ГлавнаяСталНержавеющая высокоуглеродистая сталь

    Высокоуглеродистая сталь. Нержавеющая высокоуглеродистая сталь


    Все о ножах и ножевых сталях

    30.05.2011 О ножевых сталях

    Сталь - сердце клинка. На современном рынке есть огромное количество прекрасных сталей. Конечно сталь, сама по себе, не является единственным показателем качества ножа. Закалка клинка, его форма, форма рукояти, материалы из которых сделаны все компоненты ножа - вместе эти характеристики определяют, каков нож будет в использовании. Большинство этих характеристик трудно оценить предварительно. Вы не можете сказать, глядя на нож, насколько хорошо закалён клинок, и вы не можете определить, насколько форма лезвия и рукояти будут удобны в работе. Что до стали, то, зная её состав, вы можете оценить её качества и соответственно сделать какие-то предположения о возможном качестве клинка.

    Но не стоит ошибаться, придавая основное значение стали клинка. Нож больше, чем сталь, и важно не забывать об этом. Кроме того, многие современные стали настолько хороши, что производители при проектировании ножа могут уделить большее внимание  иным факторам, нежели незначительное увеличение качества стали.

    С практической же точки зрения можно утверждать, что клинок из слишком мягкой стали будет быстро тупиться и изнашиваться, т.е. будет непрактичен; клинок же из слишком твёрдой стали, при высоком содержании углерода, будет крошится, при нагрузках. Потому при выборе стали клинка ,как нигде важен выбор именно «золотой середины». Более детально далее.

    СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ СПЛАВОВ

    Если говорить примитивно, то сталь - это сплав железа с углеродом. Если углерода слишком много, то получается чугун. Если слишком мало, то это называется жесть. Все, что посередине - можно назвать сталью. Ее различные типы определяются не только и не столько пропорциями железа и углерода, сколько различными добавками и примесями, которые придают стали различные свойства. Ниже приведены в алфавитном порядке типы стальных сплавов, которые содержат следующие основные компоненты:

    Углерод: Присутствует во всех типах сталей как основной элемент, придающий твердость и жесткость. При содержании углерода более 0,5% сталь называется высокоуглеродистой.

    Хром: придает сплаву износостойкость, способность к закаливанию, и, что самое важное, устойчивость к коррозии. Сталь с содержанием не менее 13% хрома принято называть "нержавеющей". Хотя, несмотря на это наименование, любая сталь может ржаветь, если за ней не ухаживают должным образом. С другой стороны добавление хрома в больших количествах уменьшает твёрдость стали.

    Магний: важный элемент сплава, придает металлу зернистую структуру, и увеличивает прочности клинка, а также твёрдость и износостойкость. Добавляется в сталь в процессе проката и ковки. Присутствует во всех ножевых стальных сплавах, за исключением типов A-2, L-6, и CPM 420V.

    Молибден: твердоплавкий элемент, предотвращает ломкость и хрупкость клинка, придает стойкость к нагреву. Присутствует во многих сплавах. Так называемые "закаливаемые на воздухе" стали содержат не менее 1% молибдена, который делает возможным такой типа закалки.

    Никель: Увеличивает прочность. Присутствует в сталях L-6, AUS-6, AUS-8 и 8Cr13MoV.

    Кремний: Увеличивает твёрдость стали. Также как и магний, добавляется в процессе ковки и проката.

    Сера: Нежелательный элемент в ножевой стали. Она улучшает обрабатываемость клинка, но уменьшает его прочность.

    Вольфрам: Придает лезвию износостойкость. При сочетании с хромом или молибденом, вольфрам улучшает режущие свойства клинка.

    Ванадий: Увеличивает износостойкость и прочность. Твердоплавкий элемент повышенной твердости, который необходим при изготовлении мелкозернистой стали, которая позволяет сделать очень острое лезвие. Многие сплавы содержат ванадий, но наибольшее его содержание - в марках M-2, Vascowear, а также CPM T440V и 420V (в порядке убывания содержания ванадия)

    УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛЬНЫЕ СПЛАВЫ (НЕ-НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ)

    Чаще всего лезвия ножей из такой стали кованные. Нержавеющая сталь также может коваться (производители вроде Шона МакВильямса делают кованную "нержавейку"), но это очень тяжело. Также добавим, что углеродистая сталь может быть по выбору закалена либо отпущена для придания лезвию твердости режущей кромки и при этом упругости. Нержавейка не может быть так просто обработана по своему усмотрению. Конечно, углеродистая сталь гораздо более быстро ржавеет, чем нержавеющая. Также она часто немного проигрывает нержавеющей по многим параметрам. Тем не менее, при правильной закалке, эти стали бывают очень хороши. Ниже приведены марки таких сталей.

    По обозначениям системы AISI, стали с номерами 10хх - углеродистые, а остальные номера являются легированными сплавами. Например, серия маркировок 50хх будет сталями с хромом.

    По системе SAE, стали с буквенными индексами (например, A-2, W-2) являются инструментальными.

    Также существует классификация ASM, но она гораздо реже встречается и используется, и здесь ей не будет уделено внимания.

    Чаще всего, последние цифры обозначения стали близки к содержанию в ней углерода. Так, в стали 1095, скорее всего, примерно 0,95% углерода, в стали 52100 - около 1,0%, в стали 5160 - около 0,6%.

    Сталь D-2 (аналог Х12МФ)

    Сталь D-2 иногда называют "полу-нержавеющей". В ней достаточно высокий уровень содержания хрома (12%), но этого не достаточно, чтоб классифицировать её, как нержавеющую. Это самая стойкая к коррозии саль из всех углеродных. Кроме того клинок ,сделанный из этой стали, отлично держит заточку. Но она менее прочная, чем другие стали этого раздела. Из-за своих отличных качеств эту сталь использовали многие известные производители. Например Боб Дозер (Bob Dozier) и Benchmade в одной из версий ножа Axis AFCK.

    M-2

    Так называемая "высокоскоростная" сталь, сохраняет свои свойства (и химический состав) даже при очень высоких температурах, и поэтому используется в промышленности при работах с резкой при сверхвысоких температурах. Она немного твёрже и немного более износостойкая, чем D-2. Однако она легко ржавеет. Компания Benchmade использовала сталь М-2 в одном из вариантов AFCK, но на данный момент прекратила.

    A-2

    Это отличная самозакаливающаяся инструментальная сталь, она твёрже D-2 и M-2, но менее износостойка. Самозакаливание, или «закаливание на воздухе», не позволяет дополнительно закаливать/отпускать ее. Ее выдающаяся прочность делает ее часто используемым материалом для боевых ножей. Крис Рив (Chris Reeve) и Фил Хатсфилд (Phil Hartsfield) оба используют А-2.

    O-1

    Отличная сталь, которая хорошо воспринимает и держит воронение лезвия, и при этом очень прочная. Однако, она быстро ржавеет. Сталь О-1 используется в ножах Randall и Mad Dog.

    W-2

    Вполне твердая и хорошо держащая заточку сталь, благодаря содержанию 0,2% ванадия. Большинство напильников сделано из марки W-1, которая является той же W-2, но без содержания ванадия.

    Серия сталей, номера которых начинаются начинающихся с "10": 1095, 1084, 1070, 1060, 1050 и так далее.

    Большая часть марок, номера которых начинается с десятки, создана специально для изготовления ножей, однако сталь 1095 используется в ножевых лезвиях наиболее часто. Если выстроить по порядку марки начиная с 1095 и до 1050, в общем можно сказать, что при убывании номера убывает количество углерода в стали, она хуже держит заточку лезвия и становится более вязкой. Поэтому чаще всего марки 1060 и 1050 используются для изготовления мечей. Для ножей 1095 считается "стандартной" маркой углеродистой стали, не самой дорогой и при этом с хорошими качествами. Также эта марка обладает достаточной твёрдостью и легко точится, но при этом легко ржавеет. Это простая марка стали, содержащая, кроме железа, еще один-два элемента - около 0,95 углерода и иногда около 0,4% магния. В ножах Kabar часто используется марка 1095 с черненым покрытием.

    Carbon V

    Это торговая марки стали, принадлежащее компании Cold Steel. Она не ограничивается одной какой-то определенной сталью, а обозначает весь подобный тип сплавов, используемых этой компанией. Маркировка имеет дополнительные индексы для отличия конкретной марки сплава. По свойствам Carbon V - это нечто среднее между О-1 и 1095, и при этом ржавеет примерно как О-1. Многочисленные инсайдеры от металлургии настойчиво утверждают, что это 0170-6. Некоторые испытания ("искровые пробы") показали близость к 50100-В. Между 50100-Би и 0170-6 практически нет разницы (это фактически одна и та же сталь), так что действительно похоже, что к ним можно приравнять и Carbon V.

    0170-6 / 50100-B

    Это одна и та же марка стали - 0170-6 (по классификации металлургов) и 50100-В (по классификации AISI). 0170-6 является хорошим хромо-ванадиевым стальным сплавом, который отчасти похож на О-1, но гораздо менее дорогой. Ныне покойный Блэкджек делал некоторые ножи из 0170-б, и Carbon V от Cold Steel, возможно, является этой же маркой стали. 50100 - это та же сталь 52100 с примерно третью ее хрома, а приставка "-В" в маркировке 50100-В указывает на то, что эта сталь была изготовлена с использованием ванадия и является хромо-ванадиевым стальным сплавом.

    L-6

    L-6 марка сталей для ленточных пил, очень прочная и хорошо держащая заточку, но легко ржавеющая. Как и О-1,она очень податлива для ковки. Это одна из лучших сталей для изготовления ножей, особенно там, где требуется прочность.

    5160

    Эта марка стали очень популярна у кузнецов и сейчас используется в производстве ножей разных типов, особенно в ножах с большими клинками, для которых важна высокая прочность. По существу, это простая по составу пружинящая сталь с добавлением хрома для лучшей закаливаемости. Хорошо держит заточку, но известна в основном благодаря своей выдающейся прочности (как L-6). Часто используется для изготовления мечей благодаря своей прочности, а также является материалом для изготовления высокопрочных ножей.

    52100

    Это шарикоподшипниковая марка стали, и также часто используется для ковки. Похожа на марку 5160 (однако содержит около одного процента углерода, тогда как 5160 - около 0,6%), но лучше держит заточку. При этом она не такая прочная, как 5160, и чаще используется для изготовления охотничьих ножей, а также других ножей, которые должны обладать немного меньшей прочностью, чем сделанные из стали 5160, в пользу лучшего сохранения остроты лезвия.

    CPM 10V

    Используется в ножах подходящих для тяжёлой работы, имеет грязеотталкивающие свойства. 10V обеспечивает невероятную износостойкость, а вязкость ,как у D2. Это хороший выбор для максимальной износостойкости, но не супер твердости.

    Vascowear

    Очень редкая марка стали, с высоким содержанием ванадия. Слишком тяжелая в обработке, но очень износостойкая марка. В производстве практически не встречается.

    "НЕРЖАВЕЮЩАЯ" СТАЛЬ

    Помните, что любая сталь может ржаветь. Но так называемые "нержавеющие" стали благодаря добавке не менее 13% хрома, имеют значительную стойкость к коррозии. В ножевой промышленности де-факто принят стандарт в 13% хрома, но справочник по металлам ASM говорит, что вполне достаточно "более 10. Возможно это потому, что и более низкая доля хрома с правильно подобранными другими примесями могут дать тот же эффект "нержавейки".

