Твердость стали 52 54

Содержание

Характеристика стали марки 65X13

Сталь 65х13 — инструментальная, относится к мартенситному классу. В России применяется для изготовления режущего инструмента, к которому предъявляются высокие требования по устойчивости к коррозии. Благодаря применению в медицине (изготовление скальпелей и других приборов, рассчитанных на длительную эксплуатацию), эту сталь еще называют «медицинской», или «хирургической». Преимущественное применение стали 65×13 для ножей, плюсы и минусы изготовленных из нее изделий, обусловлены свойствами сплава.

Сталь 65х13 для ножей

Сравнительная таблица твердости. Перевод твердости по БРИНЕЛЛЮ, РОКВЕЛЛУ, ВИККЕРСУ и ШОРУ.

алмаз камень

Понятие твердости и ее измерение долгое время оставалось довольно спорным вопросом. Очень долго не могли разработать методику, по которой можно было бы определить количество этого параметра. Пока Моос не придумал измерять этот параметр путем пробы поцарапать один минерал другими минералами. Если один из них поддавался царапанию другим, то ему автоматически присваивалось более низкое значение твердости. Приняв за каждую единицу какой-либо эталон, он разработал собственную шкалу твердости с показателями от 1 до 10.

За 10 баллов отвечала твердость алмаза, эталоном для одного балла твердости стал тальк. Другой распространенный драгоценный камень — корунд, который делится на рубины и сапфиры имеет показатель 9. Таким образом была закреплена такая самая распространенная шкала и соответствующие значения.

Почему алмаз имеет такой высокий показатель твердости? Как оказалось, химическая структура алмаза представляет собой чистый углерод. Тот же самый углерод, который в нормированном состоянии является графитом и твердость по шкале Мооса которого равняется единице.

Почему же тогда они имеют такие разные свойства, если состоят из одного и того же атома? Это происходит за счёт химических связей и строения решетки кристалла. Атомы углерода в этих двух веществах по-разному между собой связаны, что дает разное строение структуры.

Как известно, в природе нет материала, который был бы тверже алмаза. Но недавно учеными было разработано синтетическое вещество, которое, по их заявлению, имеет такой показатель на 58% больше. Это вещество получило название лонсдейлит. Лонсдейлит может выдержать давление, которое на 55 ГПа превышает давление, которое может выдержать самый твердый алмаз. Его использование практически невозможно из-за высокой стоимости. В применении такого материала особой необходимости нет.

Какая сталь для ножей самая лучшая

От качества термообработки и состава сплава у ножевых лезвий зависит устойчивость к ржавчине, затупливанию, механическим повреждениям. При выборе лучшей стали для ножа учитывается назначение изделия: для использования на кухне или в походных условиях играет роль отличающаяся комбинация характеристик.

Бруски стали для ножа

Инструментальная сталь D2 для ножей: плюсы, минусы, состав, аналог

Сталь D2

Сталь марки D2 пластина 250х80х4 мм.
Сплав разработали в Америке в 60-х гг. для промышленных целей (изготовление ножей и режущих инструментов). Сейчас такая сталь производится не только в США. В Японии, Германии и Швеции разработаны сплавы, похожие по составу на D2. Единственное отличие заключается в количестве углерода.

У сплава имеются следующие обозначения:

  • X155CrMo12 – производится в Германии;
  • 1.2379 – так маркируется D2 согласно Европейской системе обозначения сталей;
  • SLD – сплав в Японии;
  • SKD-11 – маркировка D2 в Швеции.

В России также существует аналог – Х12МФ.

Сплав активно применяется в металлообрабатывающей промышленности, автомобилестроении, при производстве лезвий для бритв. Кроме этого, он используется при создании клинков холодного оружия.

Нержавеющая сталь 3Cr13 (Mov)

Современные технологии позволяют создавать материалы, которые удовлетворяют запросы любого производителя вне зависимости от сферы деятельности. На рынке осуществляется продажа как отечественных, так и зарубежных сталей. Среди них важное место занимают металлы из Поднебесной. Но внимания заслуживает детище китайской промышленности – сталь 3Cr13, о которой и пойдёт речь.

Сталь 3Cr13

Что означает «твёрдость стали» или что такое HRC?

Зачастую, выбирая себе подходящую модель Златоустовского ножа, Вы сталкивались с таким параметром, как твёрдость стали клинка. Если другие характеристики ножа, такие как длина, ширина и толщина позволяют оценить его размеры, то что-же нам может раскрыть эта непонятная, на первый взгляд, величина? Постараемся полноценно раскрыть понятие – что такое HRC!

Для выпускников технических образовательных учреждений понятие «твёрдость материала» является понятием известным, хотя может быть и подзабытым. Поэтому в нескольких словах мы постараемся его конкретизировать.

