Описание стали 65Х13: свойства и характеристики

Нержавеющая инструментальная сталь 65Х13 отечественного производства обладает высокой прочностью и устойчивостью против коррозии. Пользуется высоким спросом у производителей режущих ножей, бритвенных лезвий и медицинских инструментов. Подробный анализ свойств и характеристик сплава позволит читателям статьи оценить его по достоинству.

Плюсы и минусы

К бесспорным ценностям материала относятся твердость, легкость затачивания. Острая кромка выдерживает удары, не ломается при изгибе. Сталь без легирующих добавок обладает оптимальной прочностью, из нее можно выполнить изделие любой формы.

Ножи и медицинские инструменты из стали 65Х13 не боятся ржавчины, не требуют особого ухода и хранения. Достаточно отмыть после использования и протереть мягкой салфеткой. Правильная закалка стали делает ее упругой. При работе изделия из сплава не погнутся, не сломаются, а на лезвии не появятся вмятины.

Металл отличают и другие преимущества:

• доступная цена;
• экологическая безопасность;
• легкость обработки, полировки;
• широкая область применения;
• достаточная пластичность;
• устойчивость к температурным перепадам.

При слабой закалке стали и активном использовании режущая часть может деформироваться. При больших нагрузках лучше выбирать ножи из стали более твердых марок.

О плюсах и минусах рассказано в видео:

Характеристики стали 65х13

Твердость

Качество стали зависит от соотношения железа и углерода, количества легирующих добавок. Высокое содержание углерода придает стали 65Х13 твердость, а добавка хрома делает нержавеющей. Кроме сбалансированного состава, для повышенной твердости стали и ее износостойкости важна правильно проведенная закалка. Известно несколько способов оценки твердости стали.

Метод Роквелла

Твердость определяется относительной глубиной вдавливания металлического или алмазного конуса в поверхность материала. Для оценки твердости стали, идущей на изготовление ножей, используется единица измерения HRC.

Метод Бринелля

Способ основан на вдавливание в поверхность испытуемого материала металлического шарика под определенным давлением. Твердость вычисляется как отношение прилагаемого усилия к площади полученного круглого отпечатка, соответственно, используется единица измерения кгс/мм².

Твердость по методу Бринелля определяется по диаметру отпечатка и обозначается HB. Твердость по Бринеллю для стали 65Х13 не превышает значения 297 НВ.

Плотность

Эта физическая величина означает массу вещества, приходящуюся на единицу объема. Для рассматриваемой стали плотность равна 7650 кг/м³.

Марка сплава

Железо (Fe) – основной элемент стали марки 65Х13. Маркировка сплава выполнена по общепринятым правилам для всех сталей этого класса.

Химический состав

Процентное содержание химических элементов в стали 65Х13 определяет ГОСТ 5632-72:

• железо (Fe) – преобладающая основа;
• углерод (С) – 0,6 – 0,7 %;
• кремний (Si) – 0,2 – 0,5%;
• марганец (Mn) – 0,25 – 0,8 %;
• хром (Cr) – 12 – 14 %.

Соотношение железа и углерода обеспечивает требуемый уровень твердости и прочности стали. Добавки остальных компонентов улучшают другие свойства сплава:

• Хром обеспечивает стойкость к коррозии.
• Кремний способствует упругости.
• Никель добавляет вязкости.
• Молибден препятствует хрупкости, повышает прочность.
• Ванадий улучшает показатели прочности.
• Марганец придает жесткости.

Предел прочности

Величина характеризует способность стали сопротивляться деформациям и разрушению. Временное сопротивление (предел прочности) σ_в – напряжение в момент максимальной нагрузки, перед разрывом испытуемого образца.

Предел текучести

Это величина напряжения, при котором происходит рост деформации при постоянной нагрузке. Для стали 65Х13 предел текучести равен 620 МПа.

Ударная вязкость

Вязкость стали – это умение материала гасить механическую энергию внешнего воздействия за счет пластической деформации. Ударная вязкость КС показывает способность материала к хрупкому разрушению.

Этот показатель в кДж/м² определяют при динамических испытаниях надрезанных образцов стали на маятниковом копре. Ударная вязкость демонстрирует надежность материала при соответствующих нагрузках, его чувствительность к появлению трещин.

Температура эксплуатации

• Отжиг стали – нагрев, выдержка и медленное охлаждение. Цель обработки – уменьшение твердости для более легкой обработки, для оптимизации структуры и повышения однородности материала.
• Нормализация стали – нагрев выше критической температуры, выдержка и охлаждение на воздухе с целью создания однородной мелкозернистой структуры материала и улучшения пластичности и ударной вязкости.
• Закалка стали – нагрев выше предельной температуры и последующее быстрое охлаждение. Материал увеличивает прочность, но приобретает хрупкость. Для снижения хрупкости и повышения пластичности и вязкости сталь после закалки подвергают отпуску.
• Отпуск – нагрев в печи в определенном температурном интервале и последующее медленное остывание.

Для снижения твердости стали 65Х13 ее нагревают в зависимости от вида печи от 650 до 750 ^оС. Однородную, равномерную структуру перлита получают нагреванием и в интервале 680–730 ^оС. Улучшения пластичности перед ковкой добиваются отпуском при 730–750 ^оС.

Конечные фазы термообработки – мартенсит, аустенит, первичные карбиды – получают нагревом стали до 1040–1050 ^оС, остыванием в масле и последующим отпуском. После закалки сталь приобретает твердость 52–55 HRC, которая сохраняется до температуры 300–350 ^оС, затем снижается.

Пластическая деформация стали 65Х13 возможна только в горячем состоянии. Холодная допустима только после предшествующего отжига. Устойчивость к нагреванию и образованию окалины сохраняется до температуры 350–400 ^оС.

Механические свойства материала

Физико-механические свойства определяют для стали 65Х13 (после стадии прокатки), без термической обработки, при комнатной температуре:

• предел прочности – 820 МПа;
• предел текучести – 620 МПа;
• плотность – 7650 кг/кв.м;
• относительное удлинение в зависимости от отжига – 12,5–20 %;
• модуль Юнга (способность к сжатию/растяжению) – 2140 МПа;
• твердость по Бринеллю – не более 297 НВ.

Выплавку стали с заданными свойствами и характеристиками производят в электродуговых печах. Для небольших партий продукта возможно применение процесса электрошлакового переплава.

Отпускная хрупкость

При отпуске закаленной стали увеличение температуры повышает качество обработки стали. Из этого правила есть два исключения, когда рост температуры дает снижение ударной вязкости. Этот недостаток называется отпускной хрупкостью.

Отпускная хрупкость второго рода (обратимая) появляется при наличии трех условий:

1. нагрева стали выше 500 градусов (высокая отпускная обработка);
2. легированной стали с высоким процентом хрома, никеля или марганца;
3. медленного охлаждения.

Для борьбы с данным недостатком применяют два метода:

1. После появления отпускной хрупкости повторяют нагрев сплава в масле и проводят ускоренное охлаждение.
2. Во время отпускной обработки в сплав добавляют молибден (Мо) и вольфрам (W), затем производят отпуск по установленному порядку.

Свариваемость

Сталь 65Х13 входит в четвертую группу сплавов, трудно поддающихся сварке, имеющих тенденцию к образованию трещин. Перед сваркой и после сплав подвергают термической обработке, во время сваривания нагревают.

Группа

Положения ГОСТ 5632-72 относят сталь 65Х13 к первой группе коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей. Сплав не подвержен ржавчине под действием химических, электро-химических факторов. Сталь имеет мартенситную структуру и относится к одноименному классу сталей.

ГОСТ

Требования к качеству и химическому составу нержавеющей стали 65Х13 закреплены в ГОСТ 5632-72. В нормативном документе приведена классификация сталей и сплавов по основным свойствам и структуре.

Дана расшифровка марок стали, химического и количественного состава. Перечислены области применения включенных в ГОСТ сплавов.

Цена в 2021 году

Сплав 65Х13 реализуется по доступной цене:

• Лист стальной, 3 мм – 106 400 руб за тонну.
• Лист стальной, конструкционный, 22 мм – 200 руб/кг.

Область применения: ножи и иные режущие изделия

Высокопрочная нержавеющая сталь 65Х13 используется для производства режущих инструментов:

• бытовых и профессиональных ножей;
• медицинских скальпелей;
• пил;
• бритвенных лезвий.

Легкая заточка, нейтральность к действию обычной и морской воды, стойкость к ударным воздействиям и истиранию, долговечность, недорогая цена обеспечили сплаву лидерство в применении и высокий спрос на потребительском рынке.