    Ниже представлены нержавеющие стали, сгруппированные согласно их качествам:

    420 и 420J самые мягкие из нержавеющих сталей. Единственный их плюс высокая коррозионная стойкость, из-за чего они часто применяется в изготовлении ножей для подводников. Низкое содержание углерода делает эти стали слишком мягкими и, соответственно, клинки из них плохо держат заточку. Из-за простоты обработки часто используются для очень недорогих ножей, поскольку слишком мягкие для изготовления функционального лезвия (например серрейторной заточки).

    440 A и подобные ей стали 7Cr17MoV, 5Cr15MoV, 425M, 65Х13(аналог 425M в России), 420HC, 12C27, и AUS-6А являются следующей группой. Они могут быть закалены лучше предыдущей группы, более прочные и износостойкие, но износостойкость этой группы можно считать просто приемлемой (т. е. клинки из этих сталей будут держать заточку значительно лучше 420-х, но не более чем приемлемо). 440A и 12C27 лучшие из них. AUS-6А интересна тем, что, благодаря количеству ванадия в нём, из неё можно сделать клинок с лезвием, как у бритвы. Что касается китайских 7Cr17MoV и 5Cr15MoV, то первая уступает AUS-6А, а вторая возможно немного превосходит в стойкости к коррозии и немного уступает в твёрдости. 425M и 420HC – самые простые в этой группе.

    8Cr13MoV, Gin-1, ATS-55, AUS-8A и 440C входят в следующую группу. Стали этой группы ещё прочнее предыдущих и более износостойкие. Среди них ATS-55 более всех подвержена коррозии; а AUS-8A, благодаря содержанию ванадия, позволяет лучше заточить клинок, сделанный из неё, но при этом он будет хуже остальных держать заточку. 8Cr13MoV из-за большего содержания углерода, чем в AUS-8A, более твёрдая, но более хрупка из-за этого. Потому её можно считать чуть ниже уровнем, чем AUS-8A. 440C – лучшая в этой группе.

    Следующая группа ATS-34/154CM, VG-10, и S60V. Этой группой начинаются стали топ-класса. Они очень прочные и клинки из них отлично держат заточку, что даёт возможность использовать их в производстве ножей различных видов. Из этой группы VG-10 можно лучше всех заточить, благодаря содержанию ванадия, но заточку при том она будет держать хуже всех в этой группе. S60V – самая износостойкая из этих сталей ,но её жёсткость может быть на уровне 440С, а этот показатель хуже, чем у ATS-34 и 154-CM. Но, всё-равно, S60V лучшая в этой группе, т.к. общая износостойкость стали часто важнее того, как клинок будет держать заточку.

    BG-42, S90V и S30V формируют последнюю группу. BG-42 имеет лучшую износостойкость, чем все предыдущие, за исключением стали S60V. Она твёрже ATS-34 и менее подвержена коррозии. S90V самая износостойкая сталь, из обсуждаемых до сих пор, также твёрже ATS-34 и менее подвержена коррозии. Но её сложно точить. Потому S90V часто используется в эксклюзивных ножах, а не в массовом производстве. При принятии решения о покупке ножа из этой стали, обязательно возьмите во внимание сложность заточки клинка из неё. S30V менее износостойка, чем S90V, но твёрже и клинок из неё легче точить. При этом она более износостойкая, чем BG-42, потому её можно считать самой оптимальной в этой группе.

    А теперь более детально о самих сталях:

    420

    Более низкое содержание углерода (менее 0,5%), чем в 440-х марках, делают эту сталь слишком мягкой и плохо держащей заточку. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости часто применяется для изготовления ножей для подводников. Часто используется для очень недорогих ножей. Кроме как использования в условиях соленой воды, она слишком мягкая чтобы быть хорошим выбором для изготовления ножа.

    420HC

    Это модификация 420, с увеличенным содержанием углерода, приблизительно равным 440A.

    440 A - 440 B - 440C

    Содержание углерода (и твердость соответственно) этого типа нержавеющих сталей возрастает от А (0,75%) к В (0,9%) до С (до 1,2%). Сталь 440С - отличная высококлассная нержавеющая сталь, клинки из которой прекрасно держат заточку, очень твёрдая( обычно закаляемая до 56-58 ед. по Роквеллу). В 80-х 440С была королевой ножевых сталей, пока в 90-х её место не заняла ATS-34. Все три типа 440-й стали хорошо сопротивляются коррозии, причем 440А - лучше всего и 440С - наименьшим образом из этих трех. В ножах SOG Seal 2000 используется сталь 440А, Рендел (Randell) использует сталь 440В для своих нержавеющих ножей. Марка 440С распространена повсеместно и общепризнана как вторая основная ножевая нержавеющая сталь (первой основной считают все же ATS-34). Если Ваш нож маркирован просто "440", скорее всего это наименее дорогая сталь 440А, т.к. если производитель использует более дорогую 440С, он непременно это укажет. По общим ощущениям, сталь 440А (и ей подобные) достаточно хороша для повседневного использования, особенно когда она качественно закалена (есть много хороших отзывов о закалке стали 440А фирмой SOG). Версию 440В можно назвать промежуточным вариантом, а сталь 440С - лучшей из трех.

    425M - 12C27

    Обе марки стали очень похожи на 440А. 425М (0,5% углерода) используется фирмой Buck. Сталь 12С27 (около 0,6% углерода) считается традиционной скандинавской и используется для изготовления финских ножей "пукко", а также норвежских ножей. Очень хороша при правильной закалке, немного более удачный выбор, чем 440A.

    8Cr13MoV

    Китайская сталь по своим свойствам очень похожа на 440B и AUS-8. Содержание углерода в ней 0,8%, что даже больше, чем в AUS-8. Соотношение остальных элементов в этой стали приблизительно такое же, как в AUS-8. Все эти качества, при невысокой цене, сделали эту сталь отличным выбором для производства качественных и недорогих ножей. Потому её используют в недорогих ножах известные производители Spyderco, Kershaw, SOG, Byrd, а также некоторые китайские производители, такие как Sanrenmu, Enlan и др.

    AUS-6 , AUS-8 , AUS-10 (или 6A, 8A, 10A)

    Это японские марки нержавеющей стали, сравнимые с маркой 440А (сталь AUS-6, содержит 0,65% углерода) и со сталью 440B (AUS-8, 0,75% углерода), а также с 440C (AUS-10, 1.1% углерода). Сталь AUS-6 используется компанией Al Mar и является низкоуровневой сталью, как 420J2. Компания Cold Steel использует AUS-8, что сделало эту марку стали довольно популярной. Их закалка такой стали не держит заточку так же хорошо, как ATS-34, она немного мягче и, возможно, чуть прочнее. AUS-8 является конкурентом таким сталям, как ATS-55 и Gin-1. AUS-10 содержит углерода почти столько же, сколько 440С, но несколько меньше хрома, поэтому немного хуже сопротивляется коррозии и, возможно, немного тверже. Является конкурентом такой стали, как ATS-34. Все три эти типа стали содержат примесь ванадия (который отсутствует во всей 440й серии), что добавляет металлу износостойкости и позволяет делать очень острую заточку.

    GIN-1( также называемая G-2)

    Сталь, имеющая чуть меньше углерода, чуть больше хрома и намного меньше молибдена , чем ATS-34. Ранее использовалась в недорогих ножах известной компании Spyderco, которая позже её заменила АТС-55 и AUS-8. Сейчас в недорогих ножах её использует компания Benchmade. В общем G-2 очень хорошая нержавеющая сталь, немного менее износостойкая и твёрдая, чем ATS-34.

    ATS-34, 154-CM

    ATS-34 была самой популярной сталью топ-класса в 90-х. 154-СМ - это американская сталь, которая довольно долгое время не отвечала, ожидаемому производителями ножей, уровню качества, потому они перешли на ATS-34. В данный момент 154-СМ снова отвечает высоким стандартам качества и некоторые компании, поддерживая американского производителя, снова используют её, например Microtech. Сталь ATS-34 - продукт компании Hitachi (хитачи), очень похожа на 154-СМ. Обычно закаляется до 60 Rc. Она хорошо точится и держит заточку, несмотря на такую высокую твёрдость. Не настолько хорошо противостоит коррозии, как стали 400-х марок. Многие мастера используют сталь TS-34, а также в своих ножах высшего класса Spyderco и Benchmade.

    ATS-55

    Похожа на ATS-34, но без содержания молибдена и с добавлением некоторых других элементов. Это очень хорошая ножевая сталь, но немного ниже уровнем, чем ATS-34 и другие стали в её классе: Gin-1(G-2) и AUS-8. Видимо она также хорошо держит заточку, как и ATS-34, но при этом больше подвержена коррозии.

    VG-10

    Еще одна сталь топ-класса, содержащая ванадий. Благодаря содержанию ванадия, клинок из VG-10 можно сделать очень острым, как и из других сталей содержащих ванадий BG-42 и AUS-8. VG-10 более тверда и более устойчива к коррозии, чем ATS-34, а также клинок из неё лучше держит заточку.

    BG-42

    Американский производитель ножей Боб Лавлес (Bob Loveless) объявил о переходе на эту марку с ATS-34. BG-42 очень похожа на ATS-34, но есть два основных отличия: в ней в два раза больше магния, и 1,2% ванадия (которого в ATS-34 вообще нет), благодаря чему клинок из этой стали может держать заточку лучше клинка из ATS-34. Крис Рив (Chris Reeve) перешел на использование BG-42 с ATS-34 в своих ножах Sebenzas.

    S60V (CPM T440V) - S90V (CPM T420V)

    Эти две стали великолепно держат заточку (лучше xtv ATS-34). В обеих сталях высокое содержание ванадия, благодаря чему они невероятно износостойки, но клинки из тяжело точатся. Компания Spyderco является одним из основных потребителей CPM T440V и изготавливает как минимум одну модель этой стали. При этом они закаляют её до 55-56 Rc, чтоб при достаточной твёрдости, клинок легче точился. 420V - это сталь компании CPM, аналог стали 440V, с меньшим содержанием хрома и удвоенной долей ванадия, более износостойкая и более прочная, чем 440V. Возможно, она самая износостойкая сталь из всех используемых в производстве ножей, но из-за сложности в обработке в основном используется мастерами, а не в серийном производстве.

    CPM S30V

    Специально разработанная для производства ножей сталь. Износостойка почти как S90V, при разумной твердости (~ 59-60 Rc). Эти характеристики делают S30V одной из самых интересных нержавеющих сталей. Например Крис Рив (Chris Reeve) перешел с BG-42 на S30V. Будет ли эта сталь новой королевой универсальных ножевых нержавеющих сталей? Мы узнаем об этом в ближайшие несколько лет.

    400-х-сотая серия нержавеющих сталей

    Компания Cold Steel, прежде чем начать использовать AUS-8, продавала многие свои изделия под маркировкой "400 Series Stainless". Другие производители ножей также иногда используют этот термин. На самом деле обычно под этим термином скрывается недорогая сталь 440А,хотя ничто не ограничивает компанию в использовании любой другой стали марки 4хх, например, 420 или 425М, и называть это "сталь 400-сотой серии".

    tactic.in.ua

    О стали ножей Mora

    Углеродистые Клинки Mora

    Углеродистые клинки Mora.Длинна лезвия от 73 до 152 мм. Толщина 2 мм.Заточка от Mora, угол заточки 25-30 градусов.

    Mora использует сталь шведского производителя Sandvik, в основном марки "12 с 27". Сталь этой марки содержит 0,6 % углерода и 13,5 % хрома. После специальной закалки жидким азотом при температуре -80°C, твёрдость клинка из стали Sandvik "12 с 27" достигает 59-60 HRC по Роквеллу.

    Ножи из нержавеющей стали используемые в пищевой промышленности, делаются из мартенситной стали, которая в отличии от аустенитной может быть закалена до 57 HRC по шкале Роквелла. Такие ножи прекрасно подходят для использования на кухне, так как обладают прекрасной стойкостью к коррозии и слегка мягковаты. Нержавеющая сталь содержит от 0,4 до 0,7 % углерода и от 13 до 18 % хрома. Углерод необходим для твёрдости клинка, а хром для предотвращения коррозии, ржавчины.

    Клинок из углеродистой стали, закаляется до 59-60 HRC по шкале Роквелла. Он обладает максимальной остротой, какую только можно достичь за такую цену. Однако углеродистая сталь ржавеет и со временем покрывается оксидной, серой или коричневой плёнкой, правда оксидная плёнка в отличии от ржавчины не оказывает никакого негативного влияния на клинок. На фабрике, ножи из углеродистой стали предназначенные на экспорт обычно покрываются маслом для защиты от ржавчины.

    Модифицированная углеродистая сталь это промежуточный вариант между углеродистой и ламинированной сталью. Закаляется она до 59-60 HRC по шкале Роквелла, при этом обладает более мягкой поверхностью, что значительно повышает стойкость к растяжению. Однако такая сталь не так гибка как ламинированная.

    Ламинированная сталь самая качественная. Сердцевина клинка делается из чрезвычайно твердой углеродистой стали и покрывается более мягкой легированной сталью. После закалки твёрдость клинка достигает 61 HRC по шкале Роквелла. Такой клинок прекрасно сохраняет заточку, остр как бритва и долговечен.

    moraknives.narod.ru

    Высокоуглеродистая сталь — с русского

    См. также в других словарях:

    • Высокоуглеродистая сталь — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отмет …   Википедия

    • ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ — нелегированная сталь, содержащая более 0,6% С. смотри Углеродистая сталь …   Металлургический словарь

    • Высокоуглеродистая сталь — нелегированная сталь, содержащая более 0,6% C …   Энциклопедический словарь по металлургии

    • Сталь — (Steel) Определение стали, производство и обработка стали, свойства сталей Информация об определении стали, производство и обработка стали, классификация и свойства сталей Содержание Содержание Классификация Характеристики стали Разновидности… …   Энциклопедия инвестора

    • Сталь — У этого термина существуют и другие значения, см. Сталь (значения). Сталь Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ… …   Википедия

    • Дамасская сталь — У этого термина существуют и другие значения, см. Дамаск (значения). Клинок (нож), имитация дамасской стали Дамаск (дамасская сталь)  вид стали с видимыми …   Википедия

    • Пружинная сталь — это низколегированный сплав, среднеуглеродистая или высокоуглеродистая сталь с очень большим пределом текучести. Это позволяет изделиям из пружинной стали возвращаться к исходной форме несмотря на значительный изгиб и скручивание. Большинство… …   Википедия

    • Конструкционная сталь — Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону (СССР/Россия). Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов …   Википедия

    • Нержавеющая сталь — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C …   Википедия

    • Жаростойкая сталь — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C …   Википедия

    • Жаропрочная сталь — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C …   Википедия

    translate.academic.ru

    KnifeHelp - Александр Марьянко. Нержавеющая сталь.

    Александр Марьянко. Исторический обзор. Нержавеющая сталь.

    (Статья опубликована в журнале «Прорез» № 2, 2001)

    Окончательный переход к железу нашими далекими пращурами был, вероятно, омрачен необходимостью изыскания средств борьбы с вездесущей коррозией. Поиски способа создать нержавеющую сталь уходят корнями а глубину веков, но практически до начала XIX-го века человечеству приходилось довольствоваться уходом за сталью, полировкой поверхности и созданием разнообразных защитных слоев и покрытий. Только в 1819 году в ходе экспериментов английских ученых Фарадея и Стодарта был получен первый сплав железа с хромом (феррохром) и была продемонстрирована его повышенная сопротивляемость коррозии. Добавив в фарадеевский феррохром углеродистую сталь, французский ученый Бертье получил первый образец коррозионностойкой стали из которой было отковано несколько клинков. Они выделялись хорошей стойкостью режущей кромки, но не отличались особой антикоррозионной стойкостью в кислотной среде и даже в морской воде. Позже удалось установить, что содержание хрома в тех ножах было менее 3%.

    Юлиус Баур запатентовал в Нью-Йорке в 1865 году хромистый сплав, высокие прочностные свойства которого предлагалось использовать на решетках и сейфах. Ножовщики Фредерик Адольф Уилл и Юлиус Финк из Сан-Франциско попытались использовать этот сплав для клинков своих ножей, но они быстро темнели и страдали от питтинговой коррозии. Оказалось, что этот сплав имел 5–7% хрома. В таком количестве хром без легирования никелем вместо замедления коррозии служил катализатором процесса окисления железа. После того, как это было доказано английским металлургом Робертом Хадфилдом в 1892 г., эксперименты с химическим составом нержавеющей стали на некоторое время приостановились.

    Эстафету приняли немецкие ученые, которым в начале 20-го века удалось, наконец, получить коррозионностойкую сталь. Независимыми путями шли английский ученый из Шеффилда Гарри Бреали и американец Элвуд Хайнс, чье имя связано с изобретением кобальто-вольфрамового сплава, известного под названием "Стеллит".

    Оба установили, что увеличение количества хрома до 11 % в углеродистой стали, даже без никеля, обеспечивало хорошую коррозионную стойкость в ограниченно агрессивной среде. При этом на чистой металлической поверхности возникает характерное для хромистых сплавов пассивное состояние. Это химическое состояние поверхности, наблюдаемое также на благородных металлах, связано с образованием на ней субмикроскопического оксидного слоя, состоящего на нержавеющих сталях из оксида хрома, который и обеспечивает им химическую стойкость. В то же время такую сталь можно было закаливать как обычную, высокоуглеродистую. Это было очень важно, так как более стойкая к воздействию коррозии хромоникелевая сталь закалку не воспринимала. Было установлено, что для достижения требуемых свойств ножевых сталей важны химический состав и термическая обработка. В зависимости от требуемых свойств содержание хрома варьируется и дополняется введением марганца, молибдена и других легирующих элементов.

    В 20-х годах нержавеющая сталь заняла доминирующее место на североамериканском и европейском рынке кухонных ножей и столовых приборов. Ножи из нее производились в 30-х годах и в Златоусте. Тем не менее, качество ширпотреба было крайне далеко от того, которое достигалось в лабораториях. Причиной этого был остаточный аустенит — сравнительно мягкая структура, которая в больших количествах образуется в ножах при закалке и сильно отличается от твердого мартенсита, который обеспечивает высокие режущие свойства клинка. В высокохромистых сталях (типа 440C) количество остаточного аустенита после закалки может доходить до 60 % и даже 80 %. Превращать остаточный аустенит в мартенсит научились только в 50-х годах, но за этот срок репутации ножевой нержавеющей стали был надолго нанесен непоправимый ущерб. Решение проблемы было найдено Эмерсоном Кейзом (Case), президентом Robeson Cutlery Co. (Rochester, New York). Ему помогла серия научных работ конца 40-х — начала 50-х годов по исследованию влияния низкотемпературного воздействия на свойства коррозионностойких сталей, используемых в авиации, полярных регионах, в холодильной и химической промышленности.

    В результате на свет появился процесс криогенного охлаждения «Frozen Heat» («Замороженое Тепло»). Клинки помещаются в лотки и нагреваются до температуры, незначительно превышающей обычную температуру закалки. После этого они помещают в ванну с закалочной средой (маслом) с температурой 60 °C, где и выдерживаются до того момента, пока не достигнут температуры закалочной среды. Затем клинки очищаются, помещаются плотно в обжимки для исключения коробления и переносятся в охлаждающую камеру, где выдерживаются в твердой углекислоте (-78 °C), либо в жидком азоте (-196 °C), После этого происходит нагрев для снятия остаточных напряжений и охлаждение до комнатной температуры.

    В настоящее время этот процесс является обязательной процедурой для всех качественных высокоуглеродистых ножевых сталей, за исключением ширпотреба самого низкого разбора.

    Достаточно долго производители использовали, в основном, низкоуглеродистую коррозионностойкую сталь, которая удовлетворяла нуждам домохозяек, но по стойкости режущей кромки не очень устраивала прочие категории пользователей.

    Ареной экспериментов сразу стала высокоуглеродистая подшипниковая хромистая сталь 440 класса. Первыми с новым материалом с разным успехом стали работать индивидуалы. К началу 70-х за этой сталью уже прочно закрепилась репутация hi-tech в ножевой индустрии. Фирма Gerber использовала 440C на известной модели ножа Mark II, поставляемой по частным заказам военных во Вьетнам, заменив ею обладающую низкой коррозионной стойкостью сталь L6. Результат эксперимента был, по меньшей мере неоднозначен — не обладая высокой коррозионной стойкостью 440C обладала худшими эксплуатационными качествами в сравнении с L6, что вызвало много нареканий в адрес производителя. В то же время фирма, возглавляемая W. D. «So» Randall, стала активно использовать на клинки 440В.

    В 70-х годах поиск новых материалов продолжался. Известным ножовщик Bob Loveless начал активно пропагандировать 154СМ компании Crucible Steel — материал для подшипников, втулок и клапанов двигателей. Совместно с Cold Steel ему удалось даже выпустить серийные ножи элитного класса из этой стали. Позже он представил общественности полный аналог этой стали — более доступную японскую марку ATS-34 от Hitachi.

    Именно эти стали — 154CM, ATS-34, 440А, 440В и 440C, — практически до середины 90-х определяли лицо американского ножевого рынка среди малосерийных производителей и частников. С конца 80-х — начала 90-х за широкое применение этих сталей взялись и серийные производители. Ножи среднего класса предлагались в 440А и 440В, а также в их немецких и японских подобиях. Ширпотреб изготавливался из дешевой дальневосточной стали 420J2. Европейский рынок несколько отставал от американского потому, что широкое применение высокоуглеродистых коррозионностойких ножевых сталей началось только в первой половине 90-х. Этот рынок между собой поделили немцы, французы и шведы, причем весьма своеобразно: например, финская компания Marttiini покупает нержавеющую сталь у немцев и французов, а французская Opinel — у шведов из компании Sandvik.

    В конце 80-х — начале 90-х годов японские нержавеющие стали окончательно утвердились на североамериканском рынке. Молодые компании, стремительно вторгнувшиеся на ножевой рынок, такие как AIMar Knives, Cold Steel, Spyderco и Benchmade, сделали ставку на ножи именно из них — ATS-34 от Hitachi, G-2 (Gin-1) от Gingami, AUS-6 и AUS-8. И, возможно, не только из-за их эксплуатационных свойств и цен: японский капитал стал играть все более возрастающую роль в развитии ножевой индустрии США. Сегодня модели таких производителей как Beretta (США) и Fallkniven (Швеция) производятся практически полностью из японских коррозионностойких сталей.

    Одновременно состоялось и «второе пришествие» 154СМ — производителям ножей предлагается улучшенная версия этой стали в виде удобного для раскроя листового проката. Американская компания Latrobe Steel (Latrobe, PA) вышла на рынок с новой подшипниковой сталью Lescalloy BG42, которую интенсивно пропагандирует модный производитель Крис Рив (Chris Reeve).

    Сегодня большинство серийных производителей работают с уже опробованными марками сталей, а новый сортамент, появившийся в последние годы (AUS-10, ATS-55, VG-10, MRS-30 (Япония) и BG-42 (США)), фактически повторяет с теми или иными незначительными улучшениями уже известную ATS-34. Примечательно и то, что такие марки сталей как ATS-55 и VG10 уже не имеют «двойного назначения» — они разрабатывались японскими производителями именно в качестве ножевых. В настоящее время четко прослеживается тенденция на задание более жестких рамок по химическому составу сталей используемых для ножей. Если 440C допускает серьезный разброс элементов по процентному содержанию (например углерода в 0.25 %: от 0,95 % до 1.20 %), то новые стали типа ATS-34, ATS-55, VG10 и пр. за счет использования новых технологий имеют более жесткие рамки нормирования процентного состава — от 0.05 % до 0.1 %. Это позволяет не только подобрать оптимальный режим термообработки, но и гарантирует высокую стабильность конечного результата.

    Серьезная разница в свойствах клинков из сталей близкого химического состава у различных производителей объясняется отличием технологических процессов, использованных для их изготовления и окончательной термообработкой клинков.

    Наиболее распространенным способом производства сталей являются плавки в электропечах методом кислородного дутья с завершающей обработкой в ковше и вакуумной обработкой. Этим достигается хорошая степень очистки от оксидов, как на популярной отечественной стали 95Х18Ш.

    Дальнейшею улучшения свойств удается добиться диффузионным отжигом при высоких температурах, за счет переплава и ряда специальных мер: снижением окончательной температуры прокатки и дополнительными затратами на быстрое охлаждение проката. Так на сталях 154СМ используется метод повышенной очистки от примесей АКД (аргонокислородная декарбюризация), на BG-42 — технологический процесс VIM-VAR — вакуумно-индукционная плавка — вакуумно-дуговая переплавка.

    Большое влияние на свойства клинков имеет и распределение карбидов внутри матрицы — неравномерное насыщение матрицы карбидами, также как и карбидная неоднородность (различие размеров карбидов) вызывает неравномерный износ режущей кромки и снижение ее стойкости.

    Ячеистость и сетчатость остаются нежелательными неоднородностями, но их полностью избежать нельзя в рамках традиционных способов получения сталей. По этой причине с 70-х годов начал активно развиваться альтернативный способ их получения, призванный решить эту проблему. Он получил название Crucible Particle Metallurgy Processing (CPM). В России материалы, полученные этим способом, известны как аморфные металлические сплавы или металлическое стекло. В ходе него вместо обычного литья в виде болванок, которые далее медленно остывают, расплавленный легированный металл охлаждается на сверхвысоких скоростях, в результате чего вырабатывается быстроостывающий порошок, представляющий собой твердую переохлажденную жидкость. Далее этим порошком заполняют стальной контейнер, который вакуумируется, запечатывается и подвергается горячей изостатической прессовке (HIP) на температурах близких к ковочным для достижения 100 % плотности спекаемого содержимого. Таким образом, удается избежать присущего литым технологиям охрупчивания. Для улучшения механических характеристик аморфных сплавов могут применяться и традиционные методы обработки, такие как ковка и прокат. Высокоуглеродистые нержавеющие с аморфными металлическими сплавами CPM(T)440V (S90V) и CPM420V (S60V) с содержанием углерода свыше 2 % стремительно завоевывают популярность у производителей и потребителей. Однако не только в США работают над перспективными материалами. Аморфные металлические сплавы, имеющие хорошие перспективы в ножевой отрасли, производят в Германии, Швеции, России и, конечно, в Японии. Наиболее перспективными считают японские Cowry X (RT-6) и ZDP-189 с содержанием углерода около 3 %, Cowry Y (СР-4) — 1.2 % углерода и немецкую UHB Elmax с 1.7 % углерода. Развитие технологии вакуумной диффузионной сварки позволило разработать способы изготовления сварочных пакетов из нержавеющих сталей. Фирмы Helle (Норвегия) и Cold Steel (США-Япония) предлагают трехслойные клинки, где на режущую кромку выходит высокоуглеродистая коррозионностойкая сталь с обкладками из высокопрочной низкоуглеродистой нержавеющей стали. Такие производители как Damasteel AB (Швеция) на основе технологии СРМ предлагают коррозионностойкий многослойный пакет — нержавеющую дамасскую сталь.

    Тем не менее, и определенное распределение карбидов и даже дендритная ликвация может играть на руку производителю клинков. Американцем Дэвидом Бае производятся клинки из «дендритной стали 440C» путем литья и постепенного остывания заготовки. При этом удается получить кристаллическую хром-карбидную древовидную структуру, близкую по свойствам к легендарным булатам: стойкость режущей кромки клинка резко возрастает — в 3-10 раз в сравнении с аналогичной 440C, полученной традиционным способом. Сходный материал производят в Златоусте под коммерческим названием «Нержавеющий булат». Наиболее популярные марки нержавеющих сталей, используемых для производства клинков. В связи с этим, в практике используют стали с переменным содержанием углерода и хрома: чем выше в стали содержание углерода, тем больше требуется хрома для обеспечения необходимой коррозионной стойкости. Так, если при 0,15 % С необходимо 12…14 % Сr, то при 0,2… 0,4 % С -13…15 % Сr, при 0,6…1,0 % С 14.. 16 % Cr и т. д. В вопросе систематизации всего многообразия ныне применяемых для ножей сталей, целесообразно взять за основу количество углерода и хрома. За основу при этом стоит взять американскую систему стандартов AISL как наиболее представительную.

    Следует выделить несколько основных групп:

    1. 420:0,15 % С и 12–14 % Cr;

    2. 420/425 modified: 0,4–0,5 % С и 13–15 % Cr;

    3. 440А: 0.65-0.75 % С и 16.00–18.00 % Cr.

    4. 440В: 0.75-0.95 % С и 16.00–18.00 % Cr;

    5. 440C: 0.95-1.10 % С и 16.00–18.00 %Cr;

    5а.154СМ/АТS-34:1.00-1.05 % С и 14 % Cr;

    6. СРМ(Т) 440V: 2.0–2.2 % С и 17.00–18.00 %Cr.

    Приближенный транслятор наиболее распространенных в ножевой индустрии марок коррозионностойких сталей.

    (см. http: //www. rusknife.newmail.ru/info/5tainls/5nls3.htm)

    420

    Плохо воспринимают закалку. Стали этой группы отличаются хорошей прочностью и коррозионной стойкостью. Очень легко перетачиваются. Стойкость режущей кромки — слабая.

    Традиционно используется на столовые приборы, дешевые кухонные и складные ножи. Производителя прельщает дешевизна и простота в обработке материала.

    420/425 modified

    (известна также как 420НС — High Carbon)

    Закалка на твердость 53-55HRC. Наиболее распространенный материал на кухонные ножи, ножи водолазов, рыбаков и поклонников водного/морского туризма, складные модели среднего класса. Хорошая коррозионная стойкость. Легко перетачивается. Неплохие прочностные свойства. Стойкость режущей кромки — удовлетворительная.

    440А

    Закалка на твердость 54-57HRC. Очень похожа по свойствам на 425 modified, но обладает лучшей стойкостью режущей кромки. Как правило, материал для нескладных ножей большого и среднего размера, боевых и охотничьих, а также крупных складных.

    440В

    Закалка на твердость 55-58HRC. Лучшая в сравнении с 440А стойкость режущей кромки. Несколько ухудшенная в сравнении с 440А ударная вязкость. Материал для средних и небольших разделочных, нескладных и складных многофункциональных моделей среднего класса.

    440C

    Закалка на твердость 56-60HRC Хорошая стойкость режущей кромки в сравнении с прочими сталями 440-го класса, коррозионная стойкость — удовлетворительная, примерно в 2 2.5 раза ниже, чем у 440А. При закалке на HRC60 более склонна к «охрупчиванию» и щерблению. Высокая износостойкость и вызванная этим сложность с переточкой. Материал для дорогих моделей складных и обычных ножей, переживший пик популярности в первой половине 90-х.

    154СМ

    Закалка на твердость 57-61HRC. Фактически это одна из разновидностей сталей типа 440C с более жестко нормированным химическим составом за счет технологии AOD (аргоно-кислородная декарбюризация). В связи со спросом в настоящее время этот тип нержавеющих сталей выделился в отдельную группу, претендуя на статус самых модных «ножевых» марок в классе сталей на дорогие модели ножей. Достаточно хорошее сочетание режущих и прочностных свойств, удовлетворительная коррозионная стойкость и способность к переточке.

    СРМ(Т) 440V

    (коммерческое название — S60V)

    Закалка на твердость 56-58HRC. Аморфные металлические сплавы (или т. н. металлическое стекло) — сравнительно молодой класс материалов. Сочетание хорошей коррозионной стойкости и удовлетворительных прочностных свойств по сравнению с нержавеющими сталями типа 440C, выработанными по традиционной схеме. Очень хорошие режущие свойства, однако повышенная хрупкость. Удовлетворительная возможность переточки.

    Заключение.

    Таким образом, можно убедиться, что качество нержавеющей стали, применяемой на клинки, это сложный комплексный параметр. Выбор подходящей марки стали своего рода компромисс, где для достижения ряда высоких свойств всегда приходится чем то жертвовать.

    Какие можно дать в связи с этим рекомендации пользователю?

    1. Оценивать не только уровень изготовления изделия и марку стали, но и самого производителя, в т. ч. и уровень его технологической оснащенности. Например, испанцы из Nieto, несмотря на перевооружение своей металлургической отрасли в первой половине 80-х, производят клинки из 440C, которые по режущим свойствам и коррозионной стойкости уступают не только аналогам из США и Германии, но даже стали 440А, применяемой SOG (США), которые достигли весьма недурных результатов в работе с ней.

    2. Проявлять разумный консерватизм. Многие производители в рекламных целях выходят на рынок с новым продуктом, не дове денным до ума — лишь бы сорвать куш с первых продаж ножей из новой, «эксклюзивной» стали. Причем с рекламациями на качество стали дело обстоит не всегда хорошо, а принимая во внимание специфику России, когда замена брака практически невозможна, лучше 7 раз подумать, прежде чем брать «сырой» продукт.

    3. Проявлять стойкость. Схема продаж ножей из новых сталей достаточно хорошо отработана: публикации в периодике о новом ножевом материале (которому может быть уже не первый десяток лет), раскрутка у модного мастера индивидуала, представление на выставке или шоу, preproduction run, и, наконец, появление в продаже за неприличную цену. Если вы не коллекционер, подождите пока ажиотаж спадет, а цены не станут разумными.

    4. Не покупать дешевого ширпотреба. 10 дрянных ножей из скверной нержавейки так и останутся 10 скверными ножами — на вашем веку их цена вряд ли возрастет. Уж лучше подкопить и проявив немного терпения приобрести один нож чуть дороже, которым будет удобно работать.

    5. Не гнаться за заоблачными значениями твердости. Особенно если у вас проблемы с точкой ножей. Вам же этот нож потом придется перетачивать самому или просить знакомых. А вот отдавать на точку в среднестатистический металлоремонт не рекомендуется — угробят. Даже копеечный китайский.

    6. Не требовать от нержавеющей стали тех свойств, которые достижимы только на углеродистых сталях. Она сопротивляется коррозии — это ее плюс. Минусы — хладноломкость, падение вязкости при низких температурах, хорошая режущая способность, как правило, сочетается с хрупкостью и склонностью к трещинообразованию. Это очень капризный материал и с точки зрения ковки и закалки. «Хамон» на нем практически невозможен. Пробовать делать из нее сабли и мечи тоже не стоит.

    7. Понимать ограниченность термина «нержавеющая сталь». Проржаветь может все, а особенно — дорогой нож из высокоуглеродистой хромистой стали. Проявите о нем минимум заботы, и он вам послужит верой и правдой долгие годы.

    www.knifehelp.net