Инструментальная полоса 13Х: характеристики легированной инструментальной стали
Инструментальная полоса 13Х — сортовой прокат из легированной инструментальной стали марки 13Х (аналог по ГОСТ 5950), поставляемый в виде полос прямоугольного сечения с горячекатаной, кованой или шлифованной поверхностью. Сталь 13Х — низколегированная инструментальная сталь перлитного класса, содержащая около 1,3 % углерода и до 1 % хрома. Такое сочетание обеспечивает высокую твёрдость после закалки при сохранении удовлетворительной вязкости и технологичности при механической обработке.
Химический состав и структура
Хром в составе стали 13Х повышает прокаливаемость и износостойкость, образуя карбиды CrC, равномерно распределённые в перлитной матрице. Углерод на уровне 1,25–1,40 % формирует карбидную фазу, ответственную за режущие свойства и сопротивление абразивному износу. Полоса 13Х поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 187–217 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку под последующую термическую обработку.
Сортамент и геометрические параметры
- Толщина полосы — 1,5–12 мм
- Ширина сечения — 12–100 мм
- Длина прутка/бухты — 2–6 м или мерная бухта
- Кривизна — не более 3 мм на 1 м длины
- Стандарт поставки — ГОСТ 5950-2000, ГОСТ 4405
Термическая обработка и механические свойства
Закалка полосы 13Х выполняется в масле с температур 780–820 C, отпуск — низкий, при 150–200 C. После закалки и низкого отпуска достигается твёрдость 62–64 HRC. Для снятия внутренних напряжений после отжига применяется высокий отпуск при 650–680 C. Прокаливаемость стали 13Х ограничена — критический диаметр в масле составляет 15–20 мм, что учитывается при выборе сечения полосы для массивного инструмента.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после закалки | 62–64 | закалка 800 C, масло | HRC | ГОСТ 9013 |
| Твёрдость поставки | 187–217 | отожжённое состояние | HB | ГОСТ 9012 |
| Предел прочности | 700–900 | отожжённая | МПа | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость | 8 | после отпуска 200 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Прокаливаемость | 15–20 | критический диаметр, масло | мм | ГОСТ 5657 |
Технологические операции
Полоса 13Х поддаётся резке на гильотинных ножницах, ленточнопильных станках и абразивных отрезных кругах. При шлифовании необходимо избегать прижогов, снижающих стойкость кромки. Сварка стали 13Х затруднена из-за высокого содержания углерода — при необходимости применяют предварительный подогрев до 200–300 C и последующую термообработку. Обработка давлением в горячем состоянии ведётся при 1050–850 C с медленным охлаждением.
Области применения
- Режущий инструмент: метчики, развёртки, фрезы, пилы по дереву
- Штампы холодной листовой штамповки и вырубные матрицы
- Ножи для гильотинных ножниц и агрегатов продольной резки
- Деревообрабатывающие фрезы и строгальные ножи
- Измерительный и слесарно-монтажный инструмент
- Детали, работающие на абразивный износ без ударных нагрузок
Вопросы и ответы
Какова твёрдость полосы 13Х после закалки?
После закалки в масле с 780–820 C и низкого отпуска при 150–200 C твёрдость достигает 62–64 HRC. В состоянии поставки полоса имеет 187–217 HB.
Чем сталь 13Х отличается от стали У13А?
Сталь 13Х содержит около 1 % хрома, что повышает прокаливаемость и износостойкость по сравнению с углеродистой У13А. Критический диаметр в масле у 13Х составляет 15–20 мм против 8–12 мм у У13А.
Применяется ли полоса 13Х для штампов холодной штамповки?
Да, полоса 13Х используется для вырубных матриц, пуансонов и ножей холодной резки, работающих без значительных ударных нагрузок. Для тяжёлых условий применяют стали Х12МФ или ХВГ.
Какой режим термообработки рекомендован для полосы 13Х?
Закалка — нагрев до 780–820 C, охлаждение в масле. Отпуск — низкий при 150–200 C для максимальной твёрдости либо высокий при 650–680 C для снятия напряжений.
