Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая Х12МФ

Сталь инструментальная штамповая марки Х12МФ: описание, свойства и применение

Сталь Х12МФ относится к классу инструментальных штамповых сталей, предназначенных для холодной работы. Она обладает высокой износостойкостью, прочностью и устойчивостью к деформации, что делает ее незаменимой во многих отраслях промышленности.

Основные характеристики стали Х12МФ:

• Высокая износостойкость: Обеспечивается высоким содержанием карбидообразующих элементов, таких как хром, молибден и ванадий.
• Высокая прочность: Позволяет изготавливать инструмент, способный выдерживать значительные нагрузки.
• Устойчивость к деформации при закалке: Минимизирует риск изменения размеров и формы инструмента в процессе термообработки.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по сечению изделия.
• Умеренная теплостойкость: Позволяет использовать инструмент при температурах до 200-250 °C.
• Плохая свариваемость: Сварка стали Х12МФ затруднена из-за высокого содержания легирующих элементов.
• Склонность к отпускной хрупкости: Требует выбора оптимального режима отпуска для предотвращения снижения ударной вязкости.

Химический состав стали Х12МФ (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	1,40 - 1,60
Хром (Cr)	11,00 - 12,50
Молибден (Mo)	0,40 - 0,60
Ванадий (V)	0,15 - 0,30
Марганец (Mn)	0,15 - 0,45
Кремний (Si)	0,10 - 0,40
Никель (Ni)	до 0,35
Медь (Cu)	до 0,30
Сера (S)	до 0,030
Фосфор (P)	до 0,030

Расшифровка обозначения стали Х12МФ:

• Х – указывает на содержание хрома (Cr) в стали.
• 12 – указывает на приблизительное содержание хрома в процентах (12%).
• М – указывает на содержание молибдена (Mo) в стали.
• Ф – указывает на содержание ванадия (V) в стали.

Механические свойства стали Х12МФ (после отжига):

Свойство	Значение
Твердость HB, не более	241
Временное сопротивление разрыву, σв, МПа	780
Относительное удлинение, δ5, %	10
Относительное сужение, ψ, %	40
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	20

Механические свойства стали Х12МФ (после закалки и отпуска):

Механические свойства стали Х12МФ после закалки и отпуска значительно меняются и зависят от режима термообработки. Обычно достигаются следующие значения:

Свойство	Значение
Твердость HRC,	58-64
Предел прочности на изгиб, σизг, МПа	до 2500

Физические свойства стали Х12МФ:

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7700
Модуль упругости, E, ГПа	210
Коэффициент линейного расширения, α, 10-6/°C (20-100 °C)	11,5
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	20
Удельная теплоемкость, С, Дж/(кг·°C)	460
Температура ковки, °С	1100-850
Температура критических точек, °С: Ac1	810
Температура критических точек, °С: Ac3	840
Температура отпуска, °С	150-200
Температура закалки, °С	950-980

Сферы применения стали Х12МФ:

Сталь Х12МФ широко используется для изготовления инструмента, работающего в условиях повышенного износа и высоких нагрузок. Основные сферы применения:

• Холодная штамповка:
  • Вырубные и пробивные штампы.
  • Гибочные штампы.
  • Вытяжные штампы.
  • Формовочные штампы.
  • Чеканочные штампы.
• Волочение:
  • Волоки для проволоки и прутков.
• Калибровка:
  • Калибры для контроля размеров деталей.
• Прессование:
  • Матрицы для прессования пластмасс.
  • Пресс-формы для литья под давлением.
• Производство ножей:
  • Ножи для гильотин.
  • Ножи для дробилок.
• Другое:
  • Ролики для холодной прокатки.
  • Плунжеры насосов.
  • Измерительный инструмент высокой точности.
  • Пуансоны.
  • Шаблоны.
  • Напильники.
  • Развертки.
  • Долбяки.
  • Метчики.
  • Фрезы.
  • Протяжки.

Виды металлопроката из стали Х12МФ:

Сталь Х12МФ поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления деталей вращения, осей, валов и т.д.
• Полоса: Используется для изготовления плоских деталей, ножей, штампов и т.д.
• Квадрат: Используется для изготовления деталей квадратной формы, инструмента и т.д.
• Лист: Используется для изготовления крупных деталей, штампов, облицовок и т.д.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы, подвергающихся высоким нагрузкам.

ГОСТы, регламентирующие сталь Х12МФ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая инструментальная нелегированная и легированная. Общие технические условия. (Регламентирует химический состав, механические свойства после поставки и термической обработки).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 1435-99: Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия. (Может содержать информацию о стали Х12МФ, если она поставляется в виде прутков и полос).

Операции в цехах, использующие материалы из стали Х12МФ:

В различных цехах металлообрабатывающих предприятий сталь Х12МФ используется на следующих этапах производства:

• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт штампов, пресс-форм, режущего инструмента, калибров, шаблонов и других приспособлений. Здесь сталь Х12МФ подвергается следующим операциям:
  • Резка: Разрезание заготовок на требуемые размеры (ленточнопильные станки, отрезные круги).
  • Токарная обработка: Формирование цилиндрических и конических поверхностей, нарезание резьбы.
  • Фрезерная обработка: Создание плоских и фасонных поверхностей, пазов, канавок.
  • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и чистоты поверхности.
  • Термическая обработка: Закалка и отпуск для придания требуемой твердости и износостойкости.
  • Контроль качества: Проверка размеров, твердости и структуры металла.
• Кузнечный цех: Изготовление поковок сложной формы, которые затем подвергаются механической обработке. Здесь сталь Х12МФ подвергается следующим операциям:
  • Нагрев: Нагрев заготовки до температуры ковки (1100-850 °C).
  • Ковка: Деформация металла под ударами или давлением для придания требуемой формы.
  • Отжиг: Снятие внутренних напряжений после ковки.
• Штамповочный цех: Использование штампов из стали Х12МФ для холодной штамповки деталей из листового металла.
  • Вырубка: Отделение детали от листа по замкнутому контуру.
  • Пробивка: Создание отверстий в листовом металле.
  • Гибка: Изменение формы листового металла путем изгиба.
  • Вытяжка: Получение деталей сложной формы из плоской заготовки.
  • Формовка: Изменение формы детали без изменения ее толщины.
• Механический цех: Использование инструмента из стали Х12МФ для обработки деталей на станках.
  • Точение: Обработка деталей вращения.
  • Фрезерование: Обработка плоских и фасонных поверхностей.
  • Сверление: Создание отверстий.
  • Развертывание: Увеличение диаметра отверстий с высокой точностью.
  • Нарезание резьбы: Создание резьбовых соединений.
  • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и чистоты поверхности.

Особенности термообработки стали Х12МФ:

Термообработка является важным этапом при изготовлении инструмента из стали Х12МФ. Правильный выбор режима термообработки позволяет получить оптимальные свойства металла.

• Отжиг: Используется для снятия внутренних напряжений после механической обработки или ковки.
• Закалка: Нагрев до температуры 950-980 °C с последующим охлаждением в масле или на воздухе.
• Отпуск: Нагрев до температуры 150-200 °C для снятия внутренних напряжений после закалки и повышения ударной вязкости.

Рекомендации по выбору стали Х12МФ:

При выборе стали Х12МФ необходимо учитывать следующие факторы:

• Условия эксплуатации инструмента: Температура, нагрузки, износ.
• Требования к точности размеров и чистоте поверхности: Влияют на выбор режима механической обработки и термообработки.
• Тип металлопроката: Круг, полоса, квадрат, лист.
• Стоимость: Сталь Х12МФ является достаточно дорогой сталью, поэтому необходимо учитывать ее стоимость при выборе.

Заключение:

Сталь Х12МФ является высококачественной инструментальной сталью, обладающей высокой износостойкостью, прочностью и устойчивостью к деформации. Она широко используется для изготовления инструмента, работающего в условиях повышенного износа и высоких нагрузок. Правильный выбор стали Х12МФ и режима термообработки позволяет получить инструмент, обладающий оптимальными свойствами и обеспечивающий высокую производительность.