Инструментальный круг Х12М: характеристики стали и область применения
Инструментальный круг Х12М — горячекатаный или кованый сортовой прокат круглого сечения из штамповой стали Х12М (аналог DIN X155CrVMo12-1, маркировка 1.2379). Материал относится к ледебуритному классу высокохромистых инструментальных сталей с массовой долей углерода 1,45–1,65 % и хрома 11–12,5 %. Круг поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и последующую закалку до 58–62 HRC.
Сортамент и нормативная база
Прокат выпускается по ГОСТ 2590 (предельные отклонения обычной и повышенной точности) и ГОСТ 5950 (технические условия на инструментальную сталь). Диаметр круга — от 20 до 200 мм, длина прутков — 2–6 м. Возможны варианты исполнения:
- горячекатаный круг нормальной точности — для последующей механической обработки;
- кованый круг с обточкой — для крупногабаритного инструмента;
- шлифованный круг (h9, h11) — под бесцентровое шлифование;
- круг со снятой обезуглероженной коркой — для ответственных матриц;
- термообработанный (закалённый) круг — под финишное шлифование.
Химический состав и структура
Сталь Х12М содержит 11–12,5 % Cr, 0,4–0,6 % Mo, 0,15–0,45 % V, до 0,35 % Si и до 0,40 % Mn. Молибден повышает прокаливаемость и теплостойкость, ванадий образует карбиды VC, препятствующие росту зерна при нагреве. Структура после отжига — зернистый перлит с включениями карбидов хрома типа MC и MC. Карбидная неоднородность по ГОСТ 5950 не превышает 3 балла для круга диаметром до 100 мм.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость поставки | 217–255 HB | отожжённое состояние | по Бринеллю | ГОСТ 5950 |
| Твёрдость после закалки | 58–62 HRC | закалка 1000–1040 C, отпуск 180–220 C | по Роквеллу | ГОСТ 5950 |
| Температура закалки | 1000–1040 C | нагрев в соляной ванне или печи | термопара | технологическая карта |
| Температура отпуска | 180–500 C | в зависимости от требуемой твёрдости | термопара | технологическая карта |
| Теплостойкость | до 300 C | длительная эксплуатация | испытание на разупрочнение | ГОСТ 5950 |
| Ударная вязкость | не менее 20 Дж/см | после закалки и отпуска | по Шарпи | ГОСТ 9454 |
Термообработка и механические свойства
Закалка круга Х12М проводится с температуры 1000–1040 C в масле или в расплаве солей, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 80–100 мм. Отпуск при 180–220 C даёт твёрдость 60–62 HRC с сохранением ударной вязкости; отпуск при 480–520 C (вторичное твердение) — 58–60 HRC с повышенной теплостойкостью. Предел прочности на изгиб после оптимальной термообработки — 2800–3200 МПа, предел текучести при сжатии — 2200–2500 МПа. Коэффициент теплопроводности — 20–24 Вт/(мК), что требует ступенчатого нагрева при закалке крупных сечений.
Технологические свойства
Круг Х12М удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии (скорость резания твердосплавным инструментом — 60–90 м/мин). Шлифование закалённого материала требует эльборовых или алмазных кругов из-за высокой твёрдости карбидной фазы. Свариваемость ограничена: ручная дуговая сварка возможна с предварительным подогревом до 300–400 C и последующей термообработкой. Полируемость — высокая, достигается зеркальная поверхность 10–12 класса чистоты.
Области применения
Инструментальный круг Х12М используется для изготовления:
- вырубных и гибочных штампов холодной листовой штамповки в автомобилестроении;
- матриц и пуансонов для прессования порошковых материалов;
- ножей для резки металла на гильотинных ножницах и агрегатах продольной резки;
- накатных роликов и профилегибочных валков прокатных станов;
- форм для литья пластмасс под давлением и пресс-форм стекольного производства;
- измерительного инструмента повышенной износостойкости (калибры, скобы).
В условиях ударно-абразивного изнашивания (дробильно-сортировочное оборудование, ножи для переработки полимеров) сталь Х12М уступает по вязкости сталям 6ХВ2С и 5ХНМ, поэтому её применяют преимущественно при преобладании абразивного износа над ударными нагрузками.
Вопросы и ответы
Чем сталь Х12М отличается от Х12 и Х12МФ?
Х12М содержит молибден (0,4–0,6 %), что повышает прокаливаемость и теплостойкость по сравнению с базовой Х12. Х12МФ дополнительно легирована ванадием (0,9–1,1 %), что увеличивает износостойкость и сопротивление росту зерна, но снижает обрабатываемость шлифованием.
Какой диаметр круга Х12М доступен для поставки?
Стандартный сортамент — от 20 до 200 мм по ГОСТ 2590. Круг диаметром свыше 150 мм поставляется в кованом варианте с обточкой или без неё. Возможно изготовление шлифованного круга с полем допуска h9 или h11.
При какой температуре эксплуатируется инструмент из Х12М?
Длительная рабочая температура не превышает 300 C. При нагреве выше 350 C начинается интенсивное разупрочнение из-за коагуляции карбидов. Для работы при 400–500 C применяют теплостойкие стали 4Х5МФС или 3Х3М3Ф.
Возможна ли сварка круга Х12М?
Свариваемость ограничена. Ручная дуговая сварка выполняется с предварительным подогревом до 300–400 C, электродами типа ОЗЛ-25 или ЦЛ-17, с последующим медленным охлаждением и отпуском. Без подогрева в зоне термического влияния образуются холодные трещины.
