Обзор стали Х12МФ

Сталь марки Х12МФ пользуется большой популярностью у изготовителей охотничьих ножей. В нашей статье мы поможем вам расшифровать маркировку этого сплава, дадим описание основных компонентов в его составе, рассмотрим эксплуатационные особенности, достоинства и недостатки материала.

Х12МФ — это ножевая сталь. Как и другие соответствующие сплавы, изначально она разрабатывалась не для изготовления клинков, а для создания волосков, профилированных роликов, закатных и дыропрошивных пушек. Однако, учитывая высокие эксплуатационные характеристики материала, технологи рекомендовали расширить сферу ее использования. Именно тогда на сталь обратили внимание производители ножей.

Маркировка стали Х12МФ расшифровывается следующим образом:

• «Х» указывает на содержание хрома;
• «12» означает его долю в сплаве, равную 12%;
• «М» и «Ф» говорят о присутствии таких легирующих элементов, как молибден и ванадий (числовые индексы для этих компонентов не предусмотрены, так как в соответствии с технологией их концентрация не должна превышать 1%).

Углерод в маркировке не указывается, поскольку в соответствии с действующим стандартом его концентрация по умолчанию должна соответствовать 1,5%. Этот компонент является обязательным для любого стального сплава. Он повышает прочность материала, но при этом ухудшает его пластичность и тем самым делает металл менее подверженным деформациям. К тому же при завышенной концентрации карбиды перераспределяются по сплаву неравномерно, а при выслеживании начинают коагулировать. В результате сплав становится неравномерным: в зоне сегрегаций он приобретает максимальную прочность, а самые истощенные участки при прогреве до 30 градусов и более становятся особенно уязвимыми. При интенсивной эксплуатации это приводит к нагреванию и, как следствие, разупрочнению поверхности.

Базовым легирующим компонентом Х12МФ считается хром. Этот микроэлемент придает стали высокую устойчивость к коррозии, повышает параметры прокаливаемости и сводит к минимуму риск разупрочнения сплава. Благодаря его включению материал приобретает теплостойкость и устойчивость к короблению в процессе закаливания. При производстве ножей вольфрам вводится в структуру стали для повышения режущих характеристик. Такое качество обусловлено способностью элемента формировать тугоплавкие соединения, которые не приводят к разупрочнению даже при сильном термическом воздействии.

Высокая доля компонентов, способствующих повышению прочности сплава, придает технико-физическим характеристикам металла отрицательные свойства. Чтобы нивелировать этот недостаток, в структуру вводят хром, вольфрам, молибден и марганец. Эти элементы работают на повышение прокаливаемости и снижают коробление. Ванадий, как и железо, может формировать карбиды, а они отличаются большей тугоплавкостью и жесткостью, чем соли железа.

Производство стали марки Х12МФ подчиняется налаженному технологическому процессу. Расплавленный металл заливается в подготовленные формы с учетом обязательных припусков на дальнейшую механическую обработку. Малая степень усадки позволяет оставлять припуски незначительных размеров. В процессе остывания и сопутствующей ему кристаллизации образуется дендритная структура, при этом карбиды выпадают неравномерно по плоскости сечения. Чтобы устранить структурную неоднородность, материал подвергается отжигу.

Особый интерес представляет изготовление отливок в технике электрошлакового переплава, её используют при необходимости получения изотропной структуры стали во всех направлениях и плоскостях. Полученный таким образом металл характеризуется высокой ковкостью. Аналогичные результаты можно получить при использовании технологии вакуумно-дуговой переплавки. В ходе ковки производится дальнейшее улучшение металлической структуры. На этом этапе снимается неоднородность по металлической структуре. Зерна измельчаются и заполняют собой пустоты, образовавшиеся внутри кристаллической решетки.

Как и всякая другая сталь, сплав марки Х12МФ имеет свои достоинства и недостатки. К числу преимуществ относят следующее.

• Для создания деталей применяются дешёвые доступные ингредиенты, в том числе вторсырьё. Это существенно понижает себестоимость производства. Готовые изделия из этой стали имеют доступную цену, но при этом сохраняют свои полезные эксплуатационные характеристики.
• Хорошая предсказуемость рабочих свойств ножей. Она проявляется в сохранении всех характеристик режущих оснований в широком температурном диапазоне.
• Соответствие остроты заточки всем основным требованиям. Если термообработка проведена верно, то можно получить лезвия, твердость которых соответствует 63-64 HRC-единицам. В комбинации с оптимальными углами заточки режущее основание получается функциональным и износоустойчивым по всей своей длине.
• Лезвия продолжительное время сохраняют свою остроту вне зависимости от того, какой материал оно разрезает.
• Сталь данной марки относится к группе условно нержавеющих. Это значит, что она сохраняет устойчивость при взаимодействии с влажной средой. Следовательно, за этими ножами потребуется минимальный уход. Материал отличается хорошей обрабатываемостью и податливостью к шлифованию.
• Это практичный и долговечный материал: ножи из стали марки Х12МФ служат своим хозяевам верой и правдой много лет.

В то же врем, материал имеет и свои минусы.

