Сталь а 12 описание

Обновлено: 06.05.2024

Изделия из стали Х12 имеют высокую режущую способность. А кромка (режущая часть) сохраняет эту способность в течение длительного времени. Важно для эксплуатации – режущую кромку очень легко заточить, используя алмазный брусок, или специальный ремень с применением пасты.

Из недостатков – основной, это возможность возникновения питтинговой коррозии.

Химический состав Х12

Массовая доля элементов стали Х12 по ГОСТ 5950-2000

C (Углерод)	Si (Кремний)	Mn (Марганец)	Cr (Хром)	Fe (Железо)
2 - 2,2	0,1 - 0,4	0,15 - 0,45	11,5 - 13,0	остальное

Буква «Х» в обозначении марки обозначает наличие в составе сплава хрома, а цифра – 12 % его содержания. Основной легирующий элемент в сплаве, оказывающий влияние на свойства – хром - 11 -13 %.

Влияние химического состава на свойства стали

2,0-2,2 % углерода и 11-13 % хрома в сплаве, влияют на стойкость изделий из него к повышенной влажности, а наличие карбидов железа, и особенно, правильно выполненная термическая обработка дают возможность закалки до 61-63 HRC.

Кроме того, данные основные легирующие добавки отвечают за повышенную твёрдость сплава. Они же придают сплаву высокую износостойкость.

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

Дополнительные характеристики Х12

Ближайшие эквиваленты (аналоги) стали Х12.

США	Германия	Япония	Англия	Испания	Китай	Польша	Чехия
ASTM,AISI	DIN,WNr	JIS	BS	UNE	GB	PN	CSN
D3	1.2080	SKD1	BD3	F-5212	Cr12	NC11	19436
D4	1.2436	-	-	-	-	-
T30403	X210Cr12	-	-	-	-	-	-
T30404	X210CrW12	-	-	-	-	-	-

Дополнительные характеристики по стандарту ГОСТ 5950-2000

Сплав Х12 относят к инструментальным штамповым сталям, которые не подлежат сварке. Исходя из наличия в составе сплава высокого процента хрома, она считается высокохромистой. Незаменима при изготовлении деталей и элементов с высокой износостойкостью.

При этом изделия из стали Х12 не обладают устойчивостью к сильным ударам и стойкостью к высоким температурам и их перепадам. Хорошо подходит для изготовления инструментария для обработки пр. металлов в холодном состоянии.

Применение стали с учётом характеристик и свойств

Несмотря на то, что изначально сталь была создана для производства штампованного холодным методом инструмента (пилы, ножи для деревообработки, фрезы), сфера её применения сегодня существенно расширена.

Отличные характеристики стали Х2 обеспечивают её востребованность в различных сферах промышленности. Незаменима она при производстве холодных штампов (включая гибочные, просечные и формовочные), к которым предъявляются большие требования к высокой стойкости к истиранию (но не подверженные при эксплуатации сильным ударам и толчкам.

Сталь подходит для изготовления волочильных досок, фильеров для калибрования прутков под накатку резьбы, сложных по конфигурации секций кузовных штампов, штамповки рабочих элементов электрических машин, аппаратов и пр.

Обзор стали Х12МФ

Сталь марки Х12МФ пользуется большой популярностью у изготовителей охотничьих ножей. В нашей статье мы поможем вам расшифровать маркировку этого сплава, дадим описание основных компонентов в его составе, рассмотрим эксплуатационные особенности, достоинства и недостатки материала.

Состав и расшифровка

Х12МФ — это ножевая сталь. Как и другие соответствующие сплавы, изначально она разрабатывалась не для изготовления клинков, а для создания волосков, профилированных роликов, закатных и дыропрошивных пушек. Однако, учитывая высокие эксплуатационные характеристики материала, технологи рекомендовали расширить сферу ее использования. Именно тогда на сталь обратили внимание производители ножей.

Маркировка стали Х12МФ расшифровывается следующим образом:

«Х» указывает на содержание хрома;
«12» означает его долю в сплаве, равную 12%;
«М» и «Ф» говорят о присутствии таких легирующих элементов, как молибден и ванадий (числовые индексы для этих компонентов не предусмотрены, так как в соответствии с технологией их концентрация не должна превышать 1%).

Углерод в маркировке не указывается, поскольку в соответствии с действующим стандартом его концентрация по умолчанию должна соответствовать 1,5%. Этот компонент является обязательным для любого стального сплава. Он повышает прочность материала, но при этом ухудшает его пластичность и тем самым делает металл менее подверженным деформациям. К тому же при завышенной концентрации карбиды перераспределяются по сплаву неравномерно, а при выслеживании начинают коагулировать. В результате сплав становится неравномерным: в зоне сегрегаций он приобретает максимальную прочность, а самые истощенные участки при прогреве до 30 градусов и более становятся особенно уязвимыми. При интенсивной эксплуатации это приводит к нагреванию и, как следствие, разупрочнению поверхности.

Базовым легирующим компонентом Х12МФ считается хром. Этот микроэлемент придает стали высокую устойчивость к коррозии, повышает параметры прокаливаемости и сводит к минимуму риск разупрочнения сплава. Благодаря его включению материал приобретает теплостойкость и устойчивость к короблению в процессе закаливания. При производстве ножей вольфрам вводится в структуру стали для повышения режущих характеристик. Такое качество обусловлено способностью элемента формировать тугоплавкие соединения, которые не приводят к разупрочнению даже при сильном термическом воздействии.

Высокая доля компонентов, способствующих повышению прочности сплава, придает технико-физическим характеристикам металла отрицательные свойства. Чтобы нивелировать этот недостаток, в структуру вводят хром, вольфрам, молибден и марганец. Эти элементы работают на повышение прокаливаемости и снижают коробление. Ванадий, как и железо, может формировать карбиды, а они отличаются большей тугоплавкостью и жесткостью, чем соли железа.

При этом концентрация вещества невелика — только 0,3-0,5%, поэтому ухудшения пластичности не происходит.

Все о стали У12 и У12А

Стали типа У12 и У12А изготавливаются не только на территории нашей страны, но и на Украине. Обладают высокой износоустойчивостью и твердостью, но низкой стойкостью к коррозии и отпускной хрупкостью. При всех этих качествах это идеальное решение для производства режущего и иного инструмента.

Сталь марки У12 углеродистая. Содержание углерода составляет в среднем 1,2%. Именно заглавная буква «У» указывает на наличие этого элемента в большом количестве. У12А имеет в составе такое же количество углерода, при этом «А» в маркировке указывает на то, что данный металл относится к группе высококачественных. Об этих сталях можно сказать, что они входят в группу металлов с пониженной прокаливаемостью. Это означает, что материалы, входящие в такую группу, закаливаются исключительно в воде, а у инструмента середина остается незакаленной. По этой причине в процессе закаливания предпринимают меры, чтобы не было сильного коробления, а именно избегают резкого перехода сечения и острых углов.

Было доказано опытом, что у сталей этого типа непостоянная прокаливаемость. Если взять для примера отдельные плавки, то они не прокаливаются на одну глубину. Когда в составе сталей У12 и У12А присутствует по химическому составу больший процент углерода, повышается износоустойчивость, но падает прочность. Инструмент, который изготавливается из такого материала и испытывает высокую ударную нагрузку, должен иметь на кромке достаточное сечение, а коэффициент твердости должен составлять не менее 62 и более. Если это условие не соблюдается, тогда инструмент советуют изготавливать из стали с меньшим количеством углерода.

Описываемые виды стали поставляются в нескольких видах:

фасонный и сортовой прокат;
прут калиброванный, шлифованный;
серебрянка;
полоса;
кованая заготовка;
поковка.

Можно легко расшифровать по буквам маркировку описываемых сталей. В соответствии с ГОСТ 1435-99 «У» означает наличие в сплаве углерода. Цифра «12» показывает, какова в среднем массовая доля углерода в сплаве. В данном случае имеется в виду десятая доля процента. Последняя «А» – указывает на повышенные требования к составу стали.

По описанному ГОСТу химический состав сталей следующий.

Массовая доля элемента,%

Есть еще так называемый фазовый состав.

Каждый из элементов в составе сталей У12 и У12А отвечает за те или иные физические и химические свойства материала. Углерод помогает удерживать кромку на инструменте и увеличивает коэффициент вязкости. Повышается и твердость, износоустойчивость, но снижается качество пластичности и коррозионная устойчивость.

Повышает коэффициент твердости и хром в составе сталей У12 и У12А. Он же отвечает за увеличение сопротивления к растяжению и плотность, устойчивость к коррозийным процессам. При его уровне в 11% сплав называют нержавейкой.

Прокаливаемость повышает магний, он же увеличивает вязкость и стойкость к износу. Применяется этот элемент в качестве раскислителя и дегазатора, который убирает из металла кислород в процессе плавки. Если магний добавляется в сплав в больших количествах, то увеличивается твердость, а вместе с ней и хрупкость. Вместе с магнием в качестве раскислителя применяется и кремний. Плотность, прокаливаемость увеличивает молибден, он же отвечает за твердость и хорошую обрабатываемость от коррозии. Никель в составе описываемых сталей отвечает за ударную вязкость и коррозийную устойчивость, но при этом он снижает прочность изделий. Вместо углерода может использоваться азот, его атомы функционируют таким же образом, но дают большую коррозийную стойкость. На увеличение оксидной пленки влияет ванадий, карбидные включения которого довольно прочные. Он же увеличивает плотность металла и вязкость.

Также в сталей У12 и У12А имеются вредные включения фосфора и серы. Первый повышает прочность сплава благодаря тому, что растворяется в феррите. Однако при этом уменьшается степень пластичности и возрастает хрупкость. Сера влияет на свариваемость и качество поверхности. В качественном сплаве ее содержание не должно превышать отметку 0.02-0.03%. Вольфрам отвечает за прокаливаемость, с его добавлением она становится лучше, а также сохраняется необходимая твердость при воздействии высокой температуры. Благодаря кобальту при высокой температуре становится возможна закалка металла. Он же усиливает эффект, который дают другие элементы в составе стали.

За счет такого элемента, как ниобий, ограничивается увеличение карбидов, создается необходимая прочность, но снижается обрабатываемость.

Все о стали А12

При изготовлении различных металлических изделий может использоваться конструкционная сталь марки А12. Она относится к металлам повышенной обрабатываемости. Сегодня речь пойдет об основных особенностях данного материала, его химическом составе и физических свойствах.

Описание и состав

Сталь А12 имеет следующую расшифровку: буква «А» означает, что она относится к автоматным металлам, а цифра «12» говорит о том, что в среднем материал содержит 1,2% углерода. Данная углеродистая сернистая сталь обладает высокой флокеночувствительностью. Она практически не склонна к отпускной хрупкости. Металл этой марки содержит в своем составе следующие компоненты:

углерод;
медь;
железо;
кремний;
марганец;
сера;
фосфор.

Сталь А12 является конструкционной. Она была специально разработана для массового производства различных металлических деталей на оборудовании. Такой материал производится на основе железа и углерода. При этом содержание серы и фосфора в конструкционных металлах минимальное. Сера делает заготовки более хрупкими, фосфор может значительно снижать их прочность, поэтому в процессе обработки на них образуется большое количество мелких трещин и прочих дефектов. Такие компоненты считаются вредными примесями.

Но при этом сталь марки А12 относится к особой категории конструкционных автоматных материалов. Они отличаются тем, что содержание примесей в них может быть выше установленных пределов, потому что часто при изготовлении сложных небольших деталей на автоматических станках не требуется высокая прочность материала, но при этом необходима пластичность, благодаря чему он легко и быстро обрабатывается.

Кроме того, в автоматных сталях допустимы и различные дополнительные элементы, в том числе селен, свинец, никель.

Характеристика и свойства

Все основные качества и свойства стали марки А12 можно найти в различных стандартах: ГОСТ 1414-75, ГОСТ 2879-2006, 2591-2006. Твердость горячекатаного металла составляет 160 НВ. Предел текучести при температуре в 20 градусов достигает 290 МПа. Плотность металла составляет 7,84 г/см3.

Данный металл отличается наиболее высокой скоростью обработки. Он отлично поддается резке. Кроме того, сталь такого типа проста в выплавке, она имеет относительно хорошую прочность. Детали, сделанные из нее, отличаются максимально большим сроком годности. Готовые стальные элементы могут быть различной конфигурации и формы.

Аналоги

Существует большое количество аналогов стали А12.

CF10S20. Этот итальянский заменитель также является конструкционным. Он считается достаточно прочным и твердым. Сталь данной марки имеет плотность в 7,83 г/см3.
10SPb20. Твердость стали может варьироваться от 107 до 156 НВ. Ее плотность составляет 7,84 г/см3.
А10. Такая конструкционная углеродистая сталь характеризуется повышенными пластическими качествами. Чаще всего ее используют для изготовления деталей холодной штамповки. В процессе производства материал подвергается нормализации.
Y12. Сталь этой марки относится к материалам пониженной прокаливаемости. Закалка заготовок производится в воде. Металл является углеродистым инструментальным. Изделия, сделанные из Y12, отличаются особой износостойкостью и долговечностью.
AUT12. Сталь этой марки является конструкционной. Она имеет относительно высокую прочность. Металл хорошо поддается различных обработкам.
210M15. Материал английского производства также является конструкционным. Он характеризуется повышенными твердостью и прочностью.

Применение

Сталь марки А12 может использоваться при производстве самых разных изделий. Чаще всего ее приобретают для изготовления разнообразных втулок, валов, осей, зубчатых колес, винтов, болтов. Такой металл можно применять и для создания других элементов небольших размеров на станках-автоматах.

Такая сталь может применяться для изготовления различных мелких элементов для текстильного, швейного оборудования. Ее используют и для производства нагруженных элементов для автомобильной, тракторной промышленности.

Обработка и сварка

Сталь А12 подвергается особой обработке. Предварительно проводят специальный диффузионный отжиг. Для этого металлические заготовки нагревают до параметров, которые превышают показатель температуры для кристаллизации на 150-200 градусов. Все это выполняется в печном оборудовании. В таком состоянии материал выдерживают определенное время. После этого наступает стадия охлаждения.

Такая закалка позволяет получить в результате равновесную структуру, улучшить свойства металла. Кроме этого, автоматная сталь подобного типа может подвергаться цементации. В процессе такой процедуры происходит сильный нагрев заготовок, который вызывает перестройку атомной решетки. Также на этом этапе могут добавляться различные вещества для изменения свойств.

В процессе цементации сталь может обрабатываться в твердой, жидкой и газообразной среде. При плавном и равномерном нагреве поверхности будет происходить насыщение металла углеродом, в результате чего значительно повышается его прочность и износоустойчивость. Как правило, на такую процедуру отправляют те детали, которые в дальнейшем при эксплуатации будут подвергаться значительным нагрузкам (крепежные элементы). Цементация может производиться с различными температурными режимами. Это будет зависеть и от габаритов обрабатываемых заготовок.

Эта сталь также может подвергаться и цианированию. Данная процедура предполагает насыщение поверхности азотом и углеродом при температуре от 530 до 950 градусов. Обработка позволит значительно повысить твердость и прочность металла. Также она увеличит износостойкость и предел выносливости. Для конструкционной стали А12 может применяться и закалка с высоким отпуском. Свариваемость металла во многом определяется его химическим составом, так как одни химические элементы способны уменьшить ее, а другие – увеличить. Сварка стали без ограничений выполняется без предварительного прогрева и термообработки. Ограниченно свариваемые заготовки прогреваются, после чего проводится термическая обработка.

При работе с трудносвариваемыми заготовками прогрев делают при температуре в 250-300 градусов, после чего производят термообработку. Чаще всего это простой отжиг.

Сталь марки Х12

Электрошлаковая наплавка стали Х12: электрошлаковую наплавку применяют, если площадь поверхности детали, подлежащей наплавке, достаточно велика. Ее выполняют как в нижнем, так и в вертикальном положении. Для высокохромистых ледебуритных сталей типа Х12 основными легирующими элементами являются углерод (1,2-2,3%) и хром (11,5-13,5%). Некоторые из сталей этого типа легируют незначительными добавками вольфрама, молибдена, азота, никеля, ванадия и титана. Основные легирующие элементы сообщают сталям высокую твердость, износостойкость, глубокую прокаливаемость и малую деформируемость при закалке. После отжига они удовлетворительно обрабатываются резцом.

Заготовки массой более 25 кг следует подогревать перед наплавкой, а после наплавки отжигать при температуре 700° С в течение 1-2 ч с медленным остыванием. Это позволит избежать, появления холодных трещин после наплавки.

Для последующей механической обработки наплавленное изделие отжигают по режиму: нагрев до 800-870° С, выдержка 1 - 4 ч, медленное охлаждение до 700° С, охлаждение на воздухе; суммарное время охлаждения должно составлять не менее 10 ч. После механической обработки изделие подвергают закалке с отпуском. Режимы закалки выбирают в зависимости от характера эксплуатации.

Краткие обозначения:
σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	- относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	- предел текучести при сжатии, МПа	J_-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
s _в	- предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
s _T	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	p_n и r	- плотность кг/м 3
HRC_э	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σ t _Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Читайте также: