Сталь у12 для ножей плюсы и минусы. Сталь Х12МФ для ножей: плюсы и минусы

Описание

Сталь У12 применяется: для изготовления ручных метчиков, напильников, слесарных шаберов; деталей штампов холодной штамповки обрезных и вырубных небольших размеров и без переходов по сечению; холодновысадочных пуансонов и штемпелей мелких размеров; калибров простой формы и пониженных классов точности; инструментов с пониженной износостойкостью при умеренных и значительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки): напильников, бритвенных лезвий и ножей, острых хирургических инструментов, шаберов, гравировальных инструментов.

Сталь у12 для ножей плюсы и минусы. Сталь Х12МФ для ножей: плюсы и минусы

Сразу скажем, идеальной стали, которая отвечала бы всем желаниям, не существует. Всегда приходится искать некую «золотую середину», чтобы подобрать состав металла, который бы идеально подходил для конкретных целей. Простой пример – если нож сделан из «мягкой» стали, то его легко наточить. Но с другой стороны и тупиться такие клинки будут гораздо быстрее. Из подобной стали часто делают бытовые ножи, которые мы ежедневно используем на кухне.

Другой пример – изделия из «твердой» стали служат гораздо дольше. Но и у них есть свои минусы – при ударе о твердый предмет могут образовываться сколы. И вообще, есть золотое правило изготовления ножей: чем сложнее состав стали, чем больше различных примесей используется при производстве, тем дороже будет конечная цена. Ярки пример – клинки из дамасской стали. Именно они близки по своим свойствам к эталону, но и стоимость их на порядок выше. И такие ножи точно не будешь использовать на кухне.

Помимо самой марки стали, огромное значение имеет процесс термообработки. Именно на этом этапе производства может быть допущена ошибка, которая впоследствии негативно скажется на самом изделии. Оно может быстро ржаветь, быть слишком мягким, быстро тупиться или вообще ломаться. Но это все не про «Златоустовские ножи». Наш товар отличается высоким качеством. И любой клинок, на котором будет стоять наше клеймо, соответствует самым передовым мировым стандартам.

А теперь более подробно расскажем, из каких марок стали изготавливаются наши ножи. А также подробно расскажем, чем отличается тот или иной химический состав, и каковы его основные достоинства.

Марки стали:

65Г-Х12МФ1

Один из лучших образцов стали из всех существующих. Главное ее достоинство – она отлично режет, долго не тупится и может даже выдерживать серьезные ударные нагрузки. За этой сталью легко ухаживать – просто полировать, натачивать, не требует каких-то особых условий для хранения. Но надо внимательно следить за средой, в которой будет содержаться клинок. Рекомендуется избегать щелочную и кислую среды. Иначе, нож очень быстро начнет терять свои свойства и внешний вид. Например, при недолгом воздействие негативных факторов начнут появляться темные пятна на металле. А постоянное содержание в щелочной среде приведет к ржавчине.

У10А-7ХНМ

Эта сталь и подобные ей (имеющие маркировку «У7» и «У8») – относятся к металлам высокой твердости. Подобные материалы часто используются для изготовления различных инструментов, например, напильников. Именно их чаще всего потом и перековывают в клинки. При этом получаются оригинальные ножи, на которых сохраняются специфические насечки, они превращаются в оригинальный элемент декора. Ножи из подобной стали отлично режут, долго сохраняются острыми. Но есть свой минус и у них – слишком слабая стойкость к коррозии. Без постоянной обработки такие клинки быстро начинают терять первозданный вид – сталь темнеет, а после может появиться и ржавчина.

40Х13-Х12Ф1

Это одна из самых популярных марок стали. Используется почти во всех областях. Такие ножи можно найти на кухне у хорошей хозяйки, они продаются в сувенирных магазинах. А еще их используют рыбаки, дайверы и водолазы. И вот тут-то и выясняется их главное достоинство – высокая устойчивость к коррозии. Они не портятся даже при длительном воздействии влаги. И служат весьма долго. Сталь также хорошо режет, не требует какого-то особого ухода. Но есть и определенные минусы. Например, этот металл практически не поддается закалке. И к тому же это «мягкая» сталь, то есть ее легко затачивать, но ножи при этом быстро тупятся. Так что придется постоянно следить за качеством лезвия.

Стандарты

Химический состав

Fe — основа. По ГОСТ 1435-99 массовая доля хрома, никеля и меди указана для 1 группы металлопродукции. Массовая доля серы в стали, полученной методом электрошлакового переплава, не должна превышать 0,013 %. В металлопродукции 3-й группы массовая доля Cr ≤ 0,20-0,40 %, Ni ≤ 0,25 %, Cu ≤0,25 %. В металлопродукции 1-й и 3-й групп, изготовленной из стали, полученной скрап-процессом, допускаются повышенные по сравнению с указанными в таблице массовые доли никеля, меди и хрома на 0,05 % каждого элемента. В металле, предназначенном для изготовления холоднокатаной ленты, увеличение массовой доли никеля, меди и хрома не допускается.

Механические характеристики

Сталь У12, У12А инструментальная углеродистая

Расшифровка

• Согласно ГОСТ 1435-99 буква У в обозначении марки стали означает, что сталь углеродистая.
• Следующая за буквой У цифра 12 указывает среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 12 около 1,2%
• Наличие буквы А в конце маркировки означает, что сталь высококачественная, т.е. с повышенными требованиями к химическому составу.

Заменитель

Стали У10А, У11А, У10, У11.

Иностранные аналоги [1]

Вид поставки

• Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1435-90, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.
• Калиброванный пруток ГОСТ 1435-90, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
• Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 1435-90, ГОСТ 14955-77. Лента ГОСТ 2283-79, ГОСТ 21997-76.
• Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76.
• Поковка и кованая заготовка ГОСТ 1435-90, ГОСТ 4405-75, ГОСТ 1133-71.

Характеристики и применение

Инструментальная сталь У12 (У12А) относится к группе сталей пониженной прокаливаемостии. Стали данной группы должны закаливаться в воде, а инструмент из этой стали имеет, как правило, незакаленную сердцевину. Закалка в воде требует принятия мер против сильного коробления, т.е. при конструировании инструмента следует избегать острых углов и резких переходов сечений [2].

Опыт показывает, что прокаливаемость стали У12, У12А весьма непостоянна. Отдельные плавки одной и той же марки могут прокаливаться на разную глубину [3].

При выборе данной марки стали следует иметь в виду, что чем выше твердость (допустим больше углерода, более низкий отпуск), тем выше износоустойчивость, но меньше прочность. Следовательно, если работа инструмента не сопровождается ударными нагрузками, лезвийная кромка имеет достаточное сечение — желательно иметь высокую туердость (62 HRC и выше) и, следовательно, следует применять высокоуглеродистую сталь У12 и давать низкий отпуск (150-200 °C), в противном случае используют стали с меньшим содержание углерода, например У7-У8, после отпуска при 250-300 °C и ˂60 HRC [3]xxxxxxxxx.

Сталь У12 применяется для изготовления инструмента с максимальной износостойкостью при наивысшей твердости, например:

• резцы,
• различный металлорежущий и мерительный инструмент,
• напильники,
• зубила для насечки напильников,
• граверный инструмент,
• волочильные доски и т.д.

Режущий инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки:

• метчики ручные,
• метчики машинные мелкоразмерные,
• плашки для круппов,
• развертки мелкоразмерные,
• надфили,
• измерительный инструмент простой формы: гладкие калибры, скобы,
• штативы для холодной шлифовки обрезных и вырубных небольших размеров и без переходов по сечению,
• холодновысадочные штампы и штемпели мелких размеров,
• калибры простой формы и пониженных классов точности.

Химический состав, % (ГОСТ 1435-99)

Фазовый состав, % по массе

Температура критических точек, °C [2]

Закалка [3]

Температура закалки заэвтектойдной стали У12А лежит в интервале между Ac3 и Ac1. Структура стали в закаленном состоянии состоит из мартенсита и избыточных (вторичных) карбидов. Оптимальная температура закалки 790 °C.

В закаленной стали тетрагональность мартенсита и внутренние напряжения создают значительную хрупкость, поэтому после закалки отпуск является обязательной операцией. [3]

Рекомендуемые режимы закалки [4]

ПРИМЕЧАНИЯ:

• Продолжительность выдержки при нагреве под закалку рекомендуется рассчитывать по методике ВНИИ [5].
• Вариант III применяют для предотвращения образования мягких пятен при закалке.
• При добавлении в расплав щелочи 4 — 6% воды вариант V применяют для изделий диаметров или толщиной до 10-12 мм.

Обработка холодом [4]

ПРИМЕЧАНИЕ. Обработку холодом производить не позднее 1 ч после закалки.

Рекомендуемые режимы отпуска [4]

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Изделия высокой точности (1-2 мкм) после предварительного шлифования подвергают повторному отпуску (старению).
2. Режим отпуска для получения твердости ниже HRC 56 выбирают по графику в соответствии с требуемой твердостью.
3. Отпуск при температурах выше 250 С обеспечивает стабилизацию размеров изделий.
4. Нормы нагрева и продолжительность выдержки при отпуске см. табл. 3 Приложения.

Температура отпуска различного инструмента из стали У12 [3]

Твердость углеродистой стали У12 после отпуска [7]

Ориентировочная температура термической обработки и твердость стали У10 в отожженном состоянии [6]

Технологический процесс изотермического отжига стали У12, У12А [6]

Температура рекристаллизационного отжига стали [7]

Ориентировочные режимы отжига инструментальных сталей У12, У12А для улучшения обрабатываемости при резании [7]

ПРИМЕЧАНИЕ. Для улучшения обрабатываемости инструментальных сталей применяется также высокий отпуск при температуре 650-680 °С.

Твердость [4]

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [8]

ПРИМЕЧАНИЕ. Образцы размером 32x32x42 мм. Закалка с 760-790 °C.

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [8]

ПРИМЕЧАНИЕ. Образцы сечением 21-30 мм. Закалка с 810-830 °C в воде.

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

Истинные обобщеные механические характеристики отожженной стали при 20 °C [4]

• sk — истинное сопротивление разрыву
• sсж — истинное сопротивление сжатию
• q, % — истиный сдвиг
• τк — истинный предел прочности при кручении

ПРИМЕЧАНИЕ. При всех видах деформации разрушение вязкое.

Технологические свойства [10]

• Температура ковки, °C: начала 1100, конца 750. Охлаждение замедленное на воздухе.
• Свариваемость — не применяется для сварных конструкций. Способ сварки — КТС.
• Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл. = 1,0 и Kv σ.ст = 0,9 в отожженном состоянии при НВ 207.
• Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.
• Флокеночувствительность — не чувствительна.

Теплостойкость [10]

Прокаливаемость [9, 11]

ПРИМЕЧАНИЕ. Шлифуемость — хорошая.

Физические свойства при 20 °C [12]

• Hc — коэрцитивная сила;
• μmax — максимальная магнитная проницаемость;
• 4πJs — магнитное насыщение;
• ρ — удельное сопротивление;
• γ — плотность;

*Нижний предел значений Hc соответсвует структуре зернистого перлита, верхний — пластинчатого перлита.

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Библиографический список

1. Шишков М.М. Марочник сталей и сплавов. 2000 г.
2. Позняк Л.А. Инструментальные стали: Справочник. -М.: Металлургия. 1977 г.
3. Гуляев А.П. Металловедение. 1977 г.
4. Гуляев А.П. Инструментальные стали. Справочник. 1975 г.
5. Смольников Е.А. Как расчитать время нагрева при закалке. «Металловедение и термическая обработка металлов». 1970 г. №12
6. Каменичный И.С. Практика термической обработки инструмента. 1952 г.
7. Филинов С.А., Фиргер И. В. Справочник термиста. 1969 г.
8. Тылкин М.А. Прочность и износостойкость деталей металлургического оборудования. 1965 г.
9. Марочник стали и сплавов, 3-е изд. Под ред. Крянина И.Р. 1977 г.
10. Марочник стали и сплавов. Под ред. Сорокина В.Г. 1989 г.
11. Марочник сталей. — М.: ЦБТИ, 1961 г.
12. Марочник стали для машиностроения. НИИМАШ. 1965 г.

Узнать еще

Сталь 9ХС инструментальная легированная…

Сталь инструментальная быстрорежущая…

Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного к…

Сталь ХВГ инструментальная легированная…

Описание механических обозначений

Сталь марки А12 — Металлургическая компания

Физические характеристики

Технологические свойства

Марка: сталь, металл У12

Марка: У12

Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 820 , Ar1 = 700 , Mn = 200

Зарубежные аналоги материала

Указаны как точные, так и ближайшие аналоги!