Сталь х12мф характеристики и применение

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:

1. C — 1.45-1.65%;
2. Cr — 11–12.5%;
3. Mo — 0.4–0.6%;
4. Si — 0.1–0.4%;
5. V — 0.15–0.3%;
6. Mn — 0.15–0.45%;
7. Сu — 3%;
8. Ni — 0.35%.

Расшифровка стали Х12МФ

В данном случае в маркировке указаны только основные элементы:

1. индекс: Х12 — содержание хрома 12 %;
2. М — молибден (без цифрового индекса, содержание должно составлять до 1 %);
3. 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:

1. заготовок простых геометрических форм (круги, квадраты т. д.), из которых в дальнейшем изготавливают детали методом ковки;
2. 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.

Обустроить многофункциональную модель

Х12МФ сталь: характеристики

Х12МФ – сталь, которая была разработана, создана и введена в производство в 30-х годах прошлого века. Изначально металл позиционировался как инструментальный сплав, оптимально подходящий для холодного деформирования. Качественные характеристики стали высокие, что оставляют ее популярной и в современном производстве.

Характеристика	Краткое описание
Марка и заменители	Х12МФ. Заменители – Х6ВФ, Х12ВМ, Х12Ф1
Класс в официальной градации	Сталь инструментальная штамповая
Виды выпуска	Калиброванный, шлифованный прутки, серебрянка, полосы, поковки и кованные заготовки
Твердость металла	НВ 10-1 (255Мпа)
Температура закаливания	В начале процесса 1140 градусов, в конце — 850
Тип охлаждения	В колодцах или специальных термостатах
Уровень хрупкости	Очень низкий, отмечается склонность к отпускной хрупкости

Изначально сталь марки Х12МФ предназначалась для изготовления «ножевых клинков», под этим термином подразумевались резаки и штампы для полиграфии, технологические режущие инструменты для деревообработки, пилы и так далее. Но уже в 50-х годах прошлого века ремесленники стали использовать металл и для изготовления ножей бытового, кухонного предназначения.

Свойства, химический состав

Высокое качество, свойства стали обеспечивает ее сложный химический состав:

• хром до 12,5% — это вещество оказывает прямое влияние на способность металла к закаливанию, повышает антикоррозийные свойства стали и уровень износостойкости уже готового изделия;
• ванадий 1,1% — обладает максимально высокой прочностью, усиливает свойства хрома, обеспечивает стали инертность в отношении агрессивных сред;
• углерод 1,6% — придает металлу особенную прочность, снижает уровень хрупкости;
• молибден до 1% — относится к твердоплавким элементам, повышает сопротивляемость металла к механическим воздействиям, делает устойчивым к высоким температурам;
• кремний и марганец до 0,6% — делают сталь стабильной, надежной, максимально повышают твердость металла.

В составе также присутствуют сера и фосфор – это вредные технологические примеси, которые в состоянии повысить хрупкость металла и снизить общие физико-химические свойства стали. Но в таком негативном качестве сера и фосфор «работают» в том случае, если в металле присутствует большое количество углерода. В марке Х12МФ пропорции последнего элемента низкие, вред от наличия в химическом составе серы и фосфора минимальный, практически неопределяемый.

Нюансы производства

Производство стали Х12МФ в промышленных объемах осуществляется по четко отработанному технологическому алгоритму, обязательно с учетом некоторых особенностей:

• Расплав заливается в уже готовую форму по требованию заказчика. Обязательно учитываются припуски на последующую технологическую обработку заготовки.
• Этап отжига обязателен, потому что при остывании металла происходит дендрирование материала. А это приводит к неравномерному выпадению карбидов, что нарушает однородность структуры стали.
• На этапе ковки продолжают повышаться качественные характеристики металла – полностью исчезает неоднородность структуры, измельчается «зерно», в кристаллической решетке заполняются все пустоты.

Смотрите на видео о Х12МФ тесте на хрупкость:

Специалисты особенно высоко ценят сталь марки Х12МФ, полученную путем выплавки методом электрошлакового или вакуумно-дугового переплава (ЭШП и ВДП соответственно).

Плюсы и минусы стали

Хороший нож должен обладать прочностью и долговечностью. Другие показатели, которые влияют на его качество, – легкость заточки клинка и режущие свойства. В России ближайшим аналогом Х12МФ выступает 95Х18.

Эта нержавеющая легированная сталь широко используется для бытовых и производственных целей (в химической промышленности, изготовлении деталей для горячих цехов заводов). Ее термообработка также требует бережного соблюдения установленных режимов, иначе сплав безвозвратно потеряет свои свойства.

Если выбирать между 95Х18 или Х12МФ подходящий материал для изготовления ножа, то следует отталкиваться от целей его эксплуатации.

Сравнение нержавеющей и условно нержавеющей сталей уместно, когда нож выбирается для нечастого использования: в походы, для выезда на природу, но не для ежедневных нужд. Для этих целей лучше подходит сталь 95Х18, которая не ржавеет. Она долго держит заточку и не портится от воздействия кислот, воды и грязи.

За этим лезвием просто ухаживать и его можно долго не доставать из ножен без необходимости – клинок останется как новый. Твердость таких ножей составляет 58HRC, чего достаточно для нарезки продуктов, веревок, зеленой поросли в лесу. Это туристическое, рыбацкое или охотничье оружие.

У Х12МФ есть ряд слабых и сильных сторон наряду с 95Х18 и другими сталями.

Достоинства

1. Высокая твердость Х12МФ незаменима в быту, когда требуется быстрая и легкая нарезка овощей, фруктов. Острота режущей кромки позволяет использовать эти ножи каждый день на кухне, в огороде и на природе, при работе с деревом и синтетическими тканями.
2. Клинок из Х12МФ долго не затупляется и не требует особого ухода, так как относится к классу условно нержавеющих и хорошо держит остроту лезвия. Владелец ножа из Х12МФ должен при его покупке запастись алмазным бруском и ремнем на пасте ГОИ – это необходимо для качественной домашней заточки.
3. Сталь Х12МФ производится из дешевых компонентов, вследствие чего стоит недорого. В сравнении с аналогами из дамасской стали ножи из этого металла выигрывают в прочности, меньше боятся воды, более функциональны и имеют низкую стоимость. Доступность и хорошие режущие качества позволяют закрывать глаза на некоторые недостатки этой марки стали.

Нож с клинком из стали Х12МФ.

Недостатки

1. Применение клинка из стали Х12МФ как кухонного проявляет свои негативные стороны уже после первой нарезки водянистых или содержащих кислоту продуктов. Металлический блеск размывается, и стальная поверхность лезвия покрывается разводами и пятнами из-за слабой устойчивости к коррозии. Эстетические несовершенства никак не влияют на режущие свойства ножа, но отполировать клинок до блестящего вида уже не удастся.
2. В походе оружие из Х12МФ будет полезно для быстрого вырубания кустарников и веток. Оно не затупится даже при интенсивных нагрузках. Но если лезвие давно не точили, в полевых условиях произвести эту процедуру не получится. В отличие от стали 95Х18, которую можно заточить даже о булыжник.
3. Лезвие из Х12МФ плохо переносит нагрузки на излом. При сильных ударах о кость или другой предмет с высокой вязкостью клинок надломится или на лезвии образуется скол.

Недостатки и минусы

В основном все косяки ножа с такой сталью связаны с плохим производством. Поэтому тщательно выбирайте компанию-производителя, иначе результат будет печальный. Поэтому лучше для покупки выбрать известную фирму с хорошими отзывами, чем сомнительную конторку, о которой никто ничего не знает. Ведь хорошо обработанная сталь — залог качества, иначе вы потеряете свой нож при первой попытке открыть банку консервов.

И так, давайте выделим несколько минусов:

• При неправильном уходе за сталью в скором времени может появиться ржавчина.
• Если во время производства не были соблюдены правила изготовления, то клинок легко сломается.
• Опять же из-за плохого изготовителя может быть плохая острота клинка.
• Если не контролировать соприкосновение ножа с влагой, то начнется коррозия.
• Хрупкость. Поэтому не рекомендуется метать, швырять и т.д.

А вот чтобы нож прослужил длительное время нужно правильно ухаживать за ним. Вот несколько основных правил эксплуатации:

Х12МФ или 95х18 – что лучше

Самое главное достоинство стали марки 95х18 в сравнении с Х12МФ – полноценная устойчивость к коррозии, что гораздо лучше для постоянного применения. Нож выдерживает даже постоянные контакты с водой и соками овощей, мяса, поэтому будет оптимальным для работы на кухне.

Сравнение двух марок стали Х12МФ и 95х18, определение лучшей не совсем корректное, потому что рабочие свойства металлов слишком разняться.

Например, сталь 95х18 обладает следующими качественными характеристиками:

• сталь нержавеющая;
• отлично держит заточку;
• закалка на уровне 57-59 HRC единиц.

Смотрите на видео о закалке 95Х18 и Х12МФ:

Лучше ли дамаск

А вот на вопрос, лучше ли дамаск по сравнению со сталью Х12МФ, специалисты дают однозначно отрицательный ответ. Дело в том, что дамасская сталь практически не имеет устойчивости к коррозийным процессам, она ржавеет даже при незначительном, нечастом контакте с водой. Это делает необходимым соблюдать правила ухода за ножами из такого материала – обязательно высушивать, регулярно обрабатывать специальными жидкостями, полировать.

Правила использования ножей из данного материала

Основная причина выхода из строя ножа состоит в поломке клинка. Происходит это вследствие приложения изгибающих усилий. Сталь очень чувствительна к нагрузкам, отличным от осевых. Другой частой проблемой является потеря эстетики внешнего вида. Это случается, когда за ножом нет должного ухода

Чтобы этого не случилось, необходимо соблюдать простые меры предосторожности:

Нож нельзя метать, бросать, ронять, использовать как рычаг

Перерубать кости при разделке туш также не рекомендуется во избежание сколов на режущей кромке.
Важно избегать попадания полотна в кислотно-щелочную среду. Питтинговая коррозия развивается очень быстро и способна испортить внешний вид изделия.
Идеальный угол заточки составляет 35 градусов

Этого значения надо придерживаться при восстановлении режущей кромки.

Игнорирование этих правил гарантированно приведет к поломке ножа. Свойства и характеристики ножа из стали Х12МФ помогут сохранить простые правила хранения изделия:

1. Хранить нож лучше всего в ножнах. Этот способ убережет от случайных падений и связанных с этим сколов.
2. После использования нож лучше промыть проточной водой, насухо обтереть бумажной салфеткой, смазать вазелиновым маслом или баллистолом.
3. Раз в четыре месяца необходимо полировать клинок пастой ГОИ, править на кожаном ремне. При необходимости использовать мелкозернистые алмазы. Качественная полировка снижает риск питтинговой коррозии.
4. Деревянную рукоятку ножа регулярно следует обрабатывать антисептиком. Эта процедура предохраняет от плесени и бактерий. Уход за металлической рукояткой должен быть таким же, как за клинком.
5. Если на полотне обнаружилось пятно коррозии, это место нужно смазать баллистолом. По прошествии некоторого времени пятно должно сойти.

На охоте, рыбалке, пикнике, в турпоходе, или в процессе профессиональной деятельности нож из стали Х12МФ станет другом и верным помощником. При должном уходе и бережном обращении он надолго сохранит свои свойства и будет радовать внешним видом.

СТАЛЬ Х12МФ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИМЕНЕНИЕ

Легированная сталь незаменима в металлургии, машиностроении, изготовлении инструментов с холодной деформацией, при производстве электрического оборудования.

Авиа-, мото-, судостроительные отрасли активно используют сплав Х12МФ в производстве деталей.

Из нее изготавливают шестерни, кузовные и формовочные штампы, дыропрошивные матрицы, штамповки электрических машин, накатные плашки, волоки, матрицы и пуансоны вырубных штампов со сложными формами. Штампы остаются острыми даже после того, как по ним вырубили больше 5000 заготовок.

Штампованный инструментальный сплав считают лучшим в производстве холодного оружия, ножей для домашнего использования, а также инвентаря для охотников и туристов.

Х12МФ сталь для ножа плюсы и минусы

Ножи из этой стали вне конкуренции. Но и у нее есть недостатки. Начнем с плюсов:

• Низкая стоимость за счет доступных компонентов.
• Выдерживает как низкие, так и высокие температуры.
• Лезвие ножей остается острым без заточки долгое время.
• Не нужно пропитывать сплав антикоррозийными средствами или постоянно полировать. Металл при бережном использовании не ржавеет.

Теперь о минусах:

• Для заточки лезвия нужно специальное оборудование.
• Ограниченная длина лезвия.
• Если сталь регулярно соприкасается с кислотами и солями – на поверхности образуется точечная ржавчина.
• Нож не блестящий, а матовый.

Как ухаживать за ножом из стали Х12ФМ

Уход за ножом из стали Х12МФ заключается в следующем:

• после использования изделие промывается водой;
• после каждой «водной процедуры» клинок должен быть высушен (можно вытереть бумажной салфеткой);
• лезвие необходимо после каждого использования смазывать вазелиновым маслом;
• 1 раз в 120 дней клинок полируют пастой ГОИ и правят на кожаном ремне;
• деревянная рукоять должна периодически обрабатываться антисептиком против плесени, бактерий;
• если на лезвии появились следы коррозии, то их нужно немедленно протереть баллистолом.

Чтобы срок эксплуатации ножей из стали Х12МФ был долгим, нужно соблюдать следующие правила:

• не бросать, не метать нож и не использовать в качестве рычага;
• не допускать попадания клинка в кислотную или щелочную среду;
• выдерживать угол заточки в 35 градусов при правке инструмента.

Смотрите на видео о том, как избавиться от ржавчины на стали Х12МФ:

Зачем нужны легирующие элементы?

В первоначальном своем виде любая сталь является обычным сплавом, в состав которого входят железо и углерод. В зависимости от задачи, которую будет выполнять изделие, осуществляется химическое изменение сплава, а это, в свою очередь, усовершенствует и адаптирует сталь Х12МФ. Характеристики (отзывы подтверждают информацию) усовершенствованного материала заключаются в следующем перечне:

• высокая прочность;
• повышенная коррозийная стойкость;
• долговечность эксплуатации;
• высокие режущие способности.

Данные качества Х12МФ приобретает в результате добавления в нее легирующих элементов. Процедура осуществляется в определенном температурном режиме с соблюдением необходимого количества закаливаний.

Состав

Один из наиболее важных аспектов металлургии — лигатурный состав сплава. Именно от наличия, отсутствия и процентного соотношения всех химических элементов сталь приобретает те или иные свойства, требуемые от нее по долгу будущей службы.

Для стали Х12Ф1 предусматривается следующий состав легирующих добавок, упомянутый для удобства восприятия в усредненных значениях:

• Первым в очереди идет углерод (1,35 %) — важнейший элемент, превращающий железо в сталь, придавая ей жесткость и твердость.
• Далее отмечают хром (11,75 %) — этот химический элемент значительно увеличивает срок службы детали, не давая ей окисляться под воздействием внешней среды, создавая защитную пленку из оксидов. Однако, помимо этого, при высоком содержании он увеличивает прочность стали, ее устойчивость к средам повышенной температуры, а соответственно, и к незапланированному отпуску.
• Ванадий (0,8 %) — благоприятно влияет на структуру стали, увеличивая ее прочностные характеристики.
• Кремний (0,25 %) — как легирующий элемент служит для увеличения стойкости стали к высокотемпературной среде без потери прочности.
• Медь (0,3 %) — весьма распространенная примесь в металлургии. Особых негативных эффектов стали не присваивает, а напротив, незначительно улучшает пластичность.
• Марганец (0,27 %) — даже при небольшом содержании в составе улучшает прокаливаемость стали.
• Никель (0,35 %) — повышает прочностные характеристики стали, пусть и незначительно, но в связи с остальными компонентами его роль становится более значительной.
• Сера и фосфор (по 0,03 % каждый) — это вредные примеси, крайне негативно сказывающиеся на качестве стали. Однако их содержание настолько мало, что их обычно не учитывают.

Состав

Ножевая сталь Х12МФ состоит из следующих химических элементов:

• Хром. Его вводят для повышения режущих свойств и износостойкости данной марки стали.
• Вольфрам. Данный химический элемент повышает прокаливаемость.
• Ванадий. Он необходим для того, чтобы качественно распределялись в структуре стали частицы избыточной фазы. За счет наличия ванадия в составе существенно уменьшена чувствительность к перегревам. При избыточном количестве вещества (свыше 5%) снижаются пластичные свойства, которые должна иметь сталь Х12МФ. Характеристики (отзывы владельцев стальной продукции полностью это подтверждают) данного материала зависят от количества ванадия. Чем меньше присутствие данного химического элемента, тем выше показатели прочности и пластичности стали.
• Молибден. Этот химический элемент повышает вязкость и прокаливаемость стали. В то же время наличие большого количества молибдена способно понижать стойкость сплава к образованию окалин. Желательно, чтобы содержание этого вещества в Х12МФ не превышало 1,7%.
• Марганец. Данный химический элемент необходим для уменьшения коробления во время закаливания изделий.
• Кремний. Используется для повышения стойкости против отпуска во время термообработки.

Изготовление легированной штампованной стали осуществляется с учетом требований ГОСТа.

Сталь Х12МФ для ножей: плюсы и минусы

К плюсам стали Х12МФ относятся:

• Производство дешевое – в состав входят доступные компоненты по низкой стоимости, часто металл изготавливается из вторичного сырья. Как следствие, низкая стоимость ножей с клинком из стали марки Х12МФ.
• Рабочие характеристики ножа полностью предсказуемые. Если соблюдать все правила ухода за металлом и его использованием, то даже постоянное воздействие на него широкого диапазона температур не снизит его свойства.
• Острота заточки ножей идеальна. Оптимальные углы заточки вкупе с высокой твердостью металла (HRC 63-64 единицы) обеспечивают кромке высокую износостойкость. Острота лезвия сохраняется надолго даже при активном использовании инструмента.
• Уход за режущим инструментом из стали Х12МФ минимальный. Дело в том, что металл практически не ржавеет, поэтому постоянно полировать его, покрывать каким-либо специфическим покрытием или постоянно пропитывать антикоррозийными жидкостями не придется.

Если говорить о минусах, то стоит обратить внимание на следующие:

• Любые технологические операции со сталью, связанные с термообработкой, произвести в домашних условиях практически невозможно. Во время ковки происходит растрескивание металлической заготовки, а если нагрева до нужной ковочной температуры не произошло, то сталь просто рассыплется.
• Чтобы осуществить заточку режущей кромки лезвия, понадобится специальное оборудование.
• Изгибающие нагрузки могут быть только минимальными. Поэтому из рассматриваемой марки стали изготавливаются ножи с ограниченным по длине клинком.
• При частом контакте металла с солями и кислотами начинает появляться так называемая питтинговая коррозия.
• Клинок из стали Х12МФ никогда не будет блестеть – отполировать его не получится. Нож всегда будет выглядеть тускло.
• В полевых условиях даже правка ножа может стать проблемой, потому что металл очень твердый и для этого понадобится специальный инструмент типа мусата с алмазным напылением.

Итоги

Ножи, из стали х12мф, по своей сущности действительно универсальны. Такой нож даже может стать вашим единственным за десяток лет. С ним проводили много тестов и проверок, и обычно люди удивляются, что производство сделало действительно качественный продукт. В основном отзывы только положительные.

Нож может потягаться даже с другими известными марками сталей. Например, ножи из того же Дамаска. Как показывает опыт, изделия из стали х12мф с легкостью справляются с любой задачей. В общем, данная сталь всегда будет узнаваемой на рынке производства ножей и находить себе применение в руках абсолютно любого человека.