Сталь 08х13 характеристики применение
Прочитав эту статью, можно выяснить все о стали 8Cr13MoV. Внимания заслуживают технические и практические характеристики марки, ее твердость. Отечественным потребителям понадобится информация о российских аналогах подобного сплава и о сферах его применения.
Состав и расшифровка
Хотя марка стали 8Cr13MoV, как следует уже из написания, разработана за рубежом, ее обозначение вполне информативно. И, как и в случае российских сплавов, начато это наименование с концентрации углерода. Описывается она в десятых долях процента. Такой показатель составляет 0,8%. Главная задача карбонового компонента — упрочнение конструкции.
Именно углерод влияет на закаливаемость готового продукта. Однако подобное позитивное свойство имеет и оборотную сторону — углеродистая сталь хуже сваривается и будет менее пластична. Доля кремния составит 0,5%, а доля марганца — 0,4%.
Такие компоненты делают материал прочнее и придают ему упругость, а наличие кремния предотвращает опасность появления окалины при обработке давлением в горячем состоянии.
Количество молибдена составляет 0,15%. Доля ванадия будет равна 0,1%. Оба этих легирующих элемента довольно тугоплавки и обеспечивают повышение прочности сплава. С их присутствием клинок истирается не так сильно. Молибденованадиевая сталь еще и будет отличаться повышенными антикоррозийными характеристиками.
Характеристики и свойства
Но сталь будет иметь более сложные характеристики, нежели те, которые привносят отдельные только компоненты. Все вместе, взаимодействуя, они обуславливают твердость стали 8Cr13MoV на уровне 56-58 баллов по системе HRC. Это позволяет уверенно заявить, что такой металл очень высокого качества. Он неплохо подходит для ножей среднего уровня стоимости. В разных государствах совсем не случайно используют этот сплав именно в ножевом производстве.
Однако надо понимать, что 8Cr13MoV не годится все же для ножей премиум-категории. «Табличные» показатели содержания отдельных элементов могут заметно изменяться некоторыми производителями.
Допускается их корректировка и по заявкам потребителей. Но все равно в целом стремятся выдержать все максимально стабильно. Цена такого металлургического продукта невелика.
Благодаря низкой себестоимости фирмы-поставщики могут себе позволить выпускать продукцию стабильного качества. И даже отчасти соперничать с производителями сталей высокого класса. В условиях бытового применения подобный металл способен прослужить, действительно, долго. Прочность и твердость сравнительно велики, что обеспечивает хорошее поддержание заточки. Даже если ножом пользуются активно, он не станет крошиться.
Сочетание легирующих компонентов подобрано таким образом, чтобы свести к минимуму опасность ржавления при обычных домашних условиях. Даже при воздействии едких компонентов пищевых продуктов и бытовой химии. Мало того, стойкость гарантируется даже в условиях похода, рыбалки или охоты. Восстановить параметры лезвия до заводской заточки окажется несложно. Для этого придется только использовать набор брусков с меняющейся зернистостью.
Если режущие свойства не слишком критичны, то можно будет обойтись всего одним бруском. При условии грамотной термической обработки на базе 8Cr13MoV удается сформировать клинки с высокой упругостью.
Это обстоятельство позволяет применять сплав даже для сравнительно тонкого ножа. В совокупности получается вполне доступный металлургический продукт с приличными качествами. Однако у него все же есть минусы.
Сталь 8Cr13MoV при продолжительном контакте с водой может точечно ржаветь. Оставлять ее на длительное время во влажной среде не стоит. Очень твердые материалы способны привести к крошению клинков. Потому открывать ими консервные банки не стоит. Опасность представляет и работа с керамикой, с твердым деревом, столкновение с гвоздями и иными метизами.
Опасаться такого специально не стоит — надо лишь избегать подобной, заведомо не соответствующей характеристикам сплава, эксплуатации в постоянном режиме. Еще 8Cr13MoV не может похвастаться высокой упругостью. Из-за этого она не подходит для метания. При неграмотной обработке вероятно падение прочности. Но даже сделанный по всем нормам металл придется регулярно точить.
Аналоги
В мире ближайшим подобием этой стали является японская AUS-8. Она отличается увеличенным уровнем прочности. Российский заменитель 95Х18 в целом похож по техническим характеристикам. Но он менее выгоден с экономической точки зрения. А в США делают неплохую сталь того же класса 440C, однако она не слишком востребована на рынке.
Применение
Изначально 8Cr13MoV создавалась для пищевой отрасли и промышленного использования. Но все большая ее часть идет на изготовление ножевых лезвий. В этом сегменте особенно выделяются складные ножи для туристических целей. Прочность и упругость сбалансированы самым лучшим образом. Допускается применение таких инструментов и охотниками.
Они неплохо свежуют, режут мясо и сухожилия. Стабильность заточки не позволяет забывать про опасность грубого физического воздействия. Из этого сплава можно сделать также нож для города — как в цельном, так и в складном исполнении. Оригинальный состав тут окажется дешевле, чем 95Х18. Обычные кухонные ножи из подобных сталей делаются редко.
Они имеют слишком высокие характеристики. В быту подобные прочность и твердость избыточны. Отзывы о 8Cr13MoV в целом благоприятны. Надо лишь разумно эксплуатировать такой металл и не связывать с ним завышенных ожиданий.
Сталь 08Х13
Характеристики марки стали 08Х13
| Стандарт | ГОСТ 5949-75 – Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия | |
| Применение | В виде проката, прутков, листов, полос, лент, поковок, слябов и кованых заготовок | |
| Классификация | Коррозионностойкая жаропрочная сталь. Группа ферритов (устар. назв. 0Х13 ЭИ496) | |
Основные области применения стали 08Х13
Сталь 08Х13 используется в производстве деталей с высокой пластичностью, которые при эксплуатации подвергаются ударам и механическим динамическим нагрузкам – узлы прессов, детали турбин. Также из сплава 08Х13 изготавливаются элементы, работающие под воздействием слабой агрессии типа осадков, солевых растворов, органических кислот.
Маркировка стали 08Х13
Расшифровка 08Х13: «08» – содержание в сплаве углерода до 0,08%. «Х13» – наличие хрома в количестве около 13%.
Химический состав в % стали 08Х13
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | V | Ti | Cu | W | Fe |
| 12,0-14,0 | Остальное |
Безникелевая сталь 08Х13 содержит углерода не более 0,08%, и хрома – 13%.
Влияние химсостава на свойства стали 08Х13
Как видно из расшифровки 08Х13, в составе стали существенно увеличено процентное содержание хрома. Он обеспечивает повышенный уровень сопротивления коррозии. Кроме того, в сплаве отсутствует никель.
Механические свойства материала 08Х13
Механические свойства стали при повышенных температурах
| Прокат | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Предел текучести для остаточной деформации, sT, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % | Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см 2 |
| Трубы | 372 | - | 22 | - | - |
| Лист толстый | 430 | 300 | 23 | - | - |
| Сорт | 600 | 420 | 20 | 60 | 980 |
| Лист тонкий | 410 | - | 21 | - | - |
| Поковки | 539 | 392 | 14 | 35 | 50 |
Механические свойства стали при испытаниях на длительную прочность
| Температура испытаний, °С | Предел длительной прочности, МПа | Длительность испытания, часы |
| 500 | 121 | 10000 |
| 550 | 62 | 10000 |
| 600 | 31 | 10000 |
| 550 | 45 | 100000 |
Ударная вязкость листа стали сечение 20 мм, KCU, Дж/см 2
| Термообработка | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С |
| Закалка при 1000-1020 °С, вода. Отпуск при 680-700 °С, охлаждение 12 часов, воздух | 6 - 11 | 4 - 7 | 1 - 5 |
Механические свойства стали в зависимости от тепловой выдержки
| Режим термообработки | Температура, °С | Время, часы | Предел текучести, σ0,2, МПа | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % | Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см 2 |
| Лист. Закалка при 1000-1020 °С | Без тепловой выдержки | 314 - 353 | 500 - 510 | 29 - 31 | 73 - 75 | 2352 - 2842 | |
| Отпуск при 680-700 °С, 12 часов | 450 | 5000 | 310 | 490 | 35 | 74 | 227 |
Особенности и характеристики стали 08Х13
08Х13 определяется, как высоколегированная коррозионностойкая жаропрочная сталь ферритной группы. В этом определении – все основные достоинства и преимущества данного сплава.
Сталь 08Х13 характеризуется высокой степенью стойкости к образованию коррозии в самых необычных условиях эксплуатации изделий из нее. Наивысшую сопротивляемость коррозии 08Х13 проявляет в следующих условиях эксплуатации:
- азотная кислота с концентрацией 10–20 % при 40°С;
- азотная кислота с концентрацией 30% при 20°С;
- водные растворы любой концентрации при 20–100°С;
- этиловый спирт при комнатной температуре;
- серная кислота с концентрацией 90–100% при комнатной температуре;
- пищевые продукты – фруктово-ягодные смеси, патока и сахарный спирт, масло.
- жаростойкость в окислительных средах при высоких температурах – достигающих 800°С;
- эксплуатация 08Х13 в водороде при 600°С и 80МПа.
Физические свойства
| Температура, °С | Модуль упругости, E 10 - 5 ,МПа | Коэффициент линейного расширения, a 10 6 , 1/°С | Коэффициент теплопроводности, l, Вт/м·°С | Удельная теплоемкость материала, Дж/кг·°С | Удельное электросопротивление, Ом·м |
| 20 | 2,17 | - | - | - | 506 |
| 100 | 2,12 | 10,5 | 28 | 462 | 584 |
| 200 | 2,06 | 11,1 | 28 | - | 679 |
| 300 | 1,98 | 11,4 | 28 | - | 769 |
| 400 | 1,89 | 11,8 | 28 | - | 854 |
| 500 | 1,80 | 12,1 | 27 | - | 938 |
| 600 | - | 12,3 | 26 | - | 1021 |
| 700 | - | 12,5 | 26 | - | 1103 |
| 800 | - | 12,8 | 25 | - | - |
Плотность стали 08Х13 – 7,73 г/см 3 .
Технологические свойства
| Удельный вес | 7760 кг/м 3 |
| Термообработка | Закалка при 960 - 1020 °C, вода, Отпуск при 680 - 780 °C, воздух |
| Температура ковки | Начала при 1220 °С, конец 850 °С. Сечения до 300 мм охлаждаются в штабелях на воздухе |
| Твердость материала | HB 10 -1 = 149 -159 МПа |
| Температура критических точек | Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 850 , Ar3(Arcm) = 820 , Ar1 = 700 |
| Обрабатываемость резанием | В закаленном и отпущенном состоянии при HB 149-159 и σв=590 МПа, К υ тв. спл=1,4, Кυ б.ст=0,7 |
| Свариваемость материала | Ограниченно свариваемая |
| Склонность к отпускной хрупкости | Склонна |
Наибольшей коррозионной стойкости изделий из стали 08Х13 можно добиться, используя термическую обработку (закалку с отпуском) и полировку поверхностей. Также улучшить свойства можно после отжига.
При закалке частично меняется структура стали. Это зависит от скорости нагревания. После медленного охлаждения структура приобретает качество ферро-карбидной смеси, а после быстрого – качество феррита и отдельных участков низкоуглеродистого мартенсита.
По своим свойствам сталь 08Х13 считается ограниченно свариваемой. Однако при необходимости можно воспользоваться ручной, автоматической дуговой сваркой, аргонодуговой, но с некоторыми условиями. Так, сварные элементы, которые будут работать с динамическим нагрузками, необходимо подвергнуть отжигу с последующим охлаждением.
Резание проводят в закаленном и опущенном состоянии. Сталь этого типа склонна к отпускной хрупкости (при 400–500°С).
Применение стали 08Х13 с учетом характеристик и свойств
Сталь 08Х13 или аналог подходит для производства конструкций, частей конструкций, деталей в тех случаях, когда требуется коррозионностойкий металл, и есть специальные требования к изделиям по жаростойкости, ударной вязкости и пластичности.
В основном это изделия с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам, работающие в агрессивных средах – в зоне частых атмосферных осадков, в водных растворах солей органических кислот и пр.
Необходима сталь для изготовления частей прессов, транспортеров, оборудования в пищевой промышленности, элементов линий сушки, интерьерных оформлений. Из проволоки 08Х13 изготавливают плетеные ограждающие транспортерные сетки, тканые сетки из рифленой проволоки, сварные нержавеющие сетки.
Общее описание стали 08Х13 и ее применение
Общее описание стали 08Х13 и ее применение позволяют решить многие практические задачи. Внимание надо обратить на характеристики и расшифровку марки, на ее аналоги по AISI. Дополнительно следует изучить качество стали и ГОСТ, основные сферы применения.
Определить качество марки стали 08Х13 несложно. Это металл легированной категории, отличающийся высокой коррозионной стойкостью. Концентрация углерода не превышает 0,08%. При этом доля хрома заметно выше — она может достигать 0,13%. Концентрация кремния составит 0,8%, такое же ограничение установлено и для присутствия марганца.
Помимо коррозионной стойкости, этот сплав отличается приличной жаропрочностью. Дополнительно повысить сопротивляемость коррозии позволяет термообработка, то есть закалка с последующим отпуском. Важную роль в этом случае играет и полировка. Допускается еще и применять отжиг. По умолчанию такой металл производят согласно ГОСТ 5632 и ГОСТ 5949-75. Температурная точка Ar1 достигается при 700 градусах. Как только температура вырастает до 730 градусов, состояние металла начинает соответствовать точке Ac1. На 820 градусах установлена критическая тепловая позиция Ar3, а на 850 — Ac3. Куют металл сначала при 1220 градусах, затем плавно понижают температуру до 850?C. Свариваемость у стали 08Х13 ограничена.
Допускается варить ее ручной электрической дугой. Автоматическая дуговая сварка тоже разрешена. В некоторых случаях практикуется аргонодуговая и контактная сварка. Подогрев и термообработка зависят от конкретной ситуации. Их подбирают с учетом метода сварки, вида конструкций и целевого назначения готовых изделий. Эффективность обработки резанием нормирована для твердости 149-159 баллов по шкале HB, при наибольшей кратковременной прочности 590 МПа.
В таком варианте твердосплавные резцы работают с коэффициентом продуктивности 1,4. Для резцов из быстрорежущего сплава он составит только 0,7. Отпускная хрупкость наступает при температуре 400-500 градусов.
Модуль нормальной упругости (в гигапаскалях) составляет для температур:
- 20 градусов — 217;
- 100 градусов — 212;
- 200 градусов — 206;
- 300 градусов — 198;
- при 400 градусах — 189;
- при 500 градусах — 180 ГПа.
Плотность при комнатной температуре принимается равной 7760 кг на 1 куб. м. При этом уже на 100 градусах она понижается до 7740 кг. А если прогреть металл до 200 градусов, то его кубический метр будет весить уже только 7710 кг. Существуют у сплава 08Х13 различные аналоги AISI с похожими свойствами (жаростойкостью, малой подверженностью коррозии).
Речь идет про такие металлургические продукты, как:
Сталь 08Х13 и ее заменители поставляются в формате:
- поковок;
- прутка;
- стандартного проката;
- полосы;
- ленты;
- сляба;
- кованой заготовки;
- стального листа.
Такой металл подходит для получения особенно пластичных деталей, которым предстоит переносить удары и изменяющиеся динамические нагрузки. Речь идет про конструкции прессов и турбинные узлы. Допускается создание конструкций, контактирующих с атмосферными осадками, органическими кислотами и растворами солей. На основе 08Х13 делают болты, трубы. Рабочая температура изготовленных из этого сплава лопаток турбин может достигать 580 градусов.
Клапаны прессов и домашний инвентарь на его основе рассчитываются на слабоагрессивные условия эксплуатации. Допускается их контакт с растворенными в воде органическими кислотами и их солями при комнатной температуре. Сплав 08Х13 также может стать плакирующим слоем на поверхности горячекатаного листа с повышенной коррозионной устойчивостью.
Наибольшая допустимая температура использования (только на короткое время) составляет 650 градусов. При нахождении на воздухе сталь 08Х13 начинает интенсивно образовывать окалину, если она прогрета до 750 градусов.
Читайте также: