Сталь Х12МФ характеристики

Хромистая сталь марки Х12МФ относится к категории высоколегированных, содержит максимально возможное количество углерода 1,5% для ножевого клинка. Материал обеспечивает агрессивный, контролируемый, легкий рез, заточка держится долго, кромку можно точить вручную в полевых условиях.

Вязкость стали низкая, ударные, изгибающие нагрузки не рекомендуются для лезвия. Из-за низкой степени антикоррозионной защиты требуется уход за клинком. При использовании вороненого темного покрытия коррозионная стойкость стали повышается, трудоемкость обслуживания снижается, соответственно.

Химический состав

Высоколегированная холодноштамповая сталь Х12МФ содержит следующее количество химических элементов:

• от 1,45 до 1,65% углерода С;

• не более 0,4% кремния Si;

• от 0,15 до 0,45% марганца Mn;

• менее 0,35% никеля Ni;

• не более 0,03% серы S;

• максимум 0,03% фосфора P;

• от 11 до 12,5% хрома Cr;

• около 0,5% молибдена;

• менее 1% ванадия V;

• около 0,3% меди Cu;

• примерно 84% железа Fe.

Наличие хрома обеспечивает прокаливаемость стали, снижает значение линейного расширения конструкционного материала, повышает элктросопротивление металла, коррозионную стойкость и жаростойкость.

Никель снижает показатель хладоломкости, увеличивает прокаливаемость, пластичность, вязкость. Марганец обладает аналогичными свойствами, но уступает о эффективности никелю. Кремнием сталь раскисляется для увеличения жаростойкости.

Таким образом, сталь Х12МФ является инструментальной по назначению, хромистой по составу, мартенситной по структуре, доэвтектоидной по равновесию структуры.

Свойства

При указанном соотношении объемных долей углерода и хрома сталь получает базовую защиту от коррозии. Зерна карбида хрома Cr₇C₃ распределяются по поверхности пленкой, ограничивая доступ кислорода к железу. Однако хрома в сплаве недостаточно, чтобы связать весь свободный углерод, которого здесь около 1%.

В высокоуглеродистых не легированных сталях хрома нет вовсе, поэтому коррозия здесь интенсивная. Ножи из «углеродки» используются исключительно профессионалами, которые намеренно жертвуют комфортом – клинок приходится постоянно мыть, протирать насухо, смазывать маслом, ради злого агрессивного реза и долгого сохранения остроты режущей кромки.

Сталь Х12МФ в этом отношении, не такая капризная. Углерода здесь, все еще, много, сталь твердая, заточка держится очень долго. При этом часть углерода связана хромом, упрощается уход, так как ржавеет сталь не так интенсивно. По принятой классификации стали Х12МФ не хватает всего 1% хрома, чтобы считаться коррозионно-стойкой. Поэтому она называется условно нержавеющей.

В зависимости от способа термической обработки твердость этой ножевой стали может иметь одинаковое значение, но остальные свойства при этом будут отличаться. Закалка +1050°С с отпуском +170°С обеспечит высокие показатели прочности. При изменении температурных режимов +1150°С и +250°С, соответственно увеличивается значение окалиностойкости. При этом показатель твердости в обоих случаях будет одинаковый HRC 61 – 63 единицы. Более подробно в таблице:

Ударная вязкость стали Х12МФ напрямую зависит от температуры во время термообработки отпуском:

При изготовлении штампов для деформации металлов холодным способом или с минимальным нагревом недопустимы большие значения деформации. Вязкость стали Х12МФ имеет значение 0,11 МДж/м² в поперечном направлении, 0,26 МДж/м² в продольном для прутка диаметром 40 мм. Предел упругости равен 1300 МПа.

В классических единицах измерения твердость стали составляет 255 МПа. Свариваемость Х12МФ очень низкая, материал склонен к отпускной хрупкости.

Пригодность для клинков ножей

По основной характеристике – твердость HRC 61 – 63 единицы – инструментальная холодноштамповая легированная хромомолибденовая сталь Х12МФ идеально подходит для серийного производства клинков холодного оружия и режущего инструмента, конструктивно схожего с ним.

Существуют методы термической обработки, в частности ступенчатой закалки в разных средах, после которых сталь Х12МФ спокойно конкурирует с порошковыми ножевыми сплавами по показателю твердость режущей кромки и длительность сохранения ее остроты.

Например, на тесте нарезание каната пенькового + строгание сухого дуба + рубка рога лося эта хромистая сталь показала более 1000 циклов без выкрашивания кромки. Однако такие клинки – исключение из правил, они куются вручную несколько дней, поэтому очень дорогие в производстве, и не могут выпускаться крупными сериями.

Согласно стандартной немецкой классификации все ножевые стали можно разделить на три большие группы. В первую входят металлы с содержанием углерода 0,5 – 0,6%. Это бюджетная категория, клинки из такой стали гнутся от ударных нагрузок, сломать их практически невозможно. Но, режут они весьма посредственно, а заточка садится очень быстро.

Эту группу немцы по аналогии с классами авто относят к отечественным внедорожникам – ездить на УАЗе не совсем комфортно, но проходимость высокая, а машина многозадачная. Из таких сталей обычно делают рессоры, называются их пружинными. Это идеальный вариант для мачете, боуи, ножа разведчика, метательного оружия.

Вторая группа сталей содержит около 1% углерода, является аналогом седана по немецкой теории. Клинок режет долго, остро, точно, минимально ржавеет в присутствии агрессивных сред. Позволяет рубить в щадящем режиме, слегка ковырять твердые материалы. Стали этой группы называются подшипниковыми, из них выпускают ножи повседневного пользования.

Третья категория сталей содержит 1,5% углерода, по классификации немцев относится к спортивным болидам. То есть, пользователь должен уметь ухаживать за клинком, не допускается рубка, защемление ножа, работа лезвия на излом, противопоказаны любые ударные нагрузки. Клинки профессиональных поварских и охотничьих ножей обычно изготовлены из сталей этой группы. В Германии это сталь для напильников, в России для этого режущего инструмента применяется сталь с 1,2% содержанием углерода.

Сталь Х12МФ может использоваться в качестве сердечника ламинированного клинка с обкладками из мягких легированных сталей с содержанием углерода 0,3 – 0,5%. Но, чаще всего является конструкционным материалом для стандартных клинков из моностали. Для защиты от поверхностной коррозии лицевой слой клинка подвергается воронению. То есть, нагревом или травлением чернят поверхность путем образования влагонепроницаемой пленки темного цвета.

Особенности заточки и эксплуатации

Ввиду стабильно высокого спроса на ножи с клинками из высоколегированной инструментальной стали Х12МФ российский рынок буквально насыщен подделками. Но, даже, этот факт не может снизить ее популярности.

Конструкционные материалы для клинков ножей обладают следующими характеристиками:

• твердость;

• время сохранения остроты;

• обрабатываемость;

• структура кристаллической решетки.

Однако рассматривать их следует только в комплексе с геометрией клинка и способом заточки его режущей кромки.

То есть, для твердой, но, хрупкой стали крайне вредными являются чрезмерно тонкие режущие кромки с величиной размера сведения меньше 0,6 мм. Допускаются любые спуски – прямой клин Флэт, вогнутая линза Сканди и выпуклая линза Конвекс. Однако, в первых двух случаях обычно используются подводы.

Во-первых, это снижает площадь затачиваемой поверхности и трудоемкость работ по заточке, соответственно. Во-вторых, повышается прочность режущей кромки и лезвия в целом. Таким образом, сталь Х12МФ относится к стандартной категории ножевых конструкционных материалов, преимущественно для шеф ножей, охотничьих разделочных и рыбацких филировочных.