Инструментальная плита Х12: характеристики стали и применение
Инструментальная плита Х12 — это горячекатаный или кованый прокат из легированной штамповой стали, содержащей 11–13 % хрома, 1,45–1,65 % углерода, а также добавки ванадия и молибдена. Сталь марки Х12 относится к классу высокохромистых инструментальных сталей и поставляется в виде плит толщиной от 8 до 200 мм, шириной до 800 мм. Плита Х12 применяется для изготовления вырубных и гибочных штампов, ножей холодной резки, накатных роликов, матриц и пуансонов, работающих при умеренных ударных нагрузках.
Химический состав и структура
Сталь Х12 содержит углерод в количестве 1,45–1,65 %, хром — 11,0–13,0 %, кремний — 0,10–0,40 %, марганец — 0,15–0,45 %, ванадий — до 0,30 %, молибден — до 0,30 %. Такое соотношение обеспечивает формирование карбидов хрома типа M7C3 и M23C6, распределённых в мартенситной матрице после закалки. Структура после термической обработки — мартенсит отпуска с равномерно распределёнными карбидами, что придаёт плите высокую износостойкость и сопротивление смятию.
Механические свойства
Инструментальная плита Х12 после закалки с 960–1000 C в масле и отпуска при 180–220 C достигает твёрдости 58–62 HRC. Предел прочности при изгибе составляет 2200–2600 МПа, ударная вязкость — 20–30 Дж/см. Теплостойкость умеренная: при нагреве выше 250 C твёрдость начинает снижаться, что ограничивает применение плиты в горячих штампах. Прокаливаемость высокая — плита толщиной до 100 мм прокаливается насквозь.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 58–62 | закалка 980 C, отпуск 200 C | HRC | ГОСТ 9013 |
| Предел прочности при изгибе | 2200–2600 | после термообработки | МПа | ГОСТ 14019 |
| Ударная вязкость | 20–30 | образцы без надреза | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Теплостойкость | до 250 | без потери твёрдости | C | ГОСТ 5950 |
| Толщина плиты | 8–200 | горячекатаная | мм | ГОСТ 2590 |
Технологические особенности
Плита Х12 обладает пониженной обрабатываемостью резанием из-за высокой твёрдости карбидной фазы. Обработку давлением проводят при 1100–1150 C с медленным охлаждением для предотвращения трещин. Свариваемость ограничена: требуется предварительный подогрев до 300–400 C и последующая термообработка. Шлифование плиты выполняют кругами из эльбора или карбида кремния. Для снятия внутренних напряжений после черновой механообработки применяют отжиг при 750–780 C.
Области применения
- Вырубные и пробивные штампы для листовой стали толщиной до 4 мм в автомобилестроении.
- Ножи для холодной резки металла на гильотинных ножницах и агрегатах продольной резки.
- Матрицы и пуансоны холодновысадочных автоматов в метизном производстве.
- Накатные ролики резьбонакатных станков и профилегибочного оборудования.
- Детали деревообрабатывающего инструмента: фрезы, строгальные ножи, дисковые пилы.
- Измерительные плитки и калибры повышенной износостойкости.
Нормативные документы
- ГОСТ 5950–2000 — прутки и полосы из инструментальной легированной стали.
- ГОСТ 4405–75 — поковки из инструментальной стали, включая плиты.
- ГОСТ 2590–2006 — сортамент горячекатаной стали.
- ТУ 14-1-5241 — плиты инструментальные повышенной точности.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается у плиты Х12 после закалки?
После закалки с 960–1000 C в масле и отпуска при 180–220 C твёрдость составляет 58–62 HRC. При более высоком отпуске твёрдость снижается до 55–57 HRC, но повышается вязкость.
Чем отличается плита Х12 от Х12МФ?
Сталь Х12МФ содержит 0,4–0,6 % молибдена и 0,6–0,9 % ванадия, что повышает прокаливаемость и теплостойкость до 300 C. Плита Х12 имеет меньшую теплостойкость, но лучшую шлифуемость.
Применяется ли плита Х12 для горячих штампов?
Ограниченно — при температуре контакта до 250 C. Для горячей деформации при 400–600 C используют стали 4Х5МФС или 5ХНМ с более высокой теплостойкостью.
Какой максимальный размер плиты Х12 поставляется?
Стандартный сортамент включает плиты толщиной 8–200 мм, шириной до 800 мм и длиной до 2000 мм. Кованые плиты могут достигать толщины 250 мм по согласованию с изготовителем.
