Стальной круг Х12Ф1: характеристики и применение инструментальной штамповой стали
Стальной круг Х12Ф1 — горячекатаный или кованый сортовой прокат из инструментальной легированной штамповой стали перлитно-карбидного класса. Марка содержит 1,45–1,65 % углерода, 11–12,5 % хрома и 0,6–0,9 % ванадия, что обеспечивает высокую прокаливаемость, стойкость против отпуска и сопротивление абразивному изнашиванию. Круг поставляется по ГОСТ 2590 и ГОСТ 5950 в термически обработанном состоянии (отожжённом) с твёрдостью 207–255 HB, что допускает механическую обработку резанием до финишной закалки.
Сортамент и геометрические параметры
Диаметр проката — от 8 до 200 мм; для крупных сечений применяется ковка с последующей нормализацией. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для горячекатаных и 0,3 % для калиброванных исполнений. Калиброванный круг Х12Ф1 со шлифованной поверхностью (группа В по ГОСТ 1051) используется для изготовления деталей на автоматах продольного точения без предварительной обдирки.
| Диаметр, мм | Способ производства | Твёрдость, HB | Предел прочности, МПа | Типовое назначение |
|---|---|---|---|---|
| 20 | горячекатаный | 217–255 | 780 | пуансоны малого сечения |
| 40 | калиброванный | 207–241 | 740 | матрицы вырубных штампов |
| 80 | кованый | 217–255 | 760 | ножницы холодной резки |
| 120 | кованый | 229–255 | 800 | валки холодной прокатки |
Термообработка и механические свойства
Закалка выполняется ступенчато: нагрев до 950–1000 C, подстуживание в соляной ванне при 200–220 C, затем отпуск. Температура отпуска определяет итоговую твёрдость:
- отпуск 150–180 C — твёрдость 62–64 HRC, максимальная износостойкость;
- отпуск 200–250 C — твёрдость 60–62 HRC, баланс вязкости и стойкости;
- отпуск 400–450 C — твёрдость 55–57 HRC, повышенная ударная вязкость;
- отпуск 500–520 C — твёрдость 52–54 HRC, для инструмента горячей деформации.
Теплостойкость стали Х12Ф1 сохраняется до 300–350 C; при более высоких температурах наблюдается разупрочнение карбидной фазы. Ударная вязкость KCU в закалённом состоянии — 20–30 Дж/см, что ограничивает применение при динамических нагрузках.
Области применения
- вырубные и пробивные штампы для листовой штамповки электротехнической стали;
- рабочие валки станов холодной прокатки тонкой полосы;
- ножи для резки металла на гильотинных ножницах и агрегатах продольной резки;
- матрицы и пуансоны холодновысадочных автоматов;
- калибры, накатные ролики, волочильные кольца;
- детали пресс-форм для переработки пластмасс с абразивными наполнителями.
Технологические особенности обработки
Круг Х12Ф1 склонен к карбидной ликвации, поэтому при изготовлении крупногабаритного инструмента требуется предварительная ковка с уковом не менее 4–5 для дробления карбидной сетки. Обработка резанием в отожжённом состоянии ведётся твердосплавным инструментом на скоростях 40–60 м/мин. Шлифование после закалки выполняется кругами из эльбора или карбида кремния зелёного; прижоги недопустимы, так как приводят к локальному отпуску и снижению стойкости кромки.
Вопросы и ответы
Какой твёрдости достигает круг Х12Ф1 после закалки?
После закалки от 950–1000 C и низкого отпуска при 150–180 C твёрдость составляет 62–64 HRC. При повышении температуры отпуска до 400–450 C твёрдость снижается до 55–57 HRC с ростом ударной вязкости.
Чем отличается Х12Ф1 от Х12МФ?
Х12Ф1 содержит ванадий 0,6–0,9 % и не легирован молибденом. Х12МФ дополнительно содержит 0,4–0,6 % молибдена, что повышает прокаливаемость и теплостойкость, но увеличивает стоимость проката.
Поставляется ли круг Х12Ф1 в калиброванном исполнении?
Да, прокат выпускается горячекатаным по ГОСТ 2590, калиброванным по ГОСТ 1051 и шлифованным. Калиброванный круг применяется для изготовления деталей на токарных автоматах без предварительной обдирки.
Для каких условий эксплуатации не подходит сталь Х12Ф1?
Сталь не предназначена для работы при температурах выше 350 C из-за разупрочнения, а также при высоких ударных нагрузках вследствие пониженной вязкости закалённого материала.
