Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какую сталь выбрать для ножа? Описание ножевых сталей

Какую сталь выбрать для ножа? Описание ножевых сталей

Какую сталь выбрать для ножа? Описание ножевых сталей

440, 65Х13, 420, 8CR13MOV и другие страшные цифры. В чем разница, преимущества и недостатки? Предлагаю разобраться в данной статье про бюджетные ножевые стали.

Последнее время я стал наблюдать, что большинство людей при выборе ножа сталкиваются с невероятным количеством ножевых сталей и попросту теряются, не зная на чем остановиться и клинок из какого материала будет лучше справляться с поставленными задачами. Эти вопросы навели меня на мысль, что можно поделиться личным опытом, попробовать помочь людям разобраться в этом деле. Сразу оговорю, что опытным ножеманам статья не будет сильно полезна, я не собираюсь сравнивать гору непонятных цифр, процентных соотношений и тп. Предлагаю разобраться простыми словами и расставить все точки над i.

В данной статье речь пойдет о самых популярных недорогих ножевых сталях, ножи из которых можно встретить в любом магазине.

Учимся расшифровывать ножевые стали

История производство ножевой стали исчисляется веками, так как хороший клинок во все времена служил не только для охоты или обороны, но был и своеобразным вложением капитала, стоимость которого росла год от года. Широко востребованная современная ножевая сталь для успешного производства требует серьёзных знаний характеристик металлических сплавов и целого ряда передовых технологий.

Cталь — это в первую очередь сплав железа с углеродом. Если последнего вещества слишком много, то образуется чугун. Если наоборот мало, то получается жесть. А сталью называется сплав с одинаковым количеством обеих компонентов. Различные типы стали определяются в первую очередь не пропорциям углерода и железа, а легированием добавками и примесями, которые наделяют заготовку различными свойствами. Вот про эти добавки и примеси пойдёт речь.

Основные элементы

Среди наиболее часто используемых химических элементов, которые встречаются в стальных сплавах, стоит отметить следующие:

  • Углерод (С) — У
  • Хром (Cr) — Х
  • Никель (Ni) — Н
  • Ванадий (V) — Ф
  • Молибден (Mo) — М

Эти символы можно встретить в большинстве маркировок сталей, которые встречаются на современном ножевом рынке. Особенно это касается сталей российского или китайского производства, например: Х12МФ, 8Cr13MoV, У8, 65Х13 и т.д. Давайте разберем подробнее влияние тех или иных элементов на сталь.

Углерод — главный элемент, определяющий свойства стали. Именно благодаря углероду сталь способна принимать закалку. От количества углерода зависит твёрдость и прочность стали для ножей, хотя он же повышает склонность стали к коррозии. Относительно стали для ножей, нас интересуют стали с количеством углерода не меньше 0.6%. Именно с этой отметки сталь может принимать закалку на нормальную твёрдость. Правда производители часто используют стали и с количеством углерода 0.4%-0.6%, как правило, на кухонных и просто недорогих ножах.

Читайте так же:
Как сделать керхер в домашних условиях

Хром — следующий по распространённости в сталях элемент. Хром помогает сплаву сопротивляться коррозии и делает её нержавеющей. Официально сталь считается «нержавеющей» если хрома в ней не меньше 14%. Но помимо своего главного свойства Хром имеет негативное влияние на прочность стали.

Никель — так же повышает коррозионную стойкость стали и способен несколько повысить прочность. В комбинации с хромом и молибденом никель еще больше повышает способность сталей к термическому упрочнению, способствует повышению вязкости и усталостной прочности сталей. Много никеля присутствует, например, в стали Н1.

Ванадий — замечательный элемент, способный улучшать свойства многих сплавов. Улучшает прочность и значительно повышает износостойкость стали. Его добавляют в быстрорежущие и инструментальные стали. Для нас это означает, что сталь для ножа будет дольше держать заточку при резе картона, войлока, канатов и других подобных материалов. Но нож будет тяжелее точиться. Самые известные стали обогащенные ванадием — это порошковые сплавы марки Crucible американского производства, такие как: CPM S30V, CPM S90V и подобные им.

Молибден — используется как легирующая добавка, повышающая жаропрочность и коррозионную стойкость стали. Молибден усиливает действие хрома в сплаве, улучшает прокаливаемость, делает состав более равномерным. По сути, улучшает почти все свойства сплава. Молибден обязательный элемент в быстрорежущих сталях. Стали с добавкой молибдена используются для изготовления деталей работающих в агрессивных средах и при высокой температуре. То есть в химической промышленности, в деталях реактивных двигателей. Нож из самолётной турбины уже стал своеобразной притчей. Те стали, из применяемых в производстве ножей, в составе которых имеется этот элемент, зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Стоит отметить такие стали, как американскую CPM 154CM и японскую ATS-34, в которых содержание молибдена не меньше 4%. По задумке, 154CM изначально и предназначалась для тех самых турбин.

Ножевые стали

Дополнительные примеси

Следующие элементы тоже зачастую используются во многих современных сплавах, но обычно в куда меньших количествах. Тем не менее они способны оказывать непосредственное влияние на характеристики сплава:

  • Вольфрам (W) — В
  • Кобальт (Co) — К
  • Азот (N) — А
  • Марганец (Mn) — Г
  • Кремний (Si) — C

Вольфрам — металл с самой высокой температурой плавления из всех металлов. Используется во множестве всевозможных приборов и отраслей, от лампочек до ядерных реакторов. Вольфрам, неотъемлемый элемент в составе быстрорежущих сталей. Помимо устойчивости к температурам, сталь для ножа получает свойства, положительно влияющие на твёрдость и износостойкость.

Читайте так же:
Как просверлить большое отверстие в металле

Кобальт — ещё один металл с множеством применений, от корма для коров до космических кораблей. В некоторых количествах кобальт добавляется в быстрорежущие стали и твёрдые сплавы. Кобальт можно встретить в таких популярных ножевых сталях, как N690 (и других сплавах концерна Böhler-Uddeholm) а также японской стали VG-10 в количестве около 1.5%.

Азот — применяют в сталях как заменитель углерода и никеля. Азот повышает стойкость к коррозии и износостойкость стали для ножа. И позволяет стали с очень низким содержанием углерода принимать закалку. Например японская сталь Н1, в которой всего лишь 0.15% углерода, но 0.1% Азота позволяют закалять её на 58HRC и делают её практически абсолютно нержавеющей.

Марганец — как полезный и нужный элемент применяется на стадии выплавки стали, способен повышать твёрдость стали. Обычно этот элемент можно встретить в сплавах, из которых изготавливают наиболее прочные вещи — рельсы, танки, сейфы и т.д.

Кремний — ещё один необходимый в производстве сталей элемент. Он удаляет из металла кислород. Ну и заодно несколько повышает прочность и коррозионную стойкость.

Прочие элементы

Дополнительные примеси, которые изредка можно встретить в ножевых сталях, но которые тоже стоит упомянуть:

  • Сера (S)
  • Фосфор (P) — П
  • Ниобий (Nb) — Б
  • Цирконий (Zr) — Ц
  • Лантан (La)
  • Цезий — (Cs)
  • Неодим (Nd)
  • Медь (Cu) — Д
  • Титан (Ti) — Т
  • Алюминий (Аl) — Ю

Сера — это совсем не полезный элемент, она снижает механические свойства стали и уменьшает стойкость стали к коррозии. Поэтому серы в сталях обычно очень мало (не превышает 0,02-0,03%), лишь то, что не удалось удалить из стали в процессе её производства. Однако сера может быть добавлена, чтобы повысить обрабатываемость каких-нибудь жутко износостойких сталей.

Фосфор — вредная примесь, в стали ему не место, а особенно в стали для ножа, ибо он повышает хрупкость и снижает механические свойства стали. Фосфор стараются удалить из стали.

Ниобий — повышает коррозионную стойкость и износостойкость стали. Ниобий в сталях (или стали с ниобием) жуткая экзотика, но его можно найти, например, в сплаве CPM S110V.

Цирконий — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали , измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Читайте так же:
Как сделать самодельный домкрат своими руками

Лантан — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Цезий — способствуют уменьшению содержания серы в стали , улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали.

Медь — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Титан — может добавляться в сплавы для повышения прочности, стойкости к коррозии и температурам. В ножевых сталях титан, как добавка в принципе не актуален, так как количества его там ничтожные.

Алюминий — повышает жаростойкость и стойкость к окалине.

Далеко не у каждой современной стали в названии имеются обозначения, указывающие на её состав, поэтому внимательно ознакомьтесь с их описанием или хотя бы с аналогами.

СТАЛЬ AUS — 10

AUS-10.jpg

Отличная японская сталь для производства клинков, отличается высокой износостойкостью, прочностью и твердостью. Ножи из стали AUS – 10 отлично режут и долго не тупятся, но при длительном контакте с влагой или солью возможно появление ржавчины. В таком случае тут решение достаточно простое – твёрдый слой стали помещается в обкладки из мягкой нержавеющей стали. Обкладки смягчают нагрузки на рабочий слой, дают дополнительную защиту от коррозии (все ножевые стали «нержавеющие» лишь условно), а если они выполнены из промышленного нержавеющего дамаска, то ещё и украшают нож. Несмотря на высокую твёрдость, точится и правится AUS – 10 достаточно легко. Если не уверены в своих силах, можно обратиться к профессионалу.

Применение

Вследствие достаточно высокой износостойкости и стойкости от коррозии в умеренно влажных средах сталь 65Х13 используют для изготовления:

  • Стоматологических и хирургических инструментов;
  • Кухонных ножей;
  • Бритвенных лезвий;
  • Металлообрабатывающего инструмента в дисковых пилах по дереву или пластичному металлу.

Относительно невысокое процентное содержание углерода позволяет вести лёгкую заточку режущих инструментов, при этом, даже в бытовых условиях, качество кромки лезвий сохраняется на первоначальном уровне. Морская вода существенно не влияет на коррозию, поэтому ножи из данной стали находят применение среди водолазов и дайверов. Широкому распространению изделий из 65Х13 способствует также их дешевизна и стойкость от образования пятен на полированной поверхности.

Назначение легирующих компонентов

Для того чтобы изготовить нержавеющую сталь 440 типа, необходимо легировать железо с помощью дополнительных элементов. Легирование ‒ оно же добавление полезных примесей ‒ необходимо для повышения качеств материала: большей гибкости или большей твердости.

Листовая нержавеющая сталь 440 делается на основе:

  1. Хрома ‒ хромирование, как средство от ржавления даже при повышенной влажности, повышение прочности в несколько раз.
  2. Марганца и Кремния ‒ предотвращение окисления во время плавления под температурами более 1600 градусов, удержание предельной планки твердости материала.
  3. Молибдена ‒ закаливание материала, повышение износостойкости, способствование качественному прокаливанию и закалке без трещин.
  4. Серы и Фосфора ‒ добавление полезных примесей.
Читайте так же:
Как делать антенна самому

Сталь 65х13 для ножей плюсы и минусы

В разговоре о несовершенствах необходимо упомянуть ряд деталей.

  1. Момент первый. Существует расхожее мнение, что сталь 65×13 не очень твердая и изделия подвержены деформации при небольшой нагрузке. Для обозначения показателя твердости стали специалистами используются единицы Роквелла. Для рабочих ножей он должен находиться в интервале от 40 до 60 единиц. В данном случае этот показатель составляет 57-59 HRC, т. е. практически идеален. Однако встречаются недобросовестные производители, нарушающие технологию изготовления и выполняющие некачественную закалку. В худшем варианте они заменяют сталь 65×13 другой, менее качественной. Визуально покупатель не может проконтролировать этот момент. Становятся понятны претензии потребителей к «мягкости» лезвия.
  2. Второй момент. Если использовать нож по назначению, претензий к качеству не возникнет. Вы должны четко понимать, для каких целей покупаете нож, и перечислить задачи, стоящие перед ним. Если необходим недорогой рабочий или подарочный вариант, не предполагающий значительных нагрузок на клинок и его режущую часть, тогда ножи из стали 65×13 станут оптимальным вариантом. Однако для высоких нагрузок лучше выбрать нож из стали другой марки.
  3. Третье — производитель. На рынке огромное количество контрафакта из Китая. Заявленная маркировка 65×13 в реальности может оказаться чем угодно. Кроме того, китайские производители часто перекаливают сталь, изделие становится хрупким. Самые незначительные нагрузки в таком случае ведут к деформации клинка или его поломке.

Термическая обработка ножей

Именно на этом этапе клинку сообщаются те физико-механические характеристики, которые важны для эксплуатационной долговечности ножа. Среди наиболее часто встречающихся дефектов ножей следующие:

  • Хрупкое выкрашивание режущей кромки;
  • Трещинообразование;
  • Пластический изгиб лезвия;
  • Недостаточная твёрдость (затупление или смятие).

Соответственно этому подбирается режим термической обработки. При этом учитывается также и материал ножа.

Далее рассматриваются нюансы термообработки ножей из сталей всех групп, перечисленных ранее.

Ножи из нелегированных инструментальных сталей

Ножи из нелегированных инструментальных сталей. Чаще применяют стали марок для ножей У7, У8А, У9. Ковка таких заготовок производится в температурном диапазоне 11000С…8500С (здесь, и далее первая цифра соответствует температуре начала технологической операции, а вторая – температуре её завершения).

При нарушении температурного режима в стали образуются трещины, как внешние, так и внутренние.

Читайте так же:
Как правильно класть сварочный шов электросваркой видео

Закалку таких сталей производят с температур 780…8500С, причём с целью снижения окислообразования применяют солевые ванны с расплавами солей BCl2, MgF2 и NaCl. Это снижает упругую деформацию клинка, и практически не влияет на остаточную прочность лезвия. После закалки производят отпуск клинка от температур 150…2000С на твёрдость HRC 63…65.

Готовый нож из таких сталей будет иметь наименьшую себестоимость производства, но и минимальную стойкость, кроме того, ножи из нелегированных сталей не отличаются высокой устойчивостью от коррозии. Положительная особенность – отличная гибкость клинка – позволяет изготавливать из таких сталей достаточно длинные лезвия (при соотношении длины к толщине 1000:1 и даже более).

Ножи из среднелегированных сталей пониженной теплостойкости

Марки стали для ножа. Как выбрать

Ножи из среднелегированных сталей пониженной теплостойкости. Для изготовления чаще принимают стали марок для клинка ножа типа 4ХС, 9ХС, ХВГ, Х6ВФ, 6Х3ФС и им подобные. Наличие хрома обуславливает повышенную твёрдость готового изделия в сочетании с повышенным пределом текучести, который, к тому же, мало зависит от температуры на режущей кромке ножа. Кроме того, клинки, изготовленные из таких сталей, отличаются повышенной размерной точностью, на значение которой не влияет режим термической обработки.

Нагрев под ковку заготовок из таких сталей производят в довольно узком диапазоне температур: от 1100…11200С до 750…7800С, что обуславливается интервалом аустенитных превращений в данных сталях, с одной стороны, и влиянием легирующих элементов – с другой. Более жёсткими являются и требования к технологии самой закалки: её ведут при 830…8500С на конечную твёрдость 63…65 HRC. Но такая твёрдость для лезвия клинка неприемлема, поскольку резко снижается его упругость, поэтому далее обязательно производится отпуск при 170…2000С. В качестве закалочной среды используют масло; скорость охлаждения клинка при этом несколько снижается, что обезопасит изделие от излишней хрупкости при последующем использовании. Подобная технология применяется и при изготовлении ножей из шарикоподшипниковых сталей типа ШХ6, ШХ9 или ШХ15.

Ножи из рессорно-пружинных сталей

Ножи из рессорно-пружинных сталей типа 70ХФ, 60С2 или нелегированных сталей марок 75, 80 отличаются высокими упругими показателями, что определяется высоким процентом углерода и легирующих элементов, способствующих повышению твёрдости – кремния и марганца. При высоких показателях твёрдости (от 54…58 НRC) такие стали характеризуются повышенными упругими свойствами. Это достигается закалкой со средним (400…5000С) отпуском.

Однако ножи, изготовленные из сталей перечисленных марок, не рекомендуется применять при повышенных температурах более 2000С, из-за склонности к разупрочнению.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector