16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сталь 9хс: расшифровка марки и химический состав, характеристики и технологии закалки, область применения

Характеристика и применение стали 9хс

На сегодняшний день в металлургии встречается огромное количество инструментальных сталей различных марок. Их распространение связано с уникальными эксплуатационными качествами, некоторых из которых достигаются путем легирования состава различными химическими веществами. Инструментальные стали применяются для производства инструментов, а также ответственных деталей, которые на момент эксплуатации подвергаются повышенному износу. Рассмотрим подробнее сталь 9хс: характеристики, применение и расшифровку маркировки.

Расшифровка маркировки

Для маркировки сталей и других материалов разрабатываются определенные стандарты, применение которых позволяет упростить процесс определения химического состава. Расшифровка данной стали проводится следующим образом:

  1. У инструментальной группы первая цифра указывает на содержание углерода (в десятых долях процента), то есть в этом случае в составе 0,9% углерода. Этот элемент считается основным, так как определяет особенности кристаллической решетки, твердость, прочность, хрупкость и другие качества.
  2. Как ранее было отмечено, сталь была легирована для изменения некоторых эксплуатационных характеристик. В качестве легирующих материалов использовались хром и кремний, которых не более 1,5%.

Кроме вышеприведенных элементов, в составе присутствуют и многие другие, которые являются неотъемлемой частью сталей.

Основные характеристики

Эксплуатационные качества практически любого материала во многом зависят от химического состава. Характеристики 9хс были несколько изменены путем добавления в состав легирующих элементов кремния и хрома.

Характеристики стали 9хс можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Небольшая концентрация хрома определяет то, что металл имеет привлекательный вид, а также небольшую коррозионную стойкость.
  2. Кремний повышает прочность структуры, износостойкость.
  3. Низкая свариваемость. Присутствие в составе достаточно большой концентрации кремния становится причиной снижения показателя свариваемости. Поэтому при необходимости соединения двух элементов путем сваривания требуется проводить подогрев структуры.
  4. Высокая склонность к отпускной хрупкости. Именно поэтому при термической обработке применяются методы, которые снижают вероятность появления дефектов или повышения хрупкости.

Особенности состава и структуры определяют высокую вероятность возникновения деформации протяжки. Для уменьшения степени дефектов проводится термическая обработка в два этапа: до механической обработки и после выполнения чистовых работ.

Особенности термической обработки

При проведении термической обработки рекомендуется соблюдать нижеприведенные правила:

  1. Следует постоянно и точно контролировать температурный режим.
  2. Проводить периодическую проверку твердости.
  3. Выполнять рентгенанализ структуры для определения внутренних пороков.
  4. Делать металлографический анализ структуры.

Сегодня для термообработки применяются электрические печи, которые имеют герметичный кожух и система автоматической регулировки температуры нагрева. При необходимости можно контролировать состояние атмосферы для повышения эксплуатационных качеств.

Технологии закалки

Возможные технологии закалки:

  1. Нагрев до температуры 870 градусов Цельсия и отпуск при 500 градусах Цельсия. Остывание может проходить в воде или масле.
  2. Нагрев до 870 градусов Цельсия и отпуск при температуре 200 градусов Цельсия.

Отжиг выполняется при 800 градусах Цельсия с последующей изотермической выдержкой при 710 градусах Цельсия. Форма выпуска заготовок: кованные заготовки, калиброванные прутки, полосы, шлифованные прутки и серебрянка. При выпуске заготовок учитываются стандарты, установленные в ГОСТ.

Область применения

Рассматриваемый сплав имеет относительно невысокую стоимость, однако не может выдерживать длительное воздействие высокой температуры. Именно поэтому он особо популярен среди производителей ножей. При необходимости сплаву можно придать требуемую форму, для чего не требуется специальное оборудование. Изначально изделие затачивается, после чего подвергается термической обработке. Выпуская продукцию подобного типа, следует учитывать, что рассматриваемый сплав обладает некоторой хрупкостью и нужно проводить термическую обработку для ее снижения.

Основное назначение сплава заключается в применении при производстве различных инструментов, к примеру, сверл или метчиков. Главное условие — инструмент не должен во время работы нагреваться до критических значений. Кроме этого, сплав походит для выпуска ответственных деталей, которые работают в сложных эксплуатационных условиях. Поэтому 9ХС часто применяют в машиностроительной или иной подобной промышленности.

Сталь марки 9ХС

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
9ХС труба, лента, проволока, лист, круг 9ХС

Расшифровка марки стали 9ХС: первая цифра говорит о том, что сталь содержит 0,9% углерода, а буквы Х и С о том что в данной марке имеется до 1,5% хрома и кремния, таким образом становится ясно, что это легированная сталь.

Инструмент из стали 9ХС и его термообработка: протяжки изготовляют из быстрорежущей стали и легированных сталей марок Х12М, ХВГ, X, ХГ и 9ХС.

Для уменьшения деформации протяжки обычно подвергают двум термическим обработкам: первой — после предварительной механической обработки и второй — после окончательной механической обработки.

Протяжки, изготовленные из рекомендованных марок сталей, обрабатывают в таком же порядке как и протяжки из стали Х12М, соответственно изменив температуры отжига и закалки.

Твёрдость режущей части протяжек из легированной стали Rc = 61-64, а передней части хвостовика Rc = 35-45.

Для всех марок стали при термической обработке протяжек следует выполнять следующие правила:

1. Протяжки при всех операциях (кроме правки) должны находиться в подвешенном состоянии.

2. Окончательный нагрев протяжек производить в соляных ваннах для малых размеров и в шахтных печах для больших. В случае отсутствия таковых и пользования горизонтальными печами нагрев производить на огнеупорных подставках, при этом протяжки, для обеспечения равномерного нагрева, необходимо периодически поворачивать вокруг своей оси.

Читать еще:  Винтовой компрессор: достоинства, принципы работы, режимы работы и разновидности

3. Правку протяжек после закалки и отпуска производить в горячем состоянии.

4. Правку после очистки производить при подогреве сварочной горелкой до температуры отпуска.

5. При охлаждении во время закалки подвешенную протяжку перемещать вверх и вниз.

Напильники. Для изготовления напильников также применяется сталь 9ХС и кроме того углеродистая, легированная и малоуглеродистая стали с последующей цементацией.

Для закалки напильники нагревают в свинцовых и соляных ваннах и в камерных печах. Чтобы предохранить зубья напильника от обезуглероживания, применяют специальные обмазки, которые наносят на насечённую часть напильника. Эти обмазки содержат в себе науглероживающие и связывающие вещества.

Обмазанные напильники подсушивают возле печи и осторожно, чтобы не повредить обмазку, укладывают на огнеупорную подставку в печь. При нагреве в свинцовых ваннах надо обращать особое внимание на тщательное подсушивание напильников и медленное погружение их в ванну во избежание выплескивания свинца.

Предохранение от обезуглероживания обмазками имеет ряд отрицательных сторон:

1. Измельчение материалов, входящих в состав обмазки, и приготовление обмазки — очень трудоёмкие операции и требуют специального оборудования (мельниц, бегунов и пр.).

2. Обмазка при неосторожном обращении может частично обсыпаться и в этих местах зубья напильников не будут предохранены от обезуглероживания.

Значительно более простым и гарантирующим средством от обгорания зубьев является травление напильников в водном растворе кислот.

Состав раствора по объёму следующий: серной кислоты (концентрированной) 7%; азотной кислоты (концентрированной) 7%; воды 86%.

Напильники травят в растворе в течение 10-15 мин., затем сушат возле печи и нагревают под закалку. При нагреве следует придерживаться нижнего предела температур.

Напильники из легированной стали калят в масле; цементованные из углеродистых сталей — в воде (до полного охлаждения), а напильники из высокоуглеродистсй стали охлаждают в воде до 140-180° с последующей правкой в горячем состоянии и охлаждением на воздухе. Напильники при температуре 140-180° хорошо правятся деревянным молотком или в специальном приспособлении. Кроме того, медленное охлаждение напильников от температуры 140-180° уменьшает возможность возникновения трещин.

Охлаждать в воде следует только насечённую часть, а хвостовик замачивать после потемнения, чтобы он не принял закалку.

Напильники несимметричной формы следует перед закалкой изгибать в сторону, противоположную той, где образуется вогнутость, например, полукруглый напильник изгибается перед закалкой в сторону плоской грани. Цементованные напильники легко правятся в холодном состоянии. Отпуску напильники не подвергаются, а сразу же после закалки чистятся.

На заводах, имеющих соответствующее оборудование, очистку напильников производят на пескоструйных аппаратах. На заводах, где отсутствует специальное оборудование, очистку производят травлением в слабом растворе серной кислоты с последующим крацеванием проволочными щётками. После травления напильники промывают в проточной воде, высушивают и смазывают минеральным маслом, эмульсолом и пр. для предохранения от ржавчины.

Можно рекомендовать следующий способ предохранения напильниксв от ржавчины: тёртые белила, к которым подмешивают незначительное количество сажи, растворяют в бензине, и при частом помешивании раствора окунают в него напильники. При просушивании бензин быстро улетучивается и на напильниках остаётся слой светлосерой краски.

В случае, если хвостовик напильника окажется твёрдым, его после очистки отпускают в свинцовой ванне до твёрдости не выше Rc = 35.

Испытание напильников на остроту зуба производится следующим способом: стальной пластинкой, имеющей твёрдость не ниже Rc = 54, проводят плашмя по напильнику в направлении от носа к хвостовику. Пластинка должна прилипать к напильнику и иметь царапины. На напильнике не должно быть следов выкрашивания или смятия зубьев.

Проверку каждого напильника на твёрдость стальной пластинкой следует производить во время правки или выемки из воды. При таком методе контроля брак обнаруживается в самом начале его появления. Наличие трещин определяют ударом напильника о наковальню или металлическую плиту. При наличии трещин напильник издаёт глухой звук.

В случае, если в ряде напильников, особенно личных, после закалки одна сторона окажется мягкой, а другая твёрдой, причину брака следует искать в высокой твёрдости подкладки, на которой насекается напильник, так как при насечке зубья тупятся.

Для изготовления насадных и концевых фрез и спиральных свёрл применяют стали 85ХФ, 65Х, 6ХВ2С, ХГ, ХВ5, 9ХС, У8А и У10А.

Нагрев концевых фрез и свёрл для закалки лучше всего производить в соляных ваннах, а при их отсутствии в камерных печах.

Насадные фрезы закаливают полностью, а в концевых фрезах и спиральных свёрлах закаливают только рабочую часть. Хвостовую часть закалке не подвергают. Отпускают инструмент из углеродистой стали при температуре 220-260°, а из легированной стали при температуре 240-280°. Выдерживают в печи 20-60 мин. Требуемая твёрдость Rc = 56-58. Свёрла, режущие части которых затачивают напильником, отпускают при температуре 320-360°. Требуемая твёрдость Rc = 45-50.

Инструментальная сталь 9ХС

Инструментальная сталь 9ХС – сплав, из которого создают некоторые строительные инструменты. Также из него делают режущие бытовые и промышленные заготовки. Готовые вещи обладают наивысшей прочностью, устойчивостью к износу и наделены хорошей упругостью. Особенности заключаются в компонентах, входящих в соединение: хром и кремний. Такие добавки придают железу прекрасные технические характеристики.

Требования и расшифровка маркировки

Любая вещь, поступающая на реализацию, обязана соответствовать государственным стандартам. Эти взыскания были придуманы в Советском Союзе для контроля качества продукции и регулировке технологий производства. И если на сталь 9ХС нанесена аббревиатура ГОСТ, то само государство даёт гарантию на то, что сей экземпляр обладает высшим сортом, и полностью безопасен в использовании.

Читать еще:  Труба вгп: технические требования к водогазопроводным изделиям в соответствии с гост 3262-75

Чтобы попасть в эту категорию, в химический состав слитка обязаны входить следующие элементы:

  • углерод (С) – 0,85-0,95%;
  • кремний (Si) – 1,2-1,6%;
  • марганец (Mn) – 0,3-0,6%;
  • никель (Ni) – не более 0,35%;
  • сера (S), фосфор (P), титан (Ti) – до 0,03%;
  • хром (Cr) – 0,95-1,25%;
  • молибден (Mo), вольфрам (W) – максимум 0,2%;
  • ванадий (V) – до 0,15%;
  • медь (Cu) – в пределах 0,3%;
  • железо (Fe) – около 94%.

Слиток имеет несколько видов поставки, например, 9ХС ГОСТ 5950-2000 распространяется на кованые прутья или мотки, которые предназначены для производства приборов, используемых в морозных условиях или при температуре свыше 300 °C.

Скачать ГОСТ 5950-2000

Скачать ГОСТ 2590-2006

Стандарт 2590-2006 относится к металлу круглого сечения, диаметр которого составляет 0,5-27см. Эксплуатируется подобная продукция в промышленной сфере. Классифицируется вещество по прокатке и длине. 7417-75 распространён на холодный или холоднокатаный металл с круглым сечением 0,3-10см. 8559-75 относится к квадратному калиброванному типу, с размером 3-100 мм. ГОСТ 8560-78 распространяется на шестигранные модели. Вся продукция может выпускаться в мотках с различной поверхностью и плоскостью. Тут всё зависит от пожеланий потребителя. Следует отметить, что при изготовлении разных сортов допускаются некоторые отклонения.

Скачать ГОСТ 7417-75

Скачать ГОСТ 8559-75

Расшифровка инструментальной стали говорит о её параметрах и качестве. Если разобрать эту разновидность, то первая цифра говорит о количестве углерода (0,9%). Символы ХС означают, что сплав содержит 1,5% хрома и кремния. Из этого можно сделать выводы, что заготовка относится к разряду легированных.

Скачать ГОСТ 8560-78

Основные свойства

В соединение листа входит хром, который даёт защиту от ржавчины. Однако для качественной защиты в предмете должно быть не меньше 1,3% вещества. Также инструментальная сталь 9ХС сочетает следующие характеристики:

  • во время отделки не образуются флокены;
  • можно проводить ковку при T=1180 °С;
  • не подходит для сварочных процедур;
  • равномерное распределение карбидов;
  • повышенная теплостойкость.

Такое сырьё отлично подходит для выпуска технических и бытовых лезвий.

В ходе создания применяют руду или утилизированный лом, которые собирают в большие контейнеры и переплавляют. В специальных жаровнях проходит нагрев, после которого все примеси всплывают на поверхность. Подобная методика позволяет получить железо в чистом облике. Далее специалист берёт пробы и добавляет кислород для ускорения процесса. Ну и на последнем этапе добавляются добавки, чтобы добиться необходимых результатов.

Аналоги создают таким же образом, однако, химические компоненты слитка будут немного отличаться.

Из данного металла часто делают ножи, и основные плюсы и минусы можно посмотреть на их примере:

  • Инструмент отличается большой упругостью и устойчивостью к изгибам, что позволяет применять его для нарезки древесины;
  • Режущие признаки лезвия сохранятся на долгий срок;
  • В отожжённом состоянии сплав имеет повышенный порог твёрдости, и его легко прокаливать;
  • Нож не боится высоких температур и завышенной влажности.

Нож из инструментальной стали 9ХС

К недостаткам относятся только сложности изготовления: в ходе обработки металл ведёт себя очень капризно, и мастеру нужно постоянно следить за градусами в жаровне. Также состав предмета сильно варьируется, и это отражается на его конечных свойствах.

Особенности термообработки

Происходит это действие путём нагрева с последующим охлаждением, а его задача – получение необходимых атрибутов за счёт изменений во внутренней структуре. К такой операции прибегают на промежуточном либо конечном этапе работ, и с эксплуатацией специальной печи. Время нагрева играет ключевую роль, поскольку из составляющих удаляется углерод, отвечающий за твёрдость объекта.

Свойства 9хс при повышенных температурах

Термообработка напрямую влияет на её прочность:

  • При Т=170-200 °С HRC=63-64;
  • При Т=200-300 °С HRC=59-63;
  • При Т=300-400 °С HRC=53-59;
  • При Т=400-500 °С HRC=48-53;
  • При Т=500-600 °С HRC=39-48.

Главное знать, что после прогревания в печи сталь охлаждают в масле, а вещам будет присуща склонность к отпускной хрупкости. В других случаях пускают в дело криогенную обработку, которая ведётся при низких температурах.

Использование сплава

Применение 9ХС встречается в следующих случаях:

  1. Изготовка свёрл. Но применять их можно только для сверления отверстий на мягких объектах, преимущественно древесине. Поскольку инструмент негативно реагирует на высокую скорость вращения и перегрев, то и при работе с мягкой структурой рекомендуется регулировать частоту оборотов.
  2. Цилиндрические развёртки. Их используют для улучшения точности размера отверстий, и удаления шероховатостей. Приспособлением разрешено обрабатывать жерла в чугуне, сплавах со средней жёсткостью, при работе с цветным железом.
  3. Метчики. Они необходимы для нарезки внутренней резьбы, и представлены в образе винта с прямыми или винтовыми канавками. При работе рекомендуется беречь изделие от интенсивных нагрузок.
  4. Клейма для холодных работ. Их эксплуатация распространена на заводах для штамповки готовой продукции.

Все действия с данным материалом должны вестись строго по правилам. В противном случае изделие потеряет все свои положительные качества.

Технические характеристики стали 9ХС

Сталь 9ХС используется при изготовлении инструментов, поэтому ее называют инструментальной. Этот материал обладает повышенной прочностью, упругостью и износоустойчивостью. Из стали этой марки изготавливаются ножи и другие режущие предметы, применяемые как в быту, так и в промышленности. А придать железу такие характеристики удается за счет добавления в сплав хрома и кремния.

Сферы применения

Из инструментальной стали 9ХС изготавливается следующее:

  • сверла, используемые для сверления мягких материалов (древесины), так как металл реагирует на перегрев и высокую скорость вращения;
  • развертки – режущий инструмент, которым обрабатывают отверстия после сверления;
  • метчики, используемые для нарезки внутренней резьбы;
  • ударные клейма, применяемые для штамповки готовой продукции.
Читать еще:  Заточный станок в быту и производстве

Из этого металла делают ножи, которые могут эксплуатироваться не только в бытовых, но и в походных условиях. Уникальные характеристики материала позволяют резать древесину и даже металл. К основным преимуществам ножей, изготовленных с применением стали 9ХС, относятся следующие качества:

  • упругость и устойчивость к изгибам;
  • продолжительное сохранение качества заточки;
  • повышенный порог твердости;
  • устойчивость к высоким показателям температуры и влажности.

9ХС – это легированная сталь, обладающая высокими прочностными характеристиками. Ножи долго держат заточку, поэтому нанесенная на них маркировка «9ХС» гарантирует высокое качество продукции и длительный срок ее эксплуатации. К тому же такие ножи производятся вручную методом ковки.

Заменить данную марку можно как российскими, так и зарубежными аналогами. К первым относятся ХВГ и ХВСГ. Среди зарубежных сплавов аналогичными характеристиками обладают следующие марки:

Особенности эксплуатации

Особенностью сплава 9ХС является то, что его нельзя подвергать длительному высокотемпературному воздействию. Поэтому особую популярность он обрел среди производителей ножей.

Особая структура металла позволяет придавать заготовкам форму без применения специального оборудования. Далее изделие затачивают и подвергают термической обработке. Термическая обработка позволяет придать готовому изделию дополнительную прочность.

Из этой стали изготавливают ответственные детали – сверла, метчики и пр. Но в процессе их эксплуатации инструмент нельзя нагревать до критических значений. Перегрев повышает хрупкость стали.

Предъявляемые требования

Технология производства и контроль качества продукции регулируется государственным стандартом. И в большинстве случаев изделия, производимые из стали марки 9ХС, ему соответствуют. По крайней мере, если на изделии нанесена аббревиатура «ГОСТ», значит, государство гарантирует его качественное исполнение и безопасность в использовании.

ГОСТу соответствует тот металлопрокат, в состав которого входят следующие элементы:

  • углерод (оптимальное содержание 0,85-0,95%);
  • кремний (1,2-1,6%);
  • марганец (0,3-0,6%);
  • никель (не более 0,35%);
  • сера, фосфор и титан (содержание каждого из данных компонентов не должно превышать 0,3%);
  • хром (0,95-1,25%);
  • молибден и вольфрам (содержание каждого из этих компонентов не может превышать 0,2%);
  • ванадий (не более 0,15%);
  • медь (не более 0,3%);
  • железо (порядка 94%).

Выделяют несколько разновидностей металла марки 9ХС. Каждый из них соответствует определенному государственному стандарту.

ГОСТ 5950-2000. Предназначен для изготовления кованых прутьев и мотков, из которых производят приборы. Данные приборы могут эксплуатироваться в условиях экстремально низких или высоких температур.

ГОСТ 2590-2006. Предназначен для производства металла круглого сечения диаметром от 0,5 см до 27 см. Данная продукция предназначена для эксплуатации в промышленности.

ГОСТ 7417-75. Данный стандарт распространяется на холоднокатаный металл с радиусом сечения 0,3-10 см.

ГОСТ 8559-75. Этот стандарт применяется по отношению к калиброванным изделиям размером 3-100 мм.

ГОСТ 8560-78. Из такого металла изготавливаются шестигранные детали.

Расшифровка маркировки

Расшифровка марки стали 9ХС говорит сама за себя. Первая цифра указывает на то, что сплав содержит 0,9% углерода. Буква «Х» обозначает присутствие хрома. Буквенное обозначение «С» указывает на то, что в сплав добавлен кремний.

Хром придает сплаву твердость и прочность, а также защищает металл от коррозии. Аналогичными свойствами обладает и кремний. К тому же, за счет снижения уровня вязкости и пластичности, кремний повышает порог прочности.

Преимущества сплава

Благодаря высоким техническим характеристикам сталь 9ХС для ножей подходит наиболее всего. Из нее же изготавливают другие режущие предметы, их составные части, а также различные ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, прочностью на изгиб и к кручению. Поэтому к основным преимуществам стали марки 9ХС можно отнести следующее:

  • равномерное распределение карбидов по сечению, позволяющее изготавливать режущие и резьбонарезные инструменты;
  • минимальный риск возникновения внутренних дефектов, приводящих к образованию трещин;
  • высокая теплостойкость и твердость в отожженном состоянии.

Готовят сплав из железной руды или вторичного сырья. На начальном этапе их помещают в большие емкости и переплавляют. Нагреваются емкости в специальных жаровнях, где все посторонние примеси всплывают вверх. Примеси убирают, и на выходе получают чистейшее железо. На завершающем этапе в расплавленную массу вводят добавки, позволяющие придать сплаву необходимые технические характеристики.

Недостатки сплава

Эта марка стали является очень капризной. При проведении термической обработки важно соблюдать температурный режим. Металл нельзя перегревать, поэтому при работе с ним используются электрические печи с автоматической регулировкой температуры нагрева.

Благодаря характеристикам сталь 9ХС не применяют для производства сварочных конструкций. Данный фактор объясняется присутствием высокой концентрации кремния, снижающего показатели свариваемости. Если нужно соединить две детали, возможно применение контактно-точечной сварки.

Особенности термической обработки и закалки

Термическая обработка проводится с соблюдением определенных правил. К их числу относятся:

  • необходимость постоянного слежения за температурным режимом на всем этапе обработки;
  • необходимость проведения периодической проверки твердости;
  • выполнение анализов структуры, позволяющих вовремя выявить наличие внутренних дефектов.

Как уже говорилось выше, термическая обработка стали марки 9ХС выполняется в электрических печах. Они снабжены автоматической регулировкой температурного режима. А с целью повышения эксплуатационных качеств металла в них предусмотрена возможность слежения за состоянием внутренней атмосферы.

Закалка может проводиться двумя способами:

  • сталь нагревают до 870°С и остужают до 500°С;
  • сталь нагревают до 870°С и остужают до 200°С.

Остужают заготовки только в масле.

Характеристики стали 9ХС позволяют широко применять сплав в машиностроении и металлургии. А произведенные из нее ножи обрели заслуженную популярность среди рыболовов, охотников и грибников. Они станут незаменимым атрибутом в любой туристической поездке.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector