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.
Характеристики стали Х12МФ
Стальную марку Х12МФ называют инструментальной. У нее уникальные технические показатели, что, во многом, объясняется химическим составом. Разнообразие химических элементов строго определено, и каждый компонент имеет собственную функциональную нагрузку.
В Х12МФ химический состав входят:
- углерод;
- молибден;
- фосфор;
- ванадий;
- хром;
- кремний;
- никель.
Наибольшие удельные показатели – у фосфора, углерода, хрома. Углерод здесь присутствует в пределах 1,6% и отвечает за износостойкость и твердость металла. Хром (12%) не только способствует сопротивляемости стали изнашиванию, но и усиливает режущие качества клинка. Столько же – 12% – принадлежит и фосфору. Этот элемент делает металл пластичным.
Остальные дополнения вносятся в состав стали для того, чтобы она была прочной, упругой и не восприимчивой к изменениям температур. Благодаря такой композиции элементов таблицы Менделеева, ножевая сталь Х12МФ может по праву называться эксклюзивной. У нее практически отсутствуют аналоги в числе прочих современных сплавов.
По мнению знающих людей, охотничьи ножи из стали Х12МФ отличаются безукоризненной прочностью, долговечностью. Способности к разрезанию самых различных материалов у данной стали уникальны, кроме того, она чрезвычайно устойчива к коррозионным проявлениям. Нужно отметить, что эта марка производится исключительно в строгом соответствии с нормами ГОСТ.
Однако производители учитывают и определенную прихотливость Х12МФ в обработке. Так кованая сталь Х12МФ, на самом деле, весьма трудно поддается кузнечным действиям. Ковка во многом осложняется тем, что этот металл необходимо закаливать при температуре не более 950 градусов. Если кузнецами допущено превышение температурного показателя, то сплав приобретает хрупкость. А это негативно отразится на качестве будущего изделия из стали.
Многие потребители задают вопрос, какая сталь лучше – Х12МФ или дамаск. Ответить однозначно здесь сложно. Известно, что дамасские ножи ценятся во всем мире за свою прочность, упругость. Сталь рассматриваемой маркировки несколько уступает им в уровне хрупкости. Однако дамаск всегда гораздо дороже, а вот Х12МФ заслужила известность благодаря своей функциональности. И там, где пользователь пожалеет применять нож дамасский, он всегда с успехом задействует режущее оружие из отечественной стали.
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: Вязальное оборудование для малого бизнеса
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.
Марка стали Х12МФ для ножей: плюсы и минусы
Как и любая другая сталь, марка Х12МФ имеет свои преимущества и недостатки.
Плюсами ее считаются:
- высокие режущие свойства;
- демократичная цена;
- длительное удерживание заточки;
- повышенная прочность лезвия.
Специалисты подтвердят, что стальные ножи имеют одну особенность: максимально заточенное острие заточку держит мало, быстро становится тупым. О ножах Х12МФ этого сказать нельзя. Оптимальный процент углерода обеспечивает особую устойчивость к износу, поэтому изделие с такой маркировкой очень долго будет оставаться острым. В походных условиях ножом можно будет без опаски вырубать кусты длительное время, и клинок все равно сохранит хорошие способности к разрезанию. При этом, если вы все же намерены поправить остроту, то в использование бруска с алмазной крошкой ускорит время заточки.
Есть у стали свои недостатки. В частности, не стоит использовать нож из стали данной маркировки для разрубания твердых предметов (например, кости) – есть риск появления сколов на лезвии. Несмотря на определенный уровень упругости, постарайтесь все же не проверять нож на изгиб. Причиной всего этого является некоторая хрупкость металла.
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 %).
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.
Где используется Х12МФ
В советский период тоже выпускались ножи из стали Х12МФ. Однако, чаще всего, этот сплав применялся для создания рабочих инструментов – фрез, пил, разнообразных резцов, деревообрабатывающих ножей. Сегодня сфера использования гораздо шире. Из стали этого сплава изготавливают подшипники, штампы кузовные, формовочные, для электромагнитного, электрического оборудования.
Применяются изделия Х12МФ в быту. Прежде всего, это ножи – как охотничьи, так и хозяйственные. Наиболее часто из этой стали производятся ножи для охотников, рыбаков. Все они уже давно успели оценить преимущества маркировки, изделий из такого уникального сплава. Вы можете присоединиться к их мнению, приобретя качественный нож по умеренной стоимости.
СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
Инструментальную штамповую сталь тяжело обрабатывать. Нужно точно соблюдать технологию закалки и отпуска, чтобы получить качественный сплав.
Металл выплавляют в электропечах, мартеновских печах и кислородных конвертерах, строго выдерживая температуры до 950 0С. Если нарушить температурный режим, сталь при охлаждении станет хрупкой и раскрошится при ковке. Температура ковки 850 – 1140 0С.
Кристаллическая решетка становится устойчивой после закалки и отжига. Раскаленный металл сбрасывает внутреннее напряжение и становится твердым.
Сталь Х12МФ несколько раз закаливают с отпуском, чтобы сделать ее максимально прочной. Затем стальное полотно отбивают молотком, чтобы придать сплаву устойчивость. Выносливость стали 650 – 800 Мпа.
Листы обжигают в вакуумной печи и отправляют на металлургические заводы в виде проката, кругов, шлифованных и калиброванных прутков, полос, листов и пластин, болванок, склябов, поковок и кованых заготовок.
Сталь Х12МФ отливают исключительно в производственных литейных цехах.
