Сталь 9хф
Содержание:
Физические свойства стали У12А
| Температура испытания,°С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 209 | 205 | 200 | 193 | 185 | 178 | 166 | |||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 82 | 80 | 78 | 75 | 72 | 69 | 63 | |||
| Плотность стали, pn, кг/м3 | 7830 | 7809 | 7781 | 7749 | 7713 | 7675 | 7634 | 7592 | 7565 | 7489 |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 45 | 43 | 40 | 37 | 35 | 32 | 28 | 24 | 25 | |
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 252 | 333 | 430 | 540 | 665 | 802 | 964 | 1152 | 1196 | |
| Температура испытания,°С | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 10.5 | 11.8 | 12.6 | 13.4 | 14.1 | 14.8 | 15.3 | 15.0 | 16.3 | 16.8 |
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) | 469 | 503 | 519 | 536 | 553 | 720 | 611 | 712 | 703 | 699 |
Механические свойства стали У12
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска,°С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HRCэ |
| Образцы сечением 21-30 мм. Закалка 810-830°С, вода. | ||||||
| 400 | 1370 | 1570 | 9 | 24 | 20 | 52 |
| 500 | 880 | 1040 | 11 | 30 | 29 | 40 |
| 600 | 650 | 760 | 18 | 52 | 44 | 26 |
Механические свойства в зависимости от температуры испытания
| t испытания,°C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Отжиг. При 20°С НВ 207 | |||||
| 20 | 325 | 590-690 | 28 | 45-55 | 27 |
| 200 | 570 | 23 | 47 | 73 | |
| 400 | 310 | 450 | 41 | 60 | 69 |
| 600 | 110 | 140 | 56 | 74 | 62 |
| 700 | 59 | 76 | 56 | 82 | 356 |
| 800 | 53 | 72 | 59 | 85 | 323 |
| 900 | 34 | 40 | 52 | 91 | 225 |
| 1000 | 20 | 28 | 55 | 98 | 157 |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм, деформированный и отожженный. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | |||||
| 700 | 105 | 60 | 68 | ||
| 800 | 100 | 52 | 96 | ||
| 900 | 60 | 40 | 100 | ||
| 1000 | 34 | 65 | 100 | ||
| 1100 | 18 | 74 | 100 | ||
| 1200 | 15 | 92 | 100 |
Технология производства отжига
Режим отжига стали У8 определяется следующими факторами:
- способом укладки заготовок на под термической печи;
- соотношением высоты и толщины заготовок;
- температурой нагрева;
- типом нагревательной печи.
График отжига
Экспериментально установлено, что наиболее эффективным режимом отжига является укладка заготовок в один слой на теплоизоляционных подставках из асбеста, при расстоянии между смежными заготовками не менее 3D (под D следует понимать максимальный габаритный размер сечения в плане). Тогда для нагрева до нужной температуры (1000…1200 °С) потребуется:
- для сечения до 20 мм – 5…6 мин;
- для сечения до 30 мм – 8…10 мин;
- для сечения до 40 мм – 9…12 мин;
- для сечения до 50 мм – 12…15 мин;
- для сечения до 75 мм – 15…18 мин;
- для сечения до 100 мм – 19…25 мин;
Поскольку с увеличением продолжительности нагрева возникает опасность поверхностного науглероживания, то отжиг обычно ведут в печах с контролируемой атмосферой, либо в среде инертных газов (двуокиси углерода или даже аргона).
При иных способах укладки скорость нагрева уменьшается на 15…20%.
Лучшее качество отжига получается, если его проводить поэтапно. Вначале выполняется предварительный нагрев, для чего заготовки помещают в печь, которая уже имеет температуру в рабочей зоне до 500…550 °С, а потом постепенно нагревают изделия до требуемой температуры, не допуская скорости нагрева большей, чем 100 °С в час. По достижении требуемого температурного диапазона, отжигаемую продукцию выдерживают в печи не менее 30% от общей продолжительности операции, а потом отключают печь.
Для снятия наклёпа холоднодеформированных изделий из стали У8 их подвергают рекристаллизационному отжигу с охлаждением в расплавах солей (для мелкого инструмента), и в водном растворе поваренной соли – для более крупного. В результате улучшается механическая обрабатываемость, снижаются остаточные деформации (особенно для длинных и тонких прутков и полос), а также оптимизируется структура стали. Температура такого вида отжига составляет 670…700 °С пр выдержке в печи не более часа. При отжиге происходит полная перекристаллизация металла структура получается мелкозернистой, при равномерном распределении зёрен перлита. После отжига твёрдость стали У8 должна быть не более 190 НВ.
Специфика материала и его общая характеристика
Название Р12 – это не простой набор букв, а маркировка, в который скрыты некоторые сведе́ния о сплаве:
- «Р» – этой буквой маркируются все быстрорежущие стали, от английского названия rapid (скорость);
- 12 – это процентное содержание в металле вольфрама, который образует очень твёрдые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие прочность и красностойкость.
Быстрорезы уже давно применяются для создания клинков холодного оружия, что обусловлено их следующими характеристиками:
- хорошая горячая твёрдость, которая характеризует то, какую температуру сталь может выдержать без потери рабочих качеств;
- повышенная красностойкость – указывает, сколько времени сплав будет выдерживать такую температуру;
- большая стойкость к износу и внешним нагрузкам.
В итоге ножи из Р12 будут обладать крепкими лезвиями, которые без проблем могут выдерживать серьёзные механические воздействия без деформации структуры изделия.
Высокая твёрдость – характерная черта подобных режущих инструментов, это важное свойство влияет и длительность службы, и на качество реза. Хоть такой сплав и переносит изгибающие нагрузки, его слабым местом является повышенная хрупкость, так как твёрдый металл подвержен ломкости
Механические характеристики
| Сечение, мм | t отпуска, °C | sТ|s0,2, МПа | σB, МПа | d5, % | d4 | d10 | y, % | кДж/м2, кДж/м2 | Твёрдость по Бринеллю, МПа | HV, МПа |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Лента плющенная средней прочности 0,1-4,0 мм по ГОСТ 10234-77 в состоянии поставки (указано состояние поставки) | ||||||||||
| — | — | — | 780-1270 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | 780-930 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | 930-1080 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | 1080-1230 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | ≤780 | — | — | ≥10 | — | — | — | — |
| — | — | — | ≤570 | — | — | — | — | — | — | — |
| Лента холоднокатаная термообработанная (0,05-1,30 мм) для пружинящих деталей и пружин по ГОСТ 21996-76 и лента плющеная (0,15-2,00 мм) по ГОСТ 21997-76 (указана группа прочности ленты) | ||||||||||
| — | — | — | 1270-1570 | — | — | — | — | — | — | 375-485 |
| — | — | — | 1580-1860 | — | — | — | — | — | — | 486-600 |
| — | — | — | ≥1860 | — | — | — | — | — | — | ≥600 |
| Закалка на мелкозернистую структуру с охлаждением в воде + Отпуск | ||||||||||
| — | 300 | ≥1370 | ≥1590 | — | — | — | ≥8 | ≥310 | — | — |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформации 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | ||||||||||
| — | — | — | ≥105 | ≥64 | — | — | ≥90 | — | — | — |
| Закалка на мелкозернистую структуру с охлаждением в воде + Отпуск | ||||||||||
| — | 400 | ≥1180 | ≥1270 | — | — | — | ≥11 | ≥440 | — | — |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформации 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | ||||||||||
| — | — | — | ≥94 | ≥65 | — | — | ≥100 | — | — | — |
| Закалка на мелкозернистую структуру с охлаждением в воде + Отпуск | ||||||||||
| — | 500 | ≥970 | ≥1090 | — | — | — | ≥13 | ≥730 | — | — |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформации 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | ||||||||||
| — | — | — | ≥63 | ≥60 | — | — | ≥100 | — | — | — |
| Закалка на мелкозернистую структуру с охлаждением в воде + Отпуск | ||||||||||
| — | 600 | ≥830 | ≥980 | — | — | — | ≥17 | ≥930 | — | — |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформации 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | ||||||||||
| — | — | — | ≥36 | ≥62 | — | — | ≥100 | — | — | — |
| — | — | — | ≥22 | ≥65 | — | — | ≥100 | — | — | — |
| — | — | — | ≥17 | ≥92 | — | — | ≥100 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск при 450 °С | ||||||||||
| — | — | ≥1760 | ≥1860 | ≥10 | — | — | ≥32 | ≥240 | — | — |
| Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки | ||||||||||
| — | — | — | 740-1180 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | ≤640 | — | ≥15 | — | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг | ||||||||||
| — | — | — | — | ≥26 | — | — | ≥71 | — | — | — |
| Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки | ||||||||||
| — | — | — | ≤740 | — | ≥10 | — | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг | ||||||||||
| — | — | — | — | ≥65 | — | — | ≥99 | — | — | — |
| Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки | ||||||||||
| — | — | — | ≤640 | — | ≥10 | — | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг | ||||||||||
| — | — | — | — | ≥58 | — | — | ≥98 | — | — | — |
| Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности) | ||||||||||
| 0.1-4 | — | — | 750-900 | — | — | — | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг | ||||||||||
| — | — | — | — | ≥59 | — | — | ≥92 | — | — | — |
| Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности) | ||||||||||
| 0.1-4 | — | — | 900-1050 | — | — | — | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг | ||||||||||
| — | — | — | — | ≥38 | — | — | ≥71 | — | — | — |
| Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности) | ||||||||||
| 0.1-4 | — | — | 1050-1200 | — | — | — | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг | ||||||||||
| — | — | — | — | ≥45 | — | — | ≥88 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг или нормализация | ||||||||||
| — | — | — | ≤690 | ≥16 | — | — | ≥30 | — | ≤200 | — |
| — | — | — | ≤660 | ≥13 | — | — | ≥22 | — | ≤200 | — |
| — | — | — | ≤640 | ≥18 | — | — | ≥20 | — | ≤200 | — |
| — | — | — | ≤620 | ≥22 | — | — | ≥26 | — | ≤180 | — |
| — | — | — | ≤460 | ≥27 | — | — | ≥34 | — | ≤155 | — |
| — | — | — | ≤330 | ≥33 | — | — | ≥45 | — | ≤135 | — |
| — | — | — | ≤205 | ≥38 | — | — | ≥60 | — | ≤110 | — |
Минусы
Основной минус Р12 – это повышенная хрупкость, которая несколько ограничивает применение этого сплава.
Из этой быстрорежущей стали нельзя изготавливать изделия, которые подвергаются большим ударным нагрузкам, то есть топоры, метательные ножи, мачете и т. п.
Помимо повышенной хрупкости, рассматриваемый металл имеет и другие незначительные минусы, которые полностью перекрываются его достоинствами:
- довольно высокая стоимость конечных изделий;
- процесс производства сложный технически и дорогостоящий;
- меньшая вязкость по сравнению с инструментальными сталями.
Итак, Р12 сталь занимает собственную нишу, несмотря на повышенную конкуренцию. Всё это обеспечивает её характеристика: отличная вязкость, длительный эксплуатационный период, прочность и прочее. Ножи из этого материала долго остаются в своём первоначальном виде, но они могут сломаться из-за высоких показателей хрупкости. Осторожная эксплуатация и тщательный уход – то, что позволит подобным изделиям служить верой и правдой своему владельцу долгое время.
Минус Р12 – это повышенная хрупкость.
Способы и методы заточки
Даже быстрорежущая сталь Р12 подвержена износу и затуплению, несмотря на внушающие прочностные показатели. Если учитывать сведения о применении и свойствах этого сплава, то можно смело утверждать, что заточить их при помощи шлифовальных кругов из электрокорунда не выйдет: поверхность после такой обработки всё равно остаётся шероховатой, а режущие качества не улучшаются.
Самым правильным вариантом будет отдать нож на заточку в специализированную мастерскую, которая имеет в своём распоряжении круги из эльбора. Иметь подобные машины в своём гараже – непозволительная роскошь и просто не целесообразно.
Можно, конечно, попробовать провести затачивание и дома, но стоит учитывать: как минимум для этого понадобятся алмазные камни, цены на которые в последнее время очень кусаются. В таком случае обработка будет проводиться в 2 этапа:
- Сначала камнем с крупным зерном – так называемая грубая заточка.
- Затем абразивом с мелким зерном – финальная шлифовка.
Лучше не пробовать проводить затачивание в гаражных условиях, так как есть шанс повредить инструмент до степени невозврата в первоначальное состояние.
Классификация материала и применение марки Р12
Р12 относят к быстрорежущим сталям. Быстрорежущие стали – легированные сплавы, предназначенные главным образом для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Р12 благодаря своим положительным свойствам активно применяется в ножевом производстве. Такие режущие инструменты обладают всеми необходимыми характеристиками. Благодаря высокой устойчивости поверхности к внешним нагрузкам они без проблем перерезают толстые канаты, древесину, кости и т. д.
Они могут справиться со стальной пластиной толщиной в несколько мм.
Нож из Р12 даже при интенсивном использовании долгое время удерживает заточку, однако стоит учитывать, что ввиду высоких прочностных качеств он с трудом поддаётся заточке, особенно в домашних условиях.
Сталь Р12М широко применяется и в промышленности. Самый яркий пример – это изготовление свёрл самых разных назначений: от дерева до сверхпрочных металлов. Из них же делают зенковки, коронки, конические машинные развёртки, буры, резцы долбёжные, полотна ножовочные и т. п.
Сталь Р12М широко применяется в промышленности.
Adblock