термической доводки деформацию можно свести практически к нулю. Поэтому эти стали следует рекомендовать для инструмента сложной формы, для которого деформация при закалке недопустима. Существенным недостатком стали Х12 является пониженная механическая прочность, обусловленная наличием в этой стали большого количества карбид­ной фазы. Поскольку карбидов будет тем больше, чем больше углерода в ста­ли, то сталь Х12 (с 2,0–2,3 % С) применяют лишь для неответственных по назначению и для простого по конструкции инструмента.

Для сталей типа Х12, как и для быстрорежущих сталей, большое значение имеет распределение карбидной фазы. Строчечное распределение карбидов, скопление карбидов, т. е. все то, что называется «карбидной ликвацией», силь­но ухудшает прочность стали. Чем больше уков, а следовательно, чем меньше сечение металла (заготовки, прутка), тем сильнее раздробляются скопления карбидов, тем лучше качество стали (рис. 3.6, а, б). Поэтому основательную проковку следует рекомендовать в тех случаях, когда штамп имеет крупные размеры. Уковка в этом случае достигается попеременной осадкой и вытяж­кой. Однако не всегда удается устранить в необходимой сте­пени «карбидную ликвацию».

Сталь рассматриваемого класса, но с меньшим содержанием углерода и хрома и менее склонная к карбидной ликвации, обозначается мар­кой Х6ВФ. Она содержит меньше карбидов, чем сталь типа XI2 (12–14 % карбида Cr7С3 в отожженной стали Х6ВФ против 15–17 % в стали Х12Ф1 и 25–30 % в стали Х12), и при прочих равных условиях карбидная ликвация у неё меньше (рис. 3.6, б).

Рис. 3.6. Микроструктура стали, ´ 100:

а – Х12; б – Х6ВФ

Поведение стали Х6ВФ при термической обработке такое же, как и сталей типа Х12, однако повышение температуры закалки не приводит к тако­му резкому растворению карбидной фазы, как у сталей типа X12. Поэтому эта сталь обычно закаливается от 1000±10 °С (для получения максимальной твёрдости). При этом около 8 % карбидов из 12 % перейдёт в раствор, и мартенсит будет содержать около 5 % Сг.

Такой мартенсит достаточно устойчив против отпуска. Отпуск при 200 °С снижает твёрдость до HRС 58, а дальнейшее повышение температуры (до 500–525 °С) снижает твёрдость в незначительной степени – от 58 до 55–56 HRС. Поскольку прочность и вязкость также мало изменяются в этом же интервале температур отпуска (такое изменение свойств характерно и для сталей типа Х12), то сталь Х6ВФ отпускают или при 150 °С (дл сохранения высокой твёрдости), или при 200 °С (для некоторого повыше вязкости). Из этого следует, что области применения и режимы термической обработки сталей Х6ВФ и Х12Ф1 в общем похожи, только сталь Х6ВФ отличается более высокой прочностью, но меньшей износоустойчивостью, что является следствием меньшего количества в ней карбидной фазы.

⇐ Предыдущая16Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Характеристики стали Х12Ф1

Зная точный состав стали, можно с определенной долей погрешности определить ее общие характеристики.

• Первое, что хотелось бы заметить — сталь высокоуглеродистая, а значит, исключительно прочная. Это не удивительно, ведь ее задача — гнуть, прорезать и теснить металл.
• Также она хромированная. Это, во-первых, уберегает деталь от деформации при коррозии, во-вторых, делает сталь менее чувствительной к высоким температурам.
• Обладает весьма сложной внутренней структурой. При штамповке деталей на сам штамп оказывается большое давление, и любая микротрещина или любой другой дефект может привести к весьма плачевным последствиям.
• Сталь Х12Ф1 достаточно комфортно себя ощущает в средах с повышенной температурой. Этому способствует целый букет из лигатурных элементов и их соединений.