Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNER — производство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
INNER
Контакты

Сталь Х12МФ по ГОСТ 5950-2000: состав, твёрдость, термообработка и аналоги

Сталь Х12МФ: справочные таблицы

Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.

Таблица 1. Химический состав стали Х12МФ по ГОСТ 5950-2000, % по массе

ЭлементНормаПояснение
Углерод, C1,45–1,65Цифра в начале марки не ставится, так как углерода больше 1 %
Хром, Cr11,00–12,50«Х12» — около 12 % хрома
Молибден, Mo0,40–0,60«М»
Ванадий, V0,15–0,30«Ф»
Кремний, Si0,10–0,40—
Марганец, Mn0,15–0,45По соглашению — 0,15–0,60 %
Сера, фосфорне более 0,030 каждогоПри электрошлаковом переплаве сера — не более 0,015 %
Никель, медь (остаточные)Ni ≤ 0,40; Cu ≤ 0,30—

По таблице 1 и пп. 3.2.1.1–3.2.1.4, 4.2.1, 4.2.2 ГОСТ 5950-2000. Допускаемые отклонения в прокате (табл. 2): C ±0,02; Cr ±0,10; Mo ±0,02; V ±0,02 %.

К навигации по таблицам

Таблица 2. Стали группы Х12 по ГОСТ 5950-2000, % по массе

МаркаCCrMoVW
Х122,00–2,2011,50–13,00———
Х12МФ1,45–1,6511,00–12,500,40–0,600,15–0,30—
Х12Ф11,25–1,4511,00–12,50—0,70–0,90—
Х12ВМФ2,00–2,2011,00–12,500,60–0,900,15–0,300,50–0,80

По таблице 1 ГОСТ 5950-2000. Х12ВМФ без вольфрама по соглашению обозначают Х12М1Ф (п. 4.2.3).

К навигации по таблицам

Таблица 3. Твёрдость сталей группы Х12 по ГОСТ 5950-2000

МаркаВ состоянии поставки, не болееЗакалка образцов и отпуск (табл. 4)HRC, не менееТолько закалка (прил. Б)HRC, не менее
Х12МФ255 HB960–980 °C, масло; отпуск 180 °C61950–1000 °C, масло61
Х12255 HB960–980 °C, масло; отпуск 180 °C62950–1000 °C, масло61
Х12ВМФ255 HB1010–1030 °C, масло; отпуск 180 °C611020–1040 °C, масло61
Х12Ф1255 HB——1050–1100 °C, масло61

По таблицам 3, 4 и приложению Б ГОСТ 5950-2000. Твёрдость поставки — для металлопродукции под холодную механическую обработку (подгруппа б); отклонение температуры отпуска — не более ±10 °C.

К навигации по таблицам

Таблица 4. Допустимая карбидная неоднородность сталей группы Х12

Диаметр или толщина, ммБалл, не более
до 404
св. 40 до 605
св. 60 до 806
св. 80 до 1007

По таблице 6 ГОСТ 5950-2000 для Х12, Х12МФ, Х12Ф1, Х12ВМФ; оценка по шкале № 2 (приложение Д): балл 4 — резко выраженная полосчатость, балл 6–7 — деформированная сетка эвтектических карбидов.

К навигации по таблицам

Таблица 5. Допустимая глубина обезуглероженного слоя на сторону

Диаметр или толщина, ммНе более, мм
4–80,35
св. 8 до 150,4
св. 15 до 300,5
св. 30 до 500,7
св. 50 до 701,0
св. 70 до 1001,3

По п. 4.1.3.1 ГОСТ 5950-2000 для горячекатаной и кованой металлопродукции. На прутках со специальной отделкой поверхности обезуглероженный слой не допускается.

К навигации по таблицам

Таблица 6. Назначение сталей группы Х12 по ГОСТ 5950-2000

МаркиПримерное назначение
Х12, Х12ВМФХолодные штампы высокой износостойкости, не подвергающиеся сильным ударам; волочильные доски и волоки; гибочные и формовочные штампы; матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов
Х12МФ, Х12Ф1То же, когда требуется бо́льшая вязкость: профилировочные ролики сложных форм, секции кузовных штампов, дыропрошивочные матрицы, эталонные шестерни, накатные плашки, волоки, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов со сложной конфигурацией

По справочному приложению А ГОСТ 5950-2000.

К навигации по таблицам

Таблица 7. Х12МФ и зарубежные стали этого класса, % по массе

Марка, стандартCCrMoV
Х12МФ, ГОСТ 5950-20001,45–1,6511,00–12,500,40–0,600,15–0,30
1.2379 (X153CrMoV12), EN ISO 49571,45–1,6011,00–13,000,70–1,000,70–1,00
D2, ASTM A6811,40–1,6011,00–13,000,70–1,20до 1,10

Состав 1.2379 — по технической документации thyssenkrupp Materials Services со ссылкой на EN ISO 4957. У D2 и 1.2379 молибдена и ванадия заметно больше, чем у Х12МФ, поэтому это близкие, но не тождественные стали.

К навигации по таблицам

Таблица 8. Х12, Х12МФ, Х12Ф1 и Х12ВМФ: чем различаются

МаркаОсобенность составаКогда выбирают
Х12Наибольший углерод (2,00–2,20 %), без молибдена и ванадияМаксимальная износостойкость, инструмент без ударных нагрузок
Х12МФМеньше углерода, добавлены молибден и ванадийНужна бо́льшая вязкость при высокой износостойкости, сложные штампы
Х12Ф1Углерод 1,25–1,45 %, ванадий 0,70–0,90 %Как Х12МФ; выше температура закалки образцов по ГОСТ (1050–1100 °C)
Х12ВМФВысокий углерод, вольфрам, молибден, ванадийКак Х12, с более высокой температурой закалки

По таблицам 1, 4 и приложению А ГОСТ 5950-2000.

К навигации по таблицам

Таблица 9. Теоретическая масса 1 м круга, квадрата и шестигранника из стали Х12МФ, кг

Размер (диаметр, сторона, размер под ключ), ммКругКвадратШестигранник
80,3870,4930,427
100,6050,7700,667
120,8711,1090,960
141,1851,5091,307
161,5481,9711,707
181,9592,4952,161
202,4193,0802,667
222,9273,7273,228
253,7804,8124,168
305,4436,9306,002
367,8389,9798,642
409,67612,32010,669
5015,11919,25016,671
6021,77127,72024,006
8038,70449,28042,678
10060,47677,00066,684

Расчёт при плотности 7700 кг/м³ по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений и скруглений кромок.

К навигации по таблицам

Таблица 10. Теоретическая масса листа из стали Х12МФ

Толщина, мм1 м², кгЛист 1000×2000, кгЛист 1250×2500, кгЛист 1500×3000, кг
0,53,857,712,017,3
0,86,1612,319,227,7
1,07,7015,424,134,6
1,29,2418,528,941,6
1,511,5523,136,152,0
2,015,4030,848,169,3
3,023,1046,272,2104,0
4,030,8061,696,2138,6
5,038,5077,0120,3173,2
6,046,2092,4144,4207,9
8,061,60123,2192,5277,2
1077,00154,0240,6346,5
1292,40184,8288,8415,8
16123,20246,4385,0554,4
20154,00308,0481,2693,0

Масса 1 м² равна 7,7 кг на каждый миллиметр толщины. Фактическая масса отличается на величину допусков по толщине.

К навигации по таблицам

Оглавление статьи 13 разделов

Что такое сталь Х12МФ

Х12МФ — инструментальная легированная сталь для холодной штамповки с высоким содержанием углерода (1,45–1,65 %) и хрома (11,00–12,50 %), легированная молибденом и ванадием. Из неё делают матрицы и пуансоны вырубных штампов, профилировочные ролики, накатные плашки, волоки — инструмент, которому нужна высокая износостойкость. Марка установлена ГОСТ 5950-2000, который действует в России с 1 января 2002 года.

Расшифровка: Х12 — около 12 % хрома, М — молибден, Ф — ванадий. Цифра углерода в начале марки не ставится, потому что его больше 1 %. Сталь относится к ледебуритному классу: в её структуре много первичных карбидов хрома, которые и дают износостойкость.

Химический состав стали Х12МФ

Нормы ГОСТ 5950-2000 приведены в таблице 1. Сера и фосфор ограничены 0,030 % каждого; при выплавке методом электрошлакового переплава сера — не более 0,015 %, а к обозначению марки добавляют букву Ш через дефис (Х12МФ-Ш). По соглашению марганец может быть расширен до 0,60 %.

От родственных сталей Х12МФ отличается меньшим углеродом, чем у Х12, и добавкой молибдена и ванадия (таблица 2).

Твёрдость стали Х12МФ

Сталь поставляют в отожжённом или высокоотпущенном состоянии с твёрдостью не более 255 HB — в таком виде её обрабатывают резанием (таблица 3).

После закалки образцов с 960–980 °C в масле и отпуска при 180 °C ГОСТ 5950-2000 требует твёрдости не менее 61 HRC. Это контрольная норма для проверки металла, а не обязательный режим для инструмента: технологию термообработки конкретного штампа выбирают с учётом его формы, размеров и условий работы.

Термообработка стали Х12МФ

Инструмент из Х12МФ закаливают в масле и подвергают низкому отпуску — так получают максимальную твёрдость и износостойкость. Зависимость твёрдости от температуры отпуска приведена в справочном приложении В ГОСТ 5950-2000 в виде кривых. Положение стали на диаграмме железо–углерод поясняет, почему в её структуре после закалки остаётся много карбидов.

Для высоколегированных сталей этого класса закалка с более высокой температуры увеличивает долю остаточного аустенита и позволяет получить вторичную твёрдость при отпуске. Режимы такой обработки зависят от требований к инструменту и назначаются технологом-термистом.

Твёрдость 61 HRC по ГОСТ 5950-2000 гарантируется для образцов, обработанных по режиму стандарта. Твёрдость готового инструмента зависит от сечения, режима и качества нагрева.

Карбидная неоднородность

Главный показатель качества проката из сталей группы Х12 — карбидная неоднородность: насколько равномерно распределены крупные карбиды. Чем толще пруток, тем хуже раздроблены эвтектические карбиды, и тем выше допустимый балл: до 4 для проката до 40 мм и до 7 для проката 80–100 мм (таблица 4). Для ответственного инструмента выбирают прокат меньшего сечения, ближе к размерам детали, или металл, прошедший дополнительную ковку.

Стандарт нормирует также глубину обезуглероженного слоя — от 0,35 мм на сторону для тонкого проката до 1,3 мм для проката 70–100 мм (таблица 5). Этот слой нужно снять при механической обработке до закалки.

Применение стали Х12МФ

По ГОСТ 5950-2000 Х12МФ применяют там же, где Х12, но когда требуется бо́льшая вязкость (таблица 6): профилировочные ролики сложных форм, секции кузовных штампов, дыропрошивочные матрицы, эталонные шестерни, накатные плашки, волоки, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей.

Обработка и сварка

Механическую обработку резанием выполняют в отожжённом состоянии (до 255 HB); после закалки сталь обрабатывают шлифованием и электроэрозией. Режимы резания для отожжённого металла можно подобрать в тренажёре режимов резания.

Высокоуглеродистые ледебуритные стали плохо свариваются: в зоне сварки образуется хрупкая структура с высоким риском трещин. Сварку и наплавку применяют только для ремонта инструмента по специальной технологии с подогревом и последующей термообработкой.

Аналоги Х12МФ: D2 и 1.2379

Ближайшие зарубежные стали — американская D2 по ASTM A681 и европейская 1.2379 (X153CrMoV12) по EN ISO 4957 (таблица 7). По углероду и хрому они близки к Х12МФ, но содержат примерно вдвое больше молибдена и в несколько раз больше ванадия. Поэтому замена возможна, но режим термообработки и свойства нужно проверять для конкретной марки.

Х12, Х12МФ, Х12Ф1 и Х12ВМФ: что выбрать

Все четыре стали содержат около 12 % хрома и относятся к одной группе ГОСТ 5950-2000 (таблица 8). Х12 и Х12ВМФ с углеродом 2,00–2,20 % выбирают для максимальной износостойкости при отсутствии ударов, Х12МФ и Х12Ф1 — когда инструмент сложнее по форме и требует бо́льшей вязкости.

Входной контроль

  1. Проверить в документе о качестве марку, стандарт, плавку, химический состав и способ выплавки (индекс «Ш» для электрошлакового переплава).
  2. Проверить твёрдость в состоянии поставки — не более 255 HB.
  3. Для проката подгруппы б — результаты контроля твёрдости после закалки, карбидной неоднородности и величины зерна.
  4. Подтвердить марку спектральным анализом: молибден 0,40–0,60 % и ванадий 0,15–0,30 % отличают Х12МФ от Х12.

Масса проката

Теоретическая масса в таблицах 9 и 10 рассчитана при плотности 7700 кг/м³ — справочном значении производителей для близкой стали 1.2379.

Круг: m = 0,0060476·d², кг/м; лист и полоса: m = 7,7·t, кг/м² (размеры в мм).

Пример. Круг 50 мм длиной 1 м: 0,0060476 × 50² ≈ 15,1 кг.

Вопросы и ответы по стали Х12МФ

Какая твёрдость у Х12МФ после закалки?

По ГОСТ 5950-2000 образцы после закалки с 960–980 °C в масле и отпуска при 180 °C должны иметь не менее 61 HRC. Твёрдость готового инструмента зависит от сечения и режима термообработки.

Х12МФ — это D2?

Близкие, но не одинаковые стали. Углерод и хром у них почти совпадают, но в D2 больше молибдена (0,70–1,20 % против 0,40–0,60 %) и ванадия (до 1,10 % против 0,15–0,30 %). Замену проверяют по свойствам и режиму термообработки.

Чем Х12МФ отличается от Х12?

В Х12МФ меньше углерода (1,45–1,65 % против 2,00–2,20 %) и есть молибден с ванадием. По ГОСТ 5950-2000 Х12МФ выбирают вместо Х12, когда инструменту нужна бо́льшая вязкость.

Можно ли сваривать Х12МФ?

Сталь плохо сваривается из-за высокого углерода и большого количества карбидов. Сварку и наплавку применяют только для ремонта инструмента по специальной технологии с подогревом и последующей термообработкой.

В каком состоянии поставляется Х12МФ?

В отожжённом или высокоотпущенном состоянии с твёрдостью не более 255 HB, что позволяет обрабатывать её резанием. Закалку проводят после механической обработки.

Источники

  1. ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия.
  2. EN ISO 4957. Tool steels.
  3. ASTM A681. Standard Specification for Tool Steels Alloy.
  4. Техническая документация thyssenkrupp Materials Services (1.2379).

Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Данные приведены по указанным стандартам и документации производителей и не заменяют действующие стандарты, конструкторскую и технологическую документацию. Режимы термообработки инструмента назначает технолог с учётом формы и размеров детали. Перед применением сверяйтесь с актуальными редакциями документов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.