Сталь х12ф1 гост 5950 2000

Обновлено: 18.04.2024

Настоящий стандарт распространяется на горячекатаные прутки, полосы и мотки, кованые прутки и полосы, калиброванные прутки и мотки, прутки со специальной отделкой поверхности (далее - металлопродукция) из инструментальной легированной стали.

На сталь марок 3Х2МНФ, 4ХМНФС, 9ХФМ, а также слитки, блюмсы, слябы, заготовки, поковки, лист, ленту, трубы и другую металлопродукцию стандарт распространяется только в части норм химического состава.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1051-73 Прокат калиброванный. Общие технические условия

ГОСТ 1133-71 Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент

ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя

ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 2591-88 Прокат стальной горячекатаный квадратный. Сортамент

ГОСТ 4405-75 Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры

ГОСТ 8559-75 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент

ГОСТ 8560-78 Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 10243-75 Сталь. Метод испытаний и оценки макроструктуры

ГОСТ 12344-88 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода

ГОСТ 12345-2001 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы

ГОСТ 12346-78 (ИСО 439-82, ИСО 4829-1-86) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния

ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора

ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама

ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома

ГОСТ 12351-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия

ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля

ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена

ГОСТ 12355-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди

ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана

ГОСТ 12361-82 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия

ГОСТ 14955-77 Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 26877-91 Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы

ГОСТ 28033-89 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа

ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлический. Общие требования к методам анализа

3 Классификация, основные параметры и размеры

3.1 Классификация

- по назначению в зависимости от марки стали - на две группы (приложение А):

I - для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии;

II - для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300 °С;

- по способу дальнейшей обработки горячекатаную и кованую металлопродукцию I и II групп подразделяют на подгруппы:

а - для горячей обработки давлением (в том числе для осадки, высадки), а также для холодного волочения - без контроля структурных характеристик;

б - для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и др.) - с полным объемом испытаний;

- по качеству и отделке поверхности металлопродукцию подразделяют:

горячекатаную и кованую на:

2ГП - для подгруппы а;

3ГП - для подгруппы б повышенного качества;

4ГП - для подгруппы б обычного качества;

калиброванную - на Б и В;

со специальной отделкой поверхности - на В, Г, Д.

Обозначение отделки поверхности указывают в заказе.

3.2 Марки

3.2.1 Марки и химический состав стали по плавочному анализу должны соответствовать таблице 1.

Массовая доля элемента, %

0,90-1,30, титана 0,05-0,15

0,20-0,40, меди 1,40-2,20

5,50-6,50, титана 0,40-0,80

Примечание - В обозначении марок первые цифры означают массовую долю углерода в десятых долях процента. Они могут не указываться, если массовая доля углерода близка к единице или больше единицы. Буквы означают: Г - марганец, С - кремний, Х - хром, В - вольфрам, Ф - ванадий, Н - никель, М - молибден, Д - медь, Т - титан. Цифры, стоящие после букв, означают среднюю массовую долю соответствующего легирующего элемента в целых единицах процентов. Отсутствие цифры означает, что массовая доля этого легирующего элемента примерно равна 1 %. В отдельных случаях массовая доля этих легирующих элементов не указывается, если она не превышает 1,8 %.

3.2.1.1 Массовая доля серы и фосфора в стали не должна превышать 0,030 % (каждого элемента).

3.2.1.2 В сталь марки 4ХМНФС вводят по расчету 0,05 % циркония и 0,003 % бора. В сталь марки 05Х12Н6Д2МФСГТ вводят по расчету магний и кальций по 0,03 % каждого элемента и 0,015 % циркония.

Элементы, вводимые по расчету, химическим анализом не определяют.

3.2.1.3 Массовая доля остаточного никеля в сталях всех марок, не легированных никелем, допускается до 0,40 %, в стали марки 4Х4ВМФС - до 0,60 %.

3.2.1.4 Массовая доля остаточной меди в стали не должна превышать 0,30 %.

3.2.1.5 Допускается изготовление вольфрамсодержащих сталей с остаточным молибденом до 0,30 % (при массовой доле вольфрама в стали до 3,00 %) и до 0,50 % (при массовой доле вольфрама в стали свыше 3,00 %) с соблюдением всех других требований настоящего стандарта.

3.2.1.6 В стали, не легированной вольфрамом, ванадием, молибденом и титаном, допускается массовая доля вольфрама и молибдена до 0,20 % каждого, ванадия - до 0,15 % и титана - до 0,03 %.

3.2.1.7 В вольфрамсодержащих сталях допускается частичная замена вольфрама молибденом из расчета: одна массовая доля вольфрама эквивалентна одной массовой доле молибдена.

Количество заменяемого вольфрама в сталях с массовой долей вольфрама до 1,5 % должно быть не более 0,1 %, в сталях с массовой долей вольфрама более 1,5 % - не более 0,2 %.

Суммарная массовая доля вольфрама и молибдена должна быть в пределах массовой доли вольфрама.

3.2.1.8 В молибденсодержащих сталях допускается частичная замена молибдена вольфрамом из расчета: одна массовая доля молибдена эквивалентна двум массовым долям вольфрама.

Количество заменяемого молибдена в сталях с массовой долей молибдена до 1,2 % включительно должно быть не более 0,1 %, в сталях с массовой долей молибдена более 1,2 % - не более 0,2 %.

Суммарная массовая доля вольфрама, пересчитанного на молибден, и молибдена должна быть в пределах массовой доли молибдена.

Исключение составляют стали марок 5ХНМ и 5Х2МНФ. Минимальная массовая доля молибдена в стали 5ХНМ должна быть 0,10 %. Суммарная массовая доля молибдена и вольфрама, пересчитанного на молибден, должна быть в пределах от 0,15 % до 0,30 %. Минимальная массовая доля молибдена в стали марки 5Х2МНФ должна быть 0,40 %. Суммарная массовая доля молибдена и вольфрама, пересчитанного на молибден, должна быть в пределах от 0,80 % до 1,20 %. При массовой доле вольфрама более 0,20 % сталь должна маркироваться 5Х2ВМНФ.

3.2.2 В готовом прокате, слитках, блюмсах, слябах, заготовках, поковках и изделиях дальнейшего передела допускаются отклонения по химическому составу от норм таблицы 1 в соответствии с таблицей 2.

Характеристики стали Х12Ф1 и обзор ее аналогов

Характеристики стали Х12Ф1 и обзор ее аналогов потребуются любым покупателям этой металлургической продукции. Внимания заслуживает расшифровка марки, то, каково ее применение на практике. Стоит разобраться с плюсами и минусами, с обзорами аналогов.

Состав и расшифровка

Нормативы для маркировки стали Х12Ф1 те же самые, что и для любых других сплавов, выпускаемых металлургической промышленностью. Литера «Х» в начале марки говорит о легировании хромом. Идущие вслед за ней цифры 1 и 2 указывают, что его концентрация в среднем составляет 1,2%. Следующая буква «Ф» свидетельствует о дополнительном улучшении состава ванадием. Его доля приблизительно составляет не более 1%, по другим сведениям, от 0,7 до 0,9%.

Разброс по кремнию весьма велик. Его может быть не менее 0,1 и не более 0,4%. Концентрация марганца варьируется от 0,15 до 0,45%. Молибден и никель не используют. Вольфрам в состав такой стали также не добавляют. Концентрация углерода может составить в среднем 1,35%.

Плюсы и минусы

Положительной характеристикой стали Х12МФ является ее жесткость. Это свойство очень ценно с точки зрения длительного сохранения заточки ножевого лезвия. Даже несмотря на остроту, оно не будет тупиться слишком быстро. Потому лезвие будет хорошо работать и поддерживать износоустойчивость. Антикоррозийная стойкость довольно высока.

Но надо понимать, что полностью нержавеющей эта сталь не является. Она какое-то время будет сохранять свои характеристики при контакте с водой — потому такое свойство во многом условно. Твердость вполне достаточна, чтобы нож смог уверенно резать необходимые предметы после рубки сотен тестовых образцов. Благодаря молибдену сталь оказывается однородна.

Введение ванадия позволяет сделать сплав тверже, и повысить срок его эксплуатации.

Проблемой является сравнительно высокая хрупкость. Ножи из Х12Ф1 не предназначены для метания и других подобных применений. Они не могут отличаться особой гибкостью. Но в своей основной роли — режущего инструмента — такие изделия проявляют лучшие качества. Потому даже реально имеющийся недостаток условен, и о нем нужно помнить, соблюдая меры предосторожности.

Характеристики и свойства

На стальной сплав Х12Ф1 разработаны различные ГОСТы. Речь идет про стандарты:

1133 от 1971 года (определяющий ряд поставки);

5950 от 2000 года (базовые ТУ на прутковое изделие, стальную полосу и металлический моток);

2590 от 2006 года (посвящен подвергаемому горячей обработке круглому сортированному прокату);

Пригодность к механической обработке Х12Ф1 довольно высока. После горячей прокатки материал должен иметь твердость от 217 до 228 МПа по шкале HB. При соблюдении таких требований эффективность твердосплавной обработки составляет 0,8. Если использовать резцы из быстрорежущих сталей, эффективность составит 0,3. Сплав Х12Ф1 не может быть применен для сварных работ.

Хрупкость при металлургическом отпуске (с соблюдением технологии) не характерна. Ковать такой металл начинают при 1160 градусах. Заканчивают ковку при 850?C. Если сечение заготовки не превосходит 20 см, ее отжигают в низкотемпературном режиме, переохлаждая всего 1 раз. Образование флокенов не характерно для подобного сплава, а шлифуемость металла удовлетворительна.

Сталь Х12МФ инструментальная штамповая

Сталь Х12МФ является высоколегированной (высокохромистой) инструментальной полутеплостойкой сталью высокой твердости с повышенной износостойкостью. Данная сталь широко применяется для изготовления холодных штампов и других инструментов, деформирующих металл в холодном или относительно невысоко нагретом состоянии. Большинство высокохромистых штампованных сталей содержат в среднем 12% хрома (Cr) и высокий процент углерода. Это приводит к образованию большого количества хромистых карбидов (Cr₇C₃).

Именно большое количество карбидной фазы (при всех режимах термической обработки) и делает сталь высокоизносоустойчивой.

Сталь Х12МФ также обладает хорошей ковкостью и шлифуемостью [1].

Необходимую высокую твердость стали типа Х12 можно получить, закаливая
ее от высоких температур (1150 °C) в масле и получая, следовательно, большое количество остаточного аустенита, а затем путем обработки холодом и отпуска
добиваться разложения остаточного аустенита и получать высокую твердость (>60 HRC).

Но чаще сталь типа X12 закаливают с температур, дающих наибольшую твердость
после закалки (от 1050-1075 °C) и последующего низкого отпуска (при 150-180 °C).

Твердость в обоих случаях одинаковая (61-63 HRC), но в первом случае сталь
обладает более высокой красностойкостью, а во втором — большей прочностью.

Твердость стали Х12МФ достигает максимального значения (61-63 HRC) после закалки с 980-1020 °C; сталь сохраняет при этом зерно балла 10 и 15-20 % аустенита (что больше, чем у многих нетеплостойких сталей) [1].

При еще большем увеличении температуры закалки твердость снижается с 50-55 HRC и ниже из-за резкого повышения количества аустенита. С повышением температуры нагрева >1000-1020 °C прочность также снижается, вследствие роста зерен и влияния аустенита [1].

Предел упругости стали Х12МФ (для твердости 56-57 HRC) ~1300 МПа.

Сталь Х12МФ мало деформируются при закалке, а при применении термической доводки деформацию можно свести практически к нулю. Поэтому эту сталь следует рекомендовать для инструмента сложной формы, для которого деформация при закалке недопустима.

Молибден и ванадий в стали Х12МФ — необходимые добавки; они способствуют сохранению мелкого зерна и повышают прочность и вязкость [1].

Примерное назначение инструментальной легированной стали Х12МФ (ГОСТ 5950-2000)

Для холодных штампов высокой устойчивости против истирания (преимущественно с рабочей частью округлой формы), не подвергающихся сильным ударам и толчкам;
для волочильных досок и волок;
глазки для калибрования пруткового металла под накатку резьбы;
гибочные и формовочные штампы;
сложные секций кузовных штампов, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению;
матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов;
штамповки активной части электрических машин и электромагнитных систем электрических аппаратов;
для профилировочных роликов сложных форм;
сложные дыропрошивочные матрицы при формовке листового металла;
эталонные шестерени;
накатные плашеки;
волоки;
матрицы и пуансоны вырубных, просечных штампов (в том числе совмещенных и последовательных) со сложной конфигурацией рабочих частей.

Температура критических точек, °C [4]

Химический состав, % (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали	Массовая доля элемента, %
Марка стали	углерода	кремния	марганца	хрома	вольфрама	наладим	молибдена	никеля
Х12МФ	1,45-1,65	0,10-0,40	0,15-0,45	11,00-12,50	—	0,15-0,30	0,40-0,60	—

Температура закалки стали Х12МФ [1]

Закалка на первичную твердость		Закалка на вторичную твердость
t, °C	твердость, HRC	t, °C	твердость, HRC
990-1010 *	62-63	1080-1100	54-56

* 1050-1070 °C для повышения теплостойкости и сохранения твердости при значительном шлифовании и 1020-1040 °C для получения минимальной деформации.

Режимы термической обработки стали Х12МФ [4]

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.

Режимы окончательной термической обработки [4]

Обработка холодом [1]

Такая обработка с охлаждением до -70 °C повышает твердость на 1-3 HRC и сопротивление пластической деформации, но снижает вязкость. Возрастание износостойкости при этом незначительно. Обработка холодом используется сравнительно редко для повышения предела выносливости, но при условии выполнения длительного отпуска, в большей степени снимающего создающиеся дополнительные напряжения.

Сталь Х6ВФ инструментальная штамповая

Сталь Х6ВФ является полутеплостойкой сталью и применяется для изготовления инструментов с высокой механической прочностью и износостойкостью, а также для изготовления режущего инструмента, обладающего теплостойкостью не более 400°С, например:

резьбокатаный инструмент (ролики и плашки),
штампы вырубные, отрезные, дыропробивные
ручные ножовочные полотна,
бритвы,
матрицы,
пуансоны,
зубонакатники и другие инструменты,
предназначенные для холодной деформации,
для дереворежущего фрезерного инструмента.

Температура критических точек, °C [2]

Химический состав (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали	Массовая дата элемента. %
Марка стали	углерода	кремния	марганца	хрома	вольфрама	ванадия	молибдена	никеля
Группа I
Х6ВФ	1,05-1,15	0,10-0,40	0,15-0,45	5,50-6,50	1,10-1,50	0,50-0,80	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ:
Группа I — означает, что металлопродукция предназначена для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии;

Предварительная термическая обработка [3]

Отжиг с непрерывным охлаждением рекомендуется производить в шахтных и камерных печах. Продолжительность выдержки после прогрева всей садки до температуры отжига 2-3 ч.

Изотермический отжиг целесообразен для печен непрерывного действия (конвейерных, толкательных). В этом случае время нагрева до заданной температуры рассчитывают в зависимости от толщины нагреваемого слоя заготовок и допустимого удельного времени нагрева — 2 мин/мм. Продолжительность выдержки при темйературе отжига 1-2 ч (после прогрева всей садки до заданной температуры). Изотермическая выдержка при охлаждении 4-6 ч.

Твердость стали после термообработки (ГОСТ 5950-73) [1, 2]

Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали Х6ВФ, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)

Твердость HB, не более	Диаметр отпечатка, мм, не менее
241	3,9

Твердость после закалки (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали	Температура, °C, и среда закалки образцов	Твердость HRC_э (HRC), не менее
Х6ВФ	980-1000, масло	62 (61)

Твердость [3]

Без отжига		После отжига		После закалки
d_отп,мм	НВ	d_отп,мм	НВ	Температура закалки, °C, и охлаждающая среда	HRC
2,60- 2,55	555-578	4,3-3,9	189-229	1000, масло	≥61

Фазовый состав, % по массе [3]

Ударная вязкость и твердость в зависимости от температуры отпуска

Твердость стали в зависимости от температуры испытания [5]

t_исп, °C	Твердость HRC_э
100	64
200	64
300	61
400	59
500	56

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °C, отпуск при 180 °C.

Теплостойкость [1]

Температура, °C	Время, ч	Твердость HRC_э
150-170	1	63
480-500	1	59

ПРИМЕЧАНИЕ. Шлифуемость — удовлетворительная при HRC_э 57-59; пониженная — при HRC_э 59-61; низкая — при HRC_э 63-65 [6].

Читайте также:

Вариант	Температура нагрева, °С			Способ закалки
	I подогрев	II подогрев	Окончательный нагрев
I	300-400	800-850	990-1010	С непрерывным охлаждением
II				Ступенчатая
Вариант	Охлаждение			Охлаждение до 20°С	HRC
	Среда	Температура, °С	Выдержка
I	Масло	20-60	До температуры масла	—	62-64
II	Расплав селитры, щелочи	400-450	Выдержка в расплаве равна выдержке при нагреве под закалку	На воздухе	62-64