Сталь х12м характеристики применение
Обновлено: 01.05.2024
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.
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: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - 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 | |
| σсж0,05 и σсж | - 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 | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - 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 | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь марки Х12М
Расшифровка марки стали Х12М: буква Х говорит о том, что перед нами инструментальная легированная сталь с содержанием хрома около 12%, и небольшим содержанием марганца.
Применение стали Х12М и термообработка изделий: для изготовления штампов холодной штамповки применяют следующие марки сталей: углеродистые и легированные Х12, Х12М, X, ХГ, ХВГ, 9ХС, Х09, 5ХВГ, 5ХВ2С, 6ХВ2С.
Штампы для холодной штамповки должны быть высокой твёрдости и достаточной вязкости.
Отжиг поковок производится по тем же режимам, что и отжиг поковок для штампов горячей штамповки.
При закалке штампов наиболее часто образуются трещины, проходящие по вспомогательным отверстиям. Применяемые обычно меры в виде заполнения отверстий глиной и асбестом не предохраняют полностью от образования трещин. Значительно более эффективным является прерывистое охлаждение, осуществляемое так: штамп, нагретый под закалку на 20-30° выше нормальной температуры, опускают в воду одной стороной до потемнения вспомогательных отверстий, а затем другой стороной, после чего штамп полностью охлаждают в воде до температуры 150-180° и переносят в масло. Охлаждение вспомогательных отверстий производят прерывисто. При таком способе «опасные» места не подвергают закалке, что исключает появление трещин.
При закалке высадочных и других штампов, где рабочей частью является отверстие, охлаждение производят под струёй воды в специальном приспособлении, позволяющем охлаждать только рабочую часть. После потемнения всего штампа его немедленно переносят в нагретую для отпуска печь.
Некоторые авторы, для получения более глубокой прокаливаемости, рекомендуют температуру нагрева под закалку штампов из сталей для холодной штамповки доводить до 900°. Такая высокая температура вызовет перегрев, в особенности для стали с крупным природным зерном, и понизит вязкость. Пределом, до которого можно нагревать штампы из стали У10 без опасения перегрева, является температура 820-830°.
Штампы больших размеров, а также сложной формы и работающие в тяжёлых условиях, изготовляют из легированной стали. Наилучшей легированной сталью для холодных штампов является сталь Х12М. Для уменьшения деформации при закалке штампы из этой стали калят в расплавленной соли или в струе сухого воздуха. Твёрдость штампов должна быть в пределах Rc = 56-60.
Применение стали ХВГ для изготовления штампов следует ограничить из-за низкой вязкости. В случае же применения стали ХВГ твёрдость штампов должна быть в пределах Rc = = 53-55.
Пуансоны для пробивки отверстий должны иметь высокую твёрдость Rc= 54-58 только на режущей части. Остальная часть должна быть более вязкой - для предотвращения поломки во время работы. Поэтому термическую обработку пуансонов следует производить так:
1. Пуансоны из углеродистой стали диаметром до 15 мм:
а) нагреть весь пуансон до температуры закалки; б) замочить режущую часть в воде до 150-200°; в) перенести пуансон в масло и полностью его охладить; г) отпустить крепёжную часть в соляной или свинцовой ванне.
2. Пуансоны из углеродистой стали диаметром более 15 мм и пуансоны из легированной стали:
а) нагреть и закалить полностью весь пуансон; б) для отпуска переходной части поместить пуансон в нагретую среду и выдержать в ней до появления на зачищенном торце пуансона тёмножёлтого цвета побежалости; средой нагрева может служить соляная или свинцовая ванна, отпускная плита с песком, очковая печь и т. п.; в) произвести отпуск крепёжной части.
Кроме того из стали делают протяжки, рассмотрим технологический процесс термической обработки протяжек, изготовленных из стали Х12М:
1) отжиг после механической обработки в чугунной стружке или угле для снятия внутренних напряжений;
2) проверка на биение и правка (в случае необходимости);
3) нагрев с промежуточным подогревом до температуры 980-1020°;
4) охлаждение в масле до температуры 150-200°;
5) правка под прессом в горячем состоянии и охлаждение на воздухе;
6) отпуск в масляной ванне при температуре 160-190° в течение 1-1,5 часа;
7) неполная закалка хвостовика;
8) отпуск в масляной ванне при температуре 160-190° после шлифования для снятия внутренних напряжений.
Особенности стали Х12М и ее применение
Сталь может применяться при изготовлении различных металлических конструкций и деталей. В настоящее время существует огромное количество видов данного металла. Сегодня речь будет идти об особенностях стали Х12М, ее составе и характеристиках.
Состав и расшифровка
Сталь Х12М включает в свой состав следующие компоненты:
- углерод;
- сера;
- фосфор;
- хром;
- никель;
- кремний;
- марганец;
- медь;
- ванадий;
- железо.
Следует отметить, что содержание фосфора и серы в металле минимальное. Эти компоненты считаются вредными примесями, которые повышают отпускную хрупкость металла.
Основу составляет железо. Его содержание должно быть не менее 84,2%. Иногда в состав добавляются дополнительные примеси для улучшения физических качеств готового металла.
Хром в составе позволяет увеличивать твердость, также он способствует повышению коррозийной стойкости. Марганец в небольших количествах придает металлу максимальную стойкость. Добавление никеля позволяет повышать прочность и износостойкость готовых металлических заготовок.
Ванадий также способствует повышению твердости. Он может увеличивать и теплостойкость материала, но одновременно с этим он способен отрицательно сказываться на таких показателях, как прочность и хрупкость. Сочетание «Х12» говорит о том, что в материале содержится 12% хрома. Буква «М» обозначает, что содержание молибдена составляет всего около 1%.
Характеристики и свойства
Характеристики и основные свойства данной стали можно найти в ГОСТах. Данный металл является инструментальным штамповым. Хром в его составе позволяет повышать коррозийную стойкость стали. Сплав также отличается хорошей теплостойкостью, прокаливаемостью. Металл имеет неплохую стойкость к короблению во время закалки.
Сталь марки Х12М отличается высокой стойкостью к истиранию, долговечностью. Она характеризуется повышенной пластичностью и вязкостью. При этом ее можно приобрести по доступной цене. Плотность металла составляет 7700 кг/м3. Твердость стали после отжига достигает 255 МПа. Материал данной марки считается достаточно прочным и выносливым.
Такая инструментальная сталь отлично поддается резке. Она имеет незначительную чувствительность к перегреву.
Кроме того, она практически невосприимчива к привариванию и прилипанию. В горячем состоянии такая сталь становится максимально пластичной. На ее поверхности редко образуются трещины.
Применение
Сталь Х12М может применяться для производства различных деталей. Так, из нее нередко делают накатные ролики, волочильные доски, глазки, предназначенные для калибровки металла. Кроме того, материал может использоваться при изготовлении специальных матриц и пуансонов, которые эксплуатируются при высоком давлении.
Аналоги
Далее мы разберем, какие существуют заменители данной стали.
- SKD11. Эта сталь японского производства является инструментальной. Она чаще всего используется при создании высококачественных и прочных ножей. Материал обладает повышенной твердостью и при этом хорошей вязкостью. Он легко поддается различным обработкам, заточке. При его производстве удаляется большая часть вредных компонентов.
- X165CrMoV12. Данная немецкая сталь также является инструментальной. Она отличается повышенной износостойкостью. Кроме того, такой металл может похвастаться высокой прочностью, твердостью. Он легко поддается обработкам, резке, при необходимости его можно будет отшлифовать. Сталь является восприимчивой к прокаливанию. В горячем состоянии она будет достаточно пластичной.
- D2. Данная американская инструментальная сталь чаще всего используется при изготовлении различных режущих приспособлений. Она легко и быстро обрабатывается. Материал отличается особой стойкостью к образованию коррозии. После закалки он обладает однородной структурой.
Обработка
Чтобы изменить физические свойства металла, улучшить его физические характеристики, могут применяться различные обработки. Важное значение при этом имеет закалка. Она предполагает специальную термообработку, в процессе которой материал нагревают до заданного температурного режима.
После этого заготовки выдерживаются при этой же температуре. Далее они резко охлаждаются, что позволяет получить неравновесную структуру. После закалки металл становится гораздо более твердым и прочным, при этом также понижается и уровень пластичности.
Иногда после закаливания выполняют отпуск. Он проводится для того, чтобы снять напряжение мартенсита, который формируется во время закалки, для уменьшения аустенита. Для инструментальной стали следует использовать максимальную температуру, чтобы придать материалу достаточную прочность. После нагрева металл отправляют остывать при температуре не выше 65 градусов. Далее ее снижают до комнатной температуры. Иногда применяется многократный отпуск.
Для обработки также используется штамповка. Она может выполняться в горячем и в холодном состоянии. В первом случае металл начнет деформироваться и заполнять полость штампа. При штамповке значительно улучшается качество поверхности металла, его форма. Для стали марки Х12М преимущественно используется холодная обработка.
Металл такого типа редко берут для сварки. Для этого используются электроды, которые специально предназначены для инструментальной стали.
Чаще всего для этого применяют металл с примесями, которые повышают теплостойкость материала.
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.
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.
Читайте также: