Что такое сталь 9хс

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.

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.

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.

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.

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:

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.
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.
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.
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.

Сталь марки 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 R_c = 61-64, а передней части хвостовика R_c = 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.

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 R_c = 35.

Испытание напильников на остроту зуба производится следующим способом: стальной пластинкой, имеющей твёрдость не ниже R_c = 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 R_c = 56-58. Свёрла, режущие части которых затачивают напильником, отпускают при температуре 320-360°. Требуемая твёрдость R_c = 45-50.

Краткие обозначения:
σ_в	— временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	— относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	— предел упругости, МПа	J_к	— предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	— предел текучести условный, МПа	σ_изг	— предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	— относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	— предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	— предел текучести при сжатии, МПа	J_-1	— предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	— относительный сдвиг, %	n	— количество циклов нагружения
s _в	— предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	— удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	— относительное сужение, %	E	— модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	— ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	— температура, при которой получены свойства, Град
s _T	— предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	— коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	— твердость по Бринеллю	C	— удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV	— твердость по Виккерсу	p_n и r	— плотность кг/м 3
HRC_э	— твердость по Роквеллу, шкала С	а	— коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С
HRB	— твердость по Роквеллу, шкала В	σ t _Т	— предел длительной прочности, МПа
HSD	— твердость по Шору	G	— модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Ножи из стали 9ХС: популярная тенденция и превосходное качество!

Перед тем как перейти к разбору характеристик ножей из стали 9ХС следует расшифровать следующие понятия.

«Инструментальная сталь» – углеродосодержащий материал повышенной твердости. Применяется для изготовления инструментов: клинков, рубанков, сверл, фрез и т.д.

«Легированный » – значит, что в сплав введены элементы для придания материалу некоторых улучшенных свойств.

Расшифруем значение «9ХС »: цифра «9 » означает содержание 0,9% углерода, а буквы «Х » и «С » — не меньше 1,5% содержания хрома и кремния.

Изучаем характеристики ножей из стали 9ХС

Углеродистую, инструментальную и легированную сталь 9ХС используют для изготовления деталей и инструментов с повышенной износостойкостью, прочностью при кручении, изгибе. Так как кромка у режущих инструментов может нагреваться и до 700 0 , сталь должна обладать повышенной теплоемкостью, то есть высокой твердостью даже при сильном нагреве. Это свойство материал приобретает при введении в сплав кремния.

Итак, мы определили, что кремний и углерод влияют на твердость ножей из стали 9ХС, а от чего зависят его антикоррозийные свойства? Наукой и практикой доказано, что хром значительно уменьшает вероятность возникновения ржавчины, но только при условии, что в примеси его доля будет составлять не меньше 13%. Перед тем как купить нож из стали 9ХС, необходимо приготовить себя к его малой сопротивляемости коррозии – в составе описываемого сплава не больше 1,5% хрома, а поэтому клинок для профилактики ржавчины рекомендуется протирать после каждого использования.

Термическая обработка, острота и твердость ножей из стали 9ХС

Термическая закалка – это важнейший эпизод изготовления изделий из стали:

Если клинок недокалить – он быстро затупится.
Если его перекалить – металл станет хрупким и даже ломким.

При изготовлении ножей из стали 9ХС особенно важно придерживаться «золотой середины». Такие клинки калят не очень жестко: так уже готовое лезвие не будет выкрашиваться при заточке. Закалка проводится не полная, а частичная: режущую кромку нагревают сильнее, а обух – слабее.

Заточка клинков – это вторая особенность ковки. Существует как минимум два варианта заточки (в нашем случае – два крайних способа):

Бритвенная заточка (под 0 0 ) – точится на торце шлифовального круга. Позволяет доводить HRC ножа до 62…63 – это максимальные показатели металла, дальше идут керамические ножи, а это уже совсем другие технологии изготовления.
Под 45 0 точат «силовые клинки». Их твердость не больше HRC 50, они не такие острые, как предшественники и требуют частой правки. Но зато «силовое лезвие» способно рубить, выскабливать, вскрывать консервы и т.д.

Почему все больше людей хотят купить ножи из стали 9ХС

Такие клинки – не штамповка. Это ручной труд – работа настоящего кузнеца. Инструмент, выполненный мастером, пропитывается живым, первобытным духом, пронизывается энергетикой и силой. Эксклюзивность изделия – вот, что привлекает покупателей.

Но пока забудем о высоких материях и перейдем к характеристикам ножей из стали 9ХС, называемых еще «охотничьими ». Такие клинки выбирают по двум критериям:

Прочность.
Способность долго резать.

Первое – это, как уже говорилось выше, особенности углеродистой легированной стали. За второе свойство отвечает рука кузнеца. Если вы собрались купить нож из стали 9ХС, полагайтесь только на производителей, которые работают с профессиональным оборудованием и имеют достаточный опыт в кузнечном деле.

Перейдем к преимуществам клинка из 9ХС:

Режущие свойства выше, чем у подшипниковых резаков.
Обычные слабые места лезвия – кончик и место сопряжения пяты с хвостовиком – у 9ХС надежны.
Он прочен, так как не чувствителен к флокенам.

Описание клинков, выкованных мастерами «Кузнечного двора»

Нож «Варан » сделан вручную из стали 9ХС. Твердость клинка составляет 62-63 HRC – это максимальный показатель для железных лезвий. Длина клинка до 17 см, рукояти – до 13 см: размеры ножа являются стандартными, а потому привычными для большинства пользователей. Спуски линзовидные – это означает малый угол заточки клинка. Лезвие подойдет для тонких работ.

Нож «Финский » – распространенный тип клинка. Его твердость – 62…63 HRC – является максимальной для подобных ножей. Это отличный небольшой инструмент для дома, охоты, похода. Нож рассчитан на аккуратное использование – с его помощью вы настрогаете щепы для костра, почистите рыбу, снимете шкуру с зайца.

Рукоятки для ножей можно подобрать по своему усмотрению из мельхиора, черного граба или карельской березы.

Читайте также Лазер для чистки металла