Марка стали – Х12МФ
Стандарт – ГОСТ 5950
В инструментальных сталях одна цифра в начале марки указывает на содержание углерода в десятых долях процента. При содержании в них 1% углерода или более начальную цифру опускают.
Инструментальная легированная сталь Х12МФ содержит в среднем 1,5% углерода, Х12 – указывает содержание хрома в стали примерно 12%, М – указывает содержание молибдена в стали менее 1%, Ф – указывает содержание ванадия в стали около 1%.
Инструментальная сталь Х12МФ применяется для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания, профилировочных роликов сложных форм, секций кузовных штампов сложных форм, гибочных и формовочных штампов, сложных дыропрошивочных матриц при формовке листового металла, эталонных шестерен, накатных плашек, волочильных досок и волок, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов, просечных штампов (в том числе совмещенных и последовательных) со сложной конфигурацией рабочих частей.
Технические характеристики стали Х12МФ обладают именно теми сложными свойствами, которые определяют ее уникальность. Одна из тех марок стали, которые пользуются популярностью не только на предприятиях, но и у мастеров–умельцев.
Применение стали Х12МФ универсальным не назовешь: пределы ее использования ограничены.
Набор легирующих элементов определяет ее структуру и определяет узконаправленное назначение: это инструментальная штамповая сталь. Высокая технологичность – обрабатываемость резанием и давлением позволяет изготавливать:
- штампы сложные форм для матриц:
- дыропрошивных;
- просечных;
- кузовных;
Но большую известность сталь марки Х12МФ приобрела благодаря тому, что ее применяют для изготовления ножей.
И дело даже не в том, что клинок получается очень прочным и его не нужно длительное время править.
Коррозионная стойкость, хорошая обрабатываемость резанием и методом ковки — вот те характеристики, которые позиционируют марку Х12МФ как одну из самых лучших в данном сегменте.
Но использование ножей из этой марки стали, характеризуется высокой хрупкостью: их нельзя гнуть и метать в дерево.
Содержание:
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:
- C — 1.45-1.65%;
- Cr — 11–12.5%;
- Mo — 0.4–0.6%;
- Si — 0.1–0.4%;
- V — 0.15–0.3%;
- Mn — 0.15–0.45%;
- Сu — 3%;
- Ni — 0.35%.
Расшифровка стали Х12МФ
В данном случае в маркировке указаны только основные элементы:
- индекс: Х12 — содержание хрома 12 %;
- М — молибден (без цифрового индекса, содержание должно составлять до 1 %);
- Ф — вольфрам (содержание также до 1 %).
Читать также: Вспененная резина с клеевой основой
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:
- заготовок простых геометрических форм (круги, квадраты т. д.), из которых в дальнейшем изготавливают детали методом ковки;
- 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.
Стоимость
Известность стали Х12МФ существует благодаря ее доступности и возможности использования вторичного сырья.
Непросто дать информации больше, чем есть о марке стали Х12МФ, известной уже 90 лет, со времён Советского Союза. Информация о ней за эти десятилетия в периодической печати давалась неоднократно в самом расширенном формате, специальной литературы много. Используется большинством наших изготовителей ножей. Причина такой популярности обусловлена доступностью стали по стоимости, стабильным качеством изготовленных изделий.
Читать также: Д 814 технические характеристики
Сталь Х12МФ создана советскими инженерами для нужд советской промышленности в 30-е годы 20-го столетия. Изначально предназначалась для обработки металла методом штампования. Соответственно назначению разрабатывалась биохимическая составляющая сплава и весь технологический процесс.
Ратниковский нож
Позже было установлено, что характеристики уже внедренного в производство сплава соответствовали изготовлению холодного оружия в промышленном масштабе. Сталь Х12МФ имела все необходимые свойства:
- соответствующую вязкость;
- устойчивые антикоррозийные свойства;
- отличные показатели по воздействию на сжатие, упругость, твёрдость и жёсткость.
Поэтому, помимо производственного употребления в промышленности, сплав стал использоваться для ножей, изготавливаемых для войск специального назначения. Например, этим оружием были вооружены военнослужащие войск НКВД.
Характеристики ножевой стали
Прежде, чем рассматривать свойства стали х12мф, выявить плюсы — минусы, стоит ознакомиться с существующими характеристиками сплава. Существуют несколько его типов, имеющих определённые различия по видам легирующих добавок, термической обработке, прокатке.
Выделяют пять главных свойств стали:
- Твёрдость — сопротивляемость физическим воздействиям.
- Жесткость — стойкость к механическим повреждениям (сколы, трещины). Определяется твердостью стали.
- Антиабразивная, антиадгезийная устойчивость. Качество этих свойств тем выше, чем выше твёрдость. Зависит также от химического состава: чем больше содержания карбида, вольфрама, тем износоустойчивость лучше.
- Антикоррозийная стойкость — устойчивость к появлению ржавчины. У данного показателя свои минусы: плохо отражается на свойствах острия лезвия.
- Сохранность от «завалов» — длительность использования клинка без заточки.
Необходимо знать, что даже самая лучшая ножевая сталь совместить высокие свойства всех пяти характеристик не может. Возможен только компромисс в балансировке жёсткости с твёрдостью.
Данный показатель необходим, ведь можно сделать изделие с чрезвычайно твёрдым клинком, режущим железо, но могущим разбиться, просто ударившись о жёсткий пол. Или же нож будет жёстким, выдержит сильные изгибы, но не сможет хранить долго заточку.
Ворсменский нож
Наиболее оптимальными характеристиками для изготовления качественных ножей обладает ножевая сталь х12мф, хотя, наряду с положительными качествами, у нее есть некоторые минусы, о которых поговорим ниже.
Сталь х12мф
Данный вид металла — легированный инструментальный тип. Его отличные технические характеристики обусловлены составом. Изделия из данного сплава прекрасно продемонстрировали свои качества во всех областях промышленности, где используется метод штамповки.
Ножи из стали Х12МФ
Данный металл получается методом многоразовой сварки. Состав сплава:
| Химический элемент | % |
|---|---|
| Углерод (С) | 1,45 — 1,65 |
| Ванадий (V) | 0,15 — 0,30 |
| Кремний (Si) | 0,1 — 0,4 |
| Медь (Cu) | 0,3 |
| Марганец (Mn) | 0,15 — 0,45 |
| Молибден (Mo) | 0,4 — 0,6 |
| Никель (Ni) | 0,35 |
| Фосфор (P) | 0,03 |
| Хром (Cr) | 11,0 — 12,5 |
| Сера (S) | 0,03 |
Благодаря присутствию этих элементов изделия обладают отличными характеристиками: устойчивы к коррозии, долговечны, твёрдые и жёсткие. Производится сталь Х12МФ соответственно советским ГОСТам. Закалка производится при + 950° градусах, что придаёт стали твёрдость до 64 Ед HRC.
В обработке данная сталь довольно сложна, ковке поддаётся чрезвычайно тяжело. Термическая обработка, включающая накал необходимой температуры, все прочие необходимые операции также чрезвычайно тяжелы. Хотя есть мастера-умельцы, делающие из такого, плохо поддающегося обработке, сплава великолепные изделия.
Читать также: Металл находящийся в жидком состоянии
В промышленном производстве используется в изготовлении:
- волочильных досок;
- волоков — гибкоформовочных штампов;
- калибровочных глазков;
- деталей кузовных штампов.
Хотя сегодня эта сталь чаще используется в изготовлении, в основном, охотничьих и туристических ножей.
Плюсы
У клинков из стали Х12МФ немало достоинств.
Основное качество любого ножевого изделия – жёсткость, длительность сохранения заточки. Известно, что острое лезвие тупится быстрее. Однако о клинках из стали Х12МФ этого сказать нельзя. Длительность сохранения заточки обеспечивается концентрацией углерода до 14,5 – 16,5%, гарантирующей износоустойчивость и сохранность лезвия.
Одновременно эти же характеристики снижают антикоррозийные свойства изделия. Отнести эту сталь к полностью нержавеющей будет неправильно, однако и мгновенно она не покроется ржавчиной от соседства с водой.
Твёрдость ножей из стали Х12МФ равна 50 Ед, но и при таком показателе сохраняются режущие свойства после рубки сотен тестовых предметов.
Дополнительные компоненты в составе, дающие такие характеристики:
- молибден, способствующий однородности металла;
- ванадий, улучшающий твёрдость сплава, срок службы;
- кремний, повышающий крепость.
Изготовители ножей неоднократно испытывали их на прочность: рубили ими кости, резали консервные банки, дубовые бруски. В результате — нож не тупится, а острое лезвие режет лист бумаги весом ножа.
Набор цельнометаллических ножей
Минусы
При всех достоинствах ножей из этой марки стали существует один недостаток – относительная хрупкость. Изделия не предназначены для метания, проверки на гибкость и тому подобным тестам на прочность. Основное их предназначение — режущие действия.
Ножи из стали Х12МФ
Из-за хрупкости изделия из стали Х12МФ выпускаются с небольшими, короткими клинками. Используются большей частью для разделки. Популярны у сибирских, дальневосточных промысловиков. В приближенных к экстремальным, сложных климатических условиях качественный нож – жизненная необходимость. Правильный уход обеспечивает надёжность в эксплуатации и превосходство в сравнении с изделиями из других сплавов. Тут кроется причина увеличения продаж в последнее время.
Подводя итог сказанному выше, отметим: по техническим, физическим характеристикам сталь х12мф – это лучшее, оставшееся из СССР. Клинки из неё имеют отличные технические характеристики.
До последнего десятилетия 20-го столетия потенциал марки соответствовал требованиям, предъявлявшимся к подобным изделиям. Твёрдость, жёсткость, антикоррозийные свойства по сей день на уровень выше зарубежных стандартов. Единственная слабость — неустойчивость к поперечным нагрузкам и ударам. Но зато лучшего материала для компактных клинков найти трудно.
После прихода на стальной рынок России западных марок место в рейтинге стали Х12МФ снизилось на 15-20 процентов. Сегодня эта сталь занимает место в средней ценовой нише, имея оптимальное соотношение «цена – надёжность». Изделия из неё надёжны, наворотов нет, их можно без малейших колебаний причислить к категории old school — старый друг.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Похожие записи:
- Как снять прикипевшую клемму с аккумулятора
- Обозначение пружины по гост
- Ролики для конвейерной ленты
- Требования к сварочным кабинам