• Сложность проведения операций под действием высокой температуры. В ходе ковки металлические заготовки нередко растрескиваются. Данный дефект нельзя устранить. Растрескивание наступает в случае недогрева до упаковочного температурного режима, а при перегреве материал попросту рассыпается. Поэтому правильно подобрать температурный режим для обработки бывает довольно сложно.
• Для проведения заточки требуются специализированные инструменты и оборудование.
• Повышенная чувствительность рабочей поверхности к нагрузкам на изгиб. Это накладывает существенные ограничения на габариты лезвий и сферу их использования.
• К тому же нужно иметь в виду, что клинок из стали марки Х12МФ нельзя отполировать до состояния зеркального блеска. Даже если приложить максимум усилий, он все равно остается мутным. В походных условиях будет весьма проблематично выполнить правку деформированного клинка ввиду его исключительной твердости.

Для достижения предельной плотности и стойкости к износу следует выполнять ступенчатое нагревание при закалке с длительной выдержкой на каждом температурном этапе. Закалку тоже производят поступательно, в соли либо кипящем масле, после чего охлаждают на воздухе. Отпуск нужен для того, чтобы снять внутреннее напряжение, оставшееся в металле после закалки. Но отнюдь не каждое производство обладает необходимым для этого оборудованием. К тому же термообработка существенно повышает общую себестоимость готового изделия, именно поэтому штучные клинки из сплава марки Х12МФ стоят крайне дорого.

Основное требование, которое предъявляется к ножевым сталям, — это твердость по Роквеллу. Чем выше данный параметр, тем более долговечным будет изделие и тем дольше продержится заточка. Для сплава Х12МФ этот показатель варьируется в диапазоне 61-64 единиц. Для сравнения: у японской катаны показатель держится на отметке 65-70 единиц.

Механико-химические свойства сплава определяются его составом и взаимодействием основных компонентов между собой. В соответствии с ГОСТом их содержание составляет:

• углерод — 1,45-1,65%;
• хром — 11-12,5%;
• молибден — 0,4-0,6%;
• кремний — 0,1-0,4%;
• ванадий — 0,15-0,3%;
• марганец — 0,15-0,45%;
• медь — 3%;
• никель — 0,35%.

Сплав этой марки отличается повышенной теплостойкостью, прочностью и хорошей прокаливаемостью. Для него характерны стойкость к износу и высокая закаливаемость. Но при всех своих превосходных режущих свойствах Х12МФ — довольно хрупкий состав. Поэтому клинки из подобной стали категорически не рекомендовано проверять на изгиб, швырять, а также метать в деревья и другие прочные основания. Для справки: зарубежным аналогом Х12МФ считается сталь D2 производства США.

Х12МФ относится к категории сталей, которые применяются не только в промышленности, но и в быту. Тем не менее, универсальной ее назвать сложно, ведь сфера использования сплава существенно ограничена. Дело в том, что набор и структура основных легирующих компонентов определяют узконаправленное предназначение этого материала в качестве инструментального штампового сплава. Повышенная технологичность, легкость обработки резом и давлением позволяют выполнять:

• штампы для просечных, точечных, а также кузовных и дыропрошивных матриц;
• волоки;
• профильные ролики;
• эталонные шестерни;
• вырубные пуансоны;
• накатные плашки.

Однако наибольшим спросом эта сталь пользуется в производствах, занимающихся изготовлением холодного оружия. Это связано с тем, что клинок из подобного сплава получается очень высокопрочным, потому необходимости в правке не возникает продолжительное время. Высокая обрабатываемость методом ковки и резания, теплоемкость, а также устойчивость к окислению — это те свойства, которые определяют марку Х12МФ как одну из самых надежных в этом сегменте.

Однако владельцам клинков из сплава Х12МФ нужно иметь в виду, что точить инструмент будет достаточно сложно: высокая твердость делает этот процесс трудоемким. Кроме того, сталь этой марки склонна к появлению потемнений. Если вы собираетесь резать лимон или берёте с собой нож на рыбалку, то необходимо тщательно вымыть его сразу после использования. Орудия из стали марки Х12МФ почти никогда не ржавеют.

Термомеханическая обработка стального сплава включает в себя несколько этапов. Сперва расплавленный металл разливают в отдельные формы: это позволяет получить готовые изделия или заготовки самых разных геометрических форм (прямоугольников, квадратов, кругов или трапеций). Из них впоследствии при помощи ковки будут изготавливаться готовые изделия. Нужно иметь в виду, что при использовании ковки производится усиление оптимизации структуры материала. Такая обработка позволяет устранить ряд заметных дефектов и закалить металл. Она заполняет пустоты внутри кристаллической решётки и измельчает зерна, то есть устраняет дефекты структуры, которые непременно возникают в ходе кристаллизации металлических слитков. Результатом становится повышение плотности кованого сплава.

Х12МФ проявляет завышенные требования к тепловому воздействию. В ходе ковки нагрев материала не должен превышать отметки в 1050 градусов, в противном случае возникает деструктуризация. Она приводит к появлению хрупкости, а устранить данный изъян будет уже нельзя. Малая усадка позволяет делать из стали данной марки готовые изделия в технике литья. В этом случае свою окончательную структуру ножи приобретают уже по завершении термической обработки. Температурное воздействие включает снятие лишнего слоя. Благодаря этому устраняются все изъяны литейного производства и обеспечиваются максимально точные габариты изделия.