Не секрет, что окружающие нас предметы имеют различную прочность и твёрдость. Так, палка сломается при ударе о камень, а камень в свою очередь, может быть расколот другим, более прочным булыжником. Именно путем определения прочности одного материала, относительно другого, были сформированы несколько методов определения твёрдости. Они известны и сегодня.

Первой шкалой для определения твёрдости стала шкала Мооса, имеющая несколько критериев. Помимо неё до наших дней дошли ещё 4 метода: по Бринеллю, по Виккерсу, по Шору и по Роквеллу. Все они основаны на принципе вдавливания эталонного образца – индентора, в поверхность металла. Основным отличием является форма и материал этого образца.

Наиболее простым и точным признан метод определения твердости по Роквеллу (именно этим методом мы пользуемся для оценки твердости Златоустовских ножей). В этом методе задействованы несколько шкал, имеющих следующие обозначения: A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T. Самой распространённой является шкала С (нагрузка 150 кгс, индентор – алмазный наконечник с углом в 120 градусов). Именно она и даёт величину этой таинственной характеристики – HRC.

Диапазон твёрдости представленных в магазинах клинков, составляет порядка 42-64 HRC. Низкие значения твёрдости соответствуют метательным ножам, величины же порядка 56-58 HRC (hrc твердость)– хорошим ножам универсального назначения. Клинки высокой твёрдости 59-64 HRC присущи прочным ножам из дамаска или литого булата. Выбирая металл клинка следует учитывать и тот факт, что булатный и дамасский нож нельзя будет заточить простым приспособлением для кухонных ножей, хотя и заточку он будет держать не в пример долговечнее, чем вышеупомянутый кухонник из ножевой нержавеющей стали.

Наиболее популярные охотничьи ножи из Златоуста:

Ножи серии Бекас – от 2780 рублей

Базовая сталь – 95Х18

Возможные варианты стали – 100Х13М, 110Х18МШД, Elmax, Дамаск марок ZD0803 (ржавеющий) и ZD1016 (нержавеющий)

Варианты рукояти – орех, карельская береза, наборная береста или кожа,

Очень удобный и универсальный нож, хит продаж уже более 3 лет.

Какой должна быть твёрдость?

Оптимальный показатель твёрдости для профессиональных ножей – порядка 65 единиц по шкале Роквелла. Победитовых или покрытых алмазным напылением ножей, естественно, не выпускают, а выплавить победит и нанести алмазную крошку в домашних условиях почти невозможно. Если отбросить оба этих варианта, то современная сталелитейная и кузнечная промышленности предлагают десятки сортов сталей.

Отбросив самые низкокачественные, метко прозванные в народе «пластилином, который тупится через пять минут работы», стоит присмотреться к оптимальным вариантам, не слишком твёрдым. Дело в том, что твёрдость имеет оборотное качество – хрупкость, в основном обусловленную наличием в составе стали серы и фосфора.

Сера, к примеру, портит сталь, делая её хрупкой, поэтому в высококачественных сплавах её содержание сокращают почти до следовых количеств.

Состав и расшифровка стали марки 65×13

Любая сталь состоит из 2 основных элементов — железа и углерода. Для изготовления материала с необходимыми характеристиками используют специальные добавки — легирующие элементы.

Первые цифры в названии марки стали указывают на содержание углерода в сотых долях процента, далее после букв, обозначающих добавку, указывают содержание соответствующего легирующего элемента в процентах. Согласно обозначению, 65Х13 состоит из 0,65% углерода и 13% хрома (Х), остальных добавок менее 1%, в названии они не указываются.

Таблица №1 Для перевода чисел твердости и временного сопротивления разрыву

(для увеличения масштаба — нажмите на таблицу, изображение откроется в отдельном окне)


Скачать таблицу в pdf: Таблица №1 Для перевода чисел твердости и временного сопротивления разрыву.
Перевод чисел твердости и временного сопротивления разрыву σв пригодится специалистам, связанным с термообработкой сталей, цветных металлов и сплавов. Также они могут быть полезны при проведении исследований околошовной сварочной зоны – вы можете проследить, как меняется твердость по мере удаления от шва, на основании чего можно сделать вывод о механических свойствах шва, так как значения твердости можно перевести в σв. В табл. №1 значение σв заканчивается на 690 Нмм2 (70 кгсмм2), что соответствует 21 НRC – редкий сварочный шов имеет такую твердость, разве что после закалки в некоторых случаях она может быть более 21 НRC при условии, что металл имеет достаточное количество углерода, легирующих элементов и структура металла после термообработки – мартенсит. После сварки шов и околошовная зона находится в отпущенном состоянии, если основной металл был предварительно закален. В таком случае его можно исследовать по шкале HRA (cм. табл. №2) или по методу Бринелля.

Каким критериям должна отвечать сталь

У различных видов стали отличаются технологические и механические свойства, обусловленные присутствием в сплаве легирующих элементов.

Материал для изготовления ножей оценивается по следующим критериям:

  1. Устойчивость к широкому диапазону температур (-30…+100°C).
  2. Чувствительность к коррозии.
  3. Прочность, упругость. При эксплуатации изделия важна минимальная деформация металла, устойчивость от продольного прогиба.
  4. Твердость. Показатель обозначается аббревиатурой HRC (в Европе — RC), оценивается по шкале Роквелла. Для ножей оптимальным считается показатель выше 55 ед. При увеличении твердости уменьшается устойчивость к сколам.
  5. Удержание заточки. Чем тверже материал, тем реже лезвие тупится.

Еще один критерий — легкость заточки лезвия. Чем мягче материал, тем легче его затачивать (при этом сталь быстрее тупится). Поэтому важен баланс между твердостью и прочностью.

Типичные значения твёрдости для различных материалов [ править | править код ]

Материал Твёрдость
Мягкое дерево, например сосна 1,6 HBS 10/100
Твёрдое дерево от 2,6 до 7,0 HBS 10/100
Полиэтилен низкого давления 4,5 – 5,8 HB [1]
Полистирол 15 HB [1]
Алюминий 15 HB
Медь 35 HB
Дюраль 70 HB
Мягкая сталь 120 HB
Нержавеющая сталь 250 HB
Стекло 500 HB
Инструментальная сталь 650—700 HB

Химический состав

Сплав D2 разработан на основе высокоуглеродистой стали. Содержание углерода в его составе — 1,4-1,6%. Его высокая концентрация способствует образованию большого количества карбида железа. Особую прочность и износоустойчивость ему придают тугоплавкие металлы, концентрация которых составляет:

  • молибдена – 0,8-1,2%;
  • вольфрама – 0,9-1,1%.

Они вводятся в расплавленный металл в порошковом виде и замещают железо в соединениях с углеродом. Образуются прочные карбиды вольфрама и молибдена, придающие металлу свойства:

  • высокой прочности при нагреве;
  • способности к закаливанию;
  • равномерного распределения возникающих в процессе закалки внутренних напряжений;
  • предотвращения хрупкости.

Повышает антикоррозионные характеристики стали Д2 добавление хрома, в количестве более 11%. Дополнительную прочность придают сплаву карбиды хрома, образующиеся в процессе взаимодействия элементов.

Кремний и марганец добавляются в равных долях, по 0,6%, и обеспечивают стабилизирующее и упрочняющее влияние на внутреннюю структуру сплава.

Известно, что сера и фосфор способствуют ухудшению механических свойств, снижают износоустойчивость, одновременно повышая хрупкость металла. Содержание этих элементов снижено до тех пределов, когда их вредное воздействие не отражается на качестве стали:

  • сера – 0,03%;
  • фосфор – 0,04%.

Технические особенности стали марки D2

Есть пять характеристик для оценки сплава:

  1. Твердость. Обладает высоким показателем – до 64 HRC по Роквеллу.
  2. Жесткость. Отличается прочностью, но является недостаточно жестким, что приводит к неудобствам при заточке изделий.
  3. Износоустойчивость к абразивному воздействию. Благодаря твердости этот показатель у сплава высокий.
  4. Коррозионная стойкость. Данный вид стали не относится к нержавеющим, поскольку не содержит достаточного количества хрома, но сопротивляется ржавчине. Устойчивость к коррозии оценивается как средняя.
  5. Защита краев от завалов. При эксплуатации лезвие изделия из D2 способно долгое время сохранять свою остроту.

Твёрдость сталей разных марок

Чем твёрже сталь, тем больше в ней должно содержаться углерода. Это задаёт то значение твёрдости, которое превысить не удастся, сколько данную марку сплава ни пытаться перезакалить. Для Ст20 твёрдость по шкале Роквелла в среднем равна 38 единиц, для Ст60 – 63. Повышение твёрдости промежуточных сортов стали начиная от наиболее низкоуглеродистой приближённо линейное. Наибольшей популярностью пользуются сорта стали 3, 30, 20, 53, 20Х, 55, 45, 35, 65Г, 12ХФ, 30Х, 25, 38ХА, при этом легирующие добавки управляют не столько параметром твёрдости, сколько иными – ударной вязкостью, упругостью, стойкостью к коррозии. Например, хромистые стали типа 20Х, 12Х, 30Х, 38ХА – несколько более устойчивы к ржавлению, чем простые их собратья без данной добавки. Никель, к примеру, повышает прокаливаемость. В целом же тенденция к повышению твёрдости прослеживается следующим образом: у Ст3 она не превышает 35 единиц по всё той же шкале Роквелла, у Ст30 в состоянии поставки – уже 44, у проката Ст35 – 47, Ст40 – 53, Ст45 – 57, Ст50 – 59, Ст55 – 61. Стали с содержанием углерода менее 0,3% по массе не поддаются закаливанию – из них изготавливают проволоку и гвозди.

Однако у некоторых высоколегированных и среднелегированных сталей твёрдость по Роквеллу может колебаться в значительных пределах (в режиме закалки и отпускания): 20Х – 55… 63, 65Г – 45… 47, Х12МФ – 61… 64, 30Х – 48… 54, 38ХА – 60… 61,5. Здесь, опять же, отслеживается аналогичная закономерность: чем больше углерода в сплаве, тем выше твёрдость. Однако вместе с ней растёт и способность крошиться при прикладывании к острию значительной силы при разрезании – с увеличением количества углерода по массе состава.

Для сравнения, твёрдость чугуна, содержание угля в котором превышает 2,14% по массе, преодолевает сама себя как явление: хрупкость чугуна настолько велика, что многие чугунные изделия растрескиваются от удара молотка, чего не происходит со стальными.

Как определить?

Догадаться, какая перед вами сталь: обычного кухонного или более профессионального назначения, достаточно просто. На фирменном клинке указываются марка стали и страна изготовления. Информация эта должна быть выгравирована с помощью лазерного стачивающего станка: крупные и заслуженные компании могут себе позволить лазерный гравировщик на основе ЧПУ. Если сведения напечатаны при помощи краски, пусть и износостойкой, вроде той, которой окрашивают новые автомобили, в любом случае это расчёт на то, что надпись сотрётся. Гравировка с профессиональной стали не стирается, не смазывается и не мутнеет 10 и более лет при условии, что сталь ещё и нержавеющая. На профессиональных ножевых кухонных изделиях можно встретить, к примеру, обозначение вроде AISI 420 (американская марка нержавейки) либо символы вроде X50CrMoV15, означающие европейскую систему маркировки.

По последним с высокой достоверностью определяют состав. Американские, европейские и японские фирмы часто указывают значение твёрдости по шкале Роквелла рядом с маркером применённого при изготовлении ножа состава, например, 62-64 HRC. Если вы столкнулись с подделкой, к примеру, из Китая, не стоит ждать от неё многого. Оригинальный высокопрочный товар, за который выдают поделку из «пластилиновой» стали, что легко тупится, разочарует быстро тупящимся лезвием надолго, по сравнению с радостью от низкой цены. Некоторые пользователи вместо туристического ножа могут раздобыть медицинский скальпель, притом настоящий. Такой нож сработан из высококачественной и высокопрочной нержавейки, долго остаётся острым и не будет тупиться даже после десяти тысяч разрезаний. Им можно даже скалывать щепки с засохшей ветки дерева.

Когда он затупится, заточить его будет непросто: потребуется либо специальный точильный круг, либо болгарка, заточка ножей на которой производится с помощью высокооборотистого (от 6000 оборотов в минуту) привода. Иногда за дамасскую сталь могут выдать простой чермет низкого качества. В промышленном объёме дамасскую сталь не производят, к тому же она уступает по устойчивости к затуплению «скальпельной» нержавейке.

Впрочем, узнав, из чего изготавливаются скальпели, можно приобрести на ближайшем металлургическом комбинате (или на металлобазе) нержавеющий лист аналогичного качества и самому изготовить хоть десятка два ножей, выдержав оптимальный угол заточки.

Преимущества и недостатки

Ножи, изготовленные из стали 65×13, если их использовать по назначению, сохраняют свойства долгое время — они не ржавеют, не ломаются, долго служат, а при необходимости легко и быстро затачиваются в бытовых условиях. При этом товары из данного сплава делают относительно недорогие.

Зачем нужны таблицы твердости?

Однако вернемся к поставленному вопросу: зачем нужны таблицы твердости?

Если отвечать кратко, они незаменимы, если используются различные методы измерения твердости. Понять о чем идет речь можно на конкретных примерах.

Пример: как измерить твердость волнистой пружины из стали 65Г

Вам нужно измерить твердость волнистой пружины из стали 65Г, но она очень тонкая, менее 0.5 мм толщиной и ее нельзя проверять на обычном аппарате Роквелла при нагрузке 150 кгс или 60 кгс, так как она продавится. Тем не менее, конечные значения нужно получить в HRC. Выйти из положения можно, если использовать аппарат Супер-Роквелл, например, на нагрузке 15 кгс (HR15N), в таком случае вы получите корректные значения твердости, которые сможете перевести в требуемые единицы с помощью таблицы.

Пример: как определить твердость бериллиевой бронзы БрБ2

Или следующий пример. Нужно определить твердость бериллиевой бронзы БрБ2, после дисперсионного старения она должна быть не менее 320 HV (по Виккерсу). Вы также можете «уколоть» ее на аппарате Супер-Роквелл, а потом полученные значения, например, в HR15N перевести в HV.

Аналоги

По своим характеристикам и составу ближайший аналог 3Cr13 – это сталь 30Х13 российского производства. Она применяется для изготовления режущего, мерительного инструмента, пружин, предметов домашнего обихода, подшипников, деталей компрессоров и других изделий, работающих до температуры 400-450 градусов Цельсия и в слабоагрессивных средах. Не правда ли, это описание сильно напоминает китайца? А если учесть то, что цена на эти два материала практически идентична, то сомнения об их схожести мгновенно исчезают.

Сталь 30Х13

Другие аналоги:

  • 420 (выпускается в Америке);
  • X30Cr13 (выпускается в Германии).

Числа твердости HRC для некоторых деталей и инструментов

Детали и инструменты Число твердости HRC
Головки откидных болтов, гайки шестигранные, рукоятки зажимные 33. 38
Головки шарнирных винтов, концы и головки установочных винтов, оси шарниров, планки прижимные и съемные, головки винтов с внутренними шестигранными отверстиями, палец поводкового патрона 35. 40
Шлицы круглых гаек 36. 42
Зубчатые колеса, шпонки, прихваты, сухари к станочным пазам 40. 45
Пружинные и стопорные кольца, клинья натяжные 45. 50
Винты самонарезающие, центры токарные, эксцентрики, опоры грибковые и опорные платики, пальцы установочные, цанги 50. 60
Гайки установочные, контргайки, сухари к станочным пазам, эксцентрики круговые, кулачки эксцентриковые, фиксаторы делительных устройств, губки сменные к тискам и патронам, зубчатые колеса 56. 60
Рабочие поверхности калибров – пробок и скоб 56. 64
Копиры, ролики копирные 58. 63
Втулки кондукторные, втулки вращающиеся для расточных борштанг 60. 64

Лучшие отечественные виды стали

Маркировка из двух цифр и буквы «Х» обозначает процентное содержание (в сотых долях) углерода и хрома (первая цифра — углерод, вторая — хром). Фактические показатели могут незначительно колебаться. Можно выделить топ-5 лучших ножевых сталей отечественных производителей.

50х14МФ

Универсальная сталь 50х14МФ, с которой начиналось оружейное производство. Используется в изготовлении ножей, медицинского инструмента. Сплав устойчив к химической и влажной среде. Твердость может составлять до 57-58 HRC.

Сталь 50х14МФ

40Х12

Это мягкая высоколегированная сталь, использующаяся в производстве недорогих ножей, сувенирных клинков. Плохо поддается закалке, поэтому полотна легко гнутся, а режущая кромка почти не удерживает заточку.

Преимуществом является устойчивость к коррозии. Твердость материала составляет 51 или 52 HRC.

Х12МФ

Изначально разрабатывалась для использования в машиностроительной отрасли. Марка широко применяется в изготовлении ножей. В сплав входит вторичное сырье, что снижает стоимость производства.

К недостаткам относятся: чувствительность к изгибам и кислотной среде, необходимость специального оборудования для заточки, тусклый вид полотна.

95Х18

Часто используется для изготовления клинков. Материал отличается устойчивостью к коррозии, прочностью, не изнашивается долгое время. Преимуществом является простота заточки лезвия, недостатком — средняя агрессивность реза. Закаливается до 58 HRC.

65Х13

Относится к недорогим маркам. Имеет устойчивость к ржавчине благодаря содержанию хрома. Твердость составляет от 56 до 59 ед. по шкале Роквелла. Полотно устойчиво к ударам, деформации. Достоинством также является легкость в эксплуатации и заточке.

К недостаткам относится высокая скорость истирания.

Свойства сплава

Хотя сталь D2 обладает высокими антикоррозийными свойствами, однако не считается полностью нержавеющей. Устойчивость к коррозии во многом зависит от условий эксплуатации и хранения. При длительном нахождении изделий во влажной среде на них могут появиться пятна ржавчины.

Физические и технические характеристики стали D2 позволяют использовать ее после соответствующей термообработки для производства инструментов, обладающих высокой износоустойчивостью и стойкостью к ударным нагрузкам:

  • плотность – 7700 кг/м3; показатель термальной проводимости – 20 Вт/м2*град;
  • коэффициент эластичности – 21*104 МПа;
  • компрессионная прочность увеличивается от 1750 до 2200 МПа с повышением твердости в диапазоне от 52 до 62 HRC.

Отзывы

«Сразу прошу прощения за ошибки, но этот отзыв – крик души. Есть у меня один ножичек из 3Cr13, сталь мягкая, хотя заявленная твёрдость 57 ед., режет не очень как то, чувствуется, что с ней что-то нето, как, видимо, и с любой китайской сталью, когда её пытаются закалить посильнее.

Китайцы могут написать на клинке что угодно, но это надо всё проверять, по составу и по свойствам сравнивать с брендовыми, так сказать. Могут поставить оригинальные стали, а могут и сделать свои такие же. Китай – такая страна, что трудно сказать однозначно. Неприятный осадочек остался после этого металла».

«Уже полгода использую нож из 3Cr13. Не пойму: все говорят, что эта сталь какая-то мягкая и довольно плохая. Может, им попадается что-то не то, или мне повезло. Использую нож в бытовых нуждах, никаких нареканий нет, точить приходится частенько, а так рез отличный и не ржавеет. Да и за свои деньги вообще неплохая сталь для ножа!»

Как проверить в домашних условиях?

Общеизвестно, что сталь не царапается большинством цветных металлов. Можно попробовать поцарапать заготовкой стеклянную бутылку или осколок от листового оконного стекла, однако такой метод окажется весьма приближённым.

Проверка твёрдости в домашних условиях достигается попыткой высверлить сломанным, но подточенным заново сверлом из быстрорежущей стали. Если сталь при этом затупится, то твёрдость сплава явно превышает 64 единицы по Роквеллу. Сверлить эксклюзивные приборы, например, дорогостоящие ножи, вряд ли кто возьмётся, но просверлить отверстие в обычной детали, которая после подобного испытания вряд ли потеряет исходную функциональность, можно.

Если сталь легко процарапывается осколком бутылочного или оконного стекла, то перед вами, скорее всего, подделка. Быстрорежущую сталь особой твёрдости нелегко процарапать стеклом. А вот твёрдость победита, к примеру, такова, что победитовое сверло не царапается стеклом – скорее оно само его с лёгкостью процарапает.

Чтобы убедиться, что перед вами стальное сверло, а не победитовое, можно попробовать им просверлить глиняный кирпич или гранитный камень. Если при этом оно быстро затупится, то вы столкнулись с обычным сверлом из стали (оно сверлит лишь дерево).

Быстрорежущее сверло можно проверить на качество, просверлив им стальную деталь. Верно и обратное: заострённым обломком старого быстрорежущего сверла, который был подточен вручную, на напильнике или наждачке, высверливают заготовку с той стороны и в том участке, чьё повреждение не влияет на качество работы детали (например, это некритичная комплектующая вроде части стальной рамы). В этом случае проверяется качество закалки, нормализации, отжига или отпуска. Данный приём позволяет проверить, насколько нарушена технология термообработки отдельных деталей устройства, выдержит ли оно заявленный уровень ударно-вибрационной нагрузки.

Кроме механических способов проверки, присутствуют и термические. Например, инструментальная сталь, из которой изготовлен нож, нагревается до температуры закалки, указанной в инструкции к закаливанию конкретной массы стали. Далее инструмент охлаждается в масле. Затем его нагревают до температуры отпуска – и вновь охлаждают. В описании к определённой марке стали указано, что сталь приобретает определённый оттенок при нагреве – нагревать её нужно, пока она не приобретёт данный оттенок, затем вновь охладить. После отпуска исчезнут все усталостные напряжения, и стальной сплав обретёт ту твёрдость, что указана в его описании.

Если оказалось, что твёрдость далека от ожидаемой, значит, вы столкнулись с подделкой, закалить и отпустить изделие, как это наблюдалось бы с заявленной маркой стали, не удастся. Такие изделия годятся лишь для переплавки в качестве металлолома.

Метод Виккерса

Метод Виккерса отличается малыми нагрузками и в отличие от других методов, где иногда достаточно грубой зачистки на шлифовальной шкурке или шлифовально-обдирочном станке, требует идеальной подготовки исследуемой поверхности (до зеркального состояния). Твердость определяется по диагонали отпечатка (пирамида), которая также переводится в HV по табл. №1. Виккерс незаменим при исследовании результатов химико-термической обработки. Например, твердость азотированного слоя, если он имеет малую глубину, можно определить только по Виккерсу, Супер-Роквелл в такой ситуации покажет неправильные результаты.

Какую сталь лучше выбрать

При выборе кухонного ножа или охотничьего клинка принимается во внимание качество материала, репутация производителя.

Для кухонных ножей

Для использования на кухне нож должен обладать прочностью. Важный параметр — качество реза. Лезвия должны легко затачиваться, но не требовать частой правки.

Лучшие кухонные ножи соответствуют следующим параметрам:

  • устойчивы к ржавчине;
  • не крошатся;
  • имеют однородное полотно без разводов, пузырей.

Еще одним параметром является отсутствие на режущей кромке неровностей.

Кухонный нож

В России наиболее часто для кухонных ножей используются упомянутые марки:

  • 65Х13;
  • 40Х12;
  • 95Х18;
  • 50Х14МФ.

Из иностранных марок имеет высокий рейтинг сталь 440C. Для кухонных ножей рекомендуются японские стали AUS10 и ATS34, а также американская марка 154 CM (США). Сталь 420 часто используется зарубежными производителями, но отдавать предпочтение следует изготовителям из США, Швейцарии, Австрии, Германии.

Испанские ножи из 420 стали отличаются мягкостью. В европейских вариантах часто встречается массивное лезвие, что затрудняет аккуратную нарезку продуктов.

Для охотничьих ножей

Туристические и охотничьи клинки должны быть изготовлены из долговечного материала.

Ножи из стали 95Х18

Часто используются марки:

  • 420 (недорогие модели);
  • 440A, B, C;
  • AUS 4-10;
  • Elmax;
  • 95Х18;
  • H1 (американская хромоникелевая сталь).

Лезвие должно отличаться режущими характеристиками, долго оставаться острым, обладать прочностью, не крошиться. Для охотничьего ножа не подходят сплавы с твердостью ниже 55 и выше 60 ед. по шкале Роквелла. В первом случае полотна будут быстро терять остроту, во втором — трудно правиться. Материал с более высоким показателем твердости может ломаться.

Термическая обработка

Сталь D2 производится методом электрошлаковой переплавки (ESR), при котором расплав металла пропускается через специальный флюс. Во время процесса из расплава максимально удаляются вредные примеси серы и фосфора, за счет чего повышается качество металла.

Для получения необходимых прочностных характеристик для ножей сталь D2 подвергают дальнейшей термической обработке. Во время закалки важно обеспечить равномерный нагрев всей массы металла, для чего достаточно небольшой выдержки. Нагрев производится в окислительной среде, из-за чего происходит частичное обезуглероживание поверхностного слоя. Он снимается при окончательной обработке.

Первичная твердость металла достигается закалкой при 1000-1010 градусах с выдержкой в течение 5-7 минут. Температурный диапазон отпуска – 175-200 градусов. При таком режиме обеспечивается максимальная твердость режущей кромки – 61-62 HRC.

Для изготовления ножей, предназначенных для определенных динамических нагрузок, несколько меняется режим закаливания стали:

  • закалка – при температуре 1020-1040 градусов;
  • отпуск – 310-340 градусов в течение двух часов.

Конечная механическая обработка изделий заключается в шлифовании и заточке резца.

Условия термомеханической обработки

Сталь такого типа требует закалки, придающей ей большую прочность. Чтобы закалить сплав, не предназначенный для изготовления клинков, применяется окислительная атмосфера. Создание клинков из стали D2 требует иной технологии.

Термическая обработка металла

Термическая обработка стали D2

Для производства режущих лезвий и деталей, рассчитанных на динамические нагрузки, необходимы другие время и температура воздействия. Наиболее распространена обработка стали на первичную твердость, включающая низкий отпуск и закалку в масле, под струей воздуха или в горячих средах.

Чтобы добиться однородности в структуре клинка, обеспечивают равномерное нагревание при закалке. Отсутствие окисления при подобной обработке предотвращает обезуглероживание, что способствует сохранению прочности и приобретению изделием большей остроты.

Нагрев происходит при температуре +690…+850°С. Через несколько минут или секунд сплав охлаждают, легируют ванадием и молибденом, способствующим закаливаемости.

В производстве используют метод электрошлаковой переплавки. Расплавленный металл пропускается через слой шлака, в процессе очищаясь от вредных примесей, в т. ч. от серы с фосфором.

После обработки с последующим накаливанием сталь остужается и подвергается окончательной механической обработке в виде шлифования и заточки клинка.

Свойства порошковой стали

Процесс изготовления порошковой стали сводится к основным этапам: производство и смешивание порошков, уплотнение и спекание. У производителей могут отличаться особенности технологического процесса.

Ножи из такой стали стоят дороже. Качество готового изделия зависит от размера и распределения образующихся карбидов. Использование методики позволяет производителям получать высокотехнологичный сплав, увеличивать количество легированных элементов, повышать характеристики материала.

Лезвия из порошковой стали острее в сравнении с прототипами из цельного металла. Выдерживают перепады температур, устойчивы к деформации, поддаются шлифовке. Режущая кромка долго сохраняет остроту.

В домашних условиях порошковая сталь требует аккуратной заточки.

Применение камня

Используется показатель твердости алмаза и в промышленности. Не все камни, которые обнаруживают в трубках на месторождениях, пригодны для ювелирной обработки. Большинство материала имеет слишком много дефектов. Такие минералы отправляются на потребности промышленности, где алмаз используется в качестве абразива. Аппаратура, которая имеет покрытие алмазной крошкой, работает дольше и качественнее. Алмаз используется в таких приборах и инструментах, как:

  • оборудование в медицине (скальпели, хирургические инструменты);
  • сверла, фрезы, шлифовальные круги, стеклорезы, ножницы и пилы по металлу, буровые установки;
  • в телекоммуникациях и электронике алмаз используют для прохождения сигналов разных частот по одному кабелю;
  • защитный элемент в химической и физической промышленности;
  • космическая отрасль, где используются даже лонсдейлиты, которые прочнее алмаза.

Алмаз — вещество, которое имеет уникальные свойства. В том числе и твердость минерала дает возможность использовать его в разных сферах. Применение камня актуально, и его стоимость продолжает расти. А искусственные вещества, которые крепче алмаза, пока недоступны для широкого использования.

Аналоги сплава и его применение

Марка стали D2 была разработана в 60-е годы прошлого века в Соединенных Штатах и первоначально использовалась для нужд промышленности. Из сплава изготавливали высокоскоростные резцы по металлу, которые могли работать при высоких температурах. Сегодня эта марка популярна во всем мире и имеет множество аналогов:

  • Х155CrMo12 – в Германии;
  • SLD – Японии;
  • 1,2379 – в Евросоюзе;
  • SKD-11 – Швеции.

В России заменителем стали D2 является марка Х12МФ, состав которой регламентируется ГОСТом 5950. Ее сортамент представлен:

  • различными видами проката;
  • калиброванным прутком и серебрянкой;
  • полосой и коваными заготовками.

Инструментальная сталь D2, как и ее аналоги, нашла широкое применение:

  • в машиностроительной отрасли;
  • производстве металлообрабатывающих инструментов;
  • бритвенных лезвий.

Особенно востребована она в качестве материала для изготовления элитных ножей, что связано с ее способностью в течение длительного времени держать хорошую заточку. Ее в норме должно хватать на разделку крупной туши. Из сплава получают широкий ассортимент ножей:

  • универсальных складных, включая и подарочные варианты;
  • шейных охотничьих ножей, предназначенных для свежевания добычи;
  • туристических, имеющих широкий спектр применения;
  • разделочных, для разрезания больших туш.

Сравнительные характеристики стали D2 и Х12МФ

Аналогом в РФ является сталь Х12МФ .

В состав стали D2 входит углерод. В качестве легирующих элементов используются ванадий который снижет хрупкость клинка, молибден улучшает прокаливаемость материала на всю глубину. Хром защищает сталь от коррозии, но его уровень недостаточен для того, чтобы отнести сталь к нержавеющим. Также спав, легируется кремнием и марганцем, первый элемент упрочняет зерна стали, второй повышает ее твердость.

  • Углерод – 1,4-1,6%.
  • М-0,9-11%
  • Mo- 0,8-1,2%
  • Cr-11%.

Сталь отличается очень агрессивным и продолжительным резом. Легко точится и правится. Желательно для заточки использовать керамические абразивы, алмазы формируют слишком грубую режущую кромку. Либо использовать алмазные абразивы для первичной обдирки, а дальше переходить на керамику.

Сталь неплохо сопротивляется коррозии, но отнести к нержавеющим сталям ее нельзя, не хватает хрома. Ножи будут требовать несложного ухода, после использования вымыть и протереть. Питтинговая коррозия легко убирается при помощи обычного ластика.

Оптимальный режим термообработки – 58-60 ед. по Роквеллу, при такой твердости клинок отличается сбалансированными характеристиками. Хорошо удерживается остроту режущей кромки и одновременно кромка не склонна к скалыванию, при сильных боковых, либо ударных нагрузках. В случае термообработки на твердости 60-62 ед. по Роквеллу, заметно возрастает износостойкость, но при этом нож становится хрупким. К примеру, при попадании ножом по кости, в процессе разделки туши, можно получить сколы.

К достоинствам ножей из D2 можно отнести:

  • Продолжительное время удержания остроты режущей кромки;
  • Неплохое сопротивление коррозии;
  • Обладает достаточной механической прочностью, чтобы без повреждений переносить рубящие удары;
  • Как правило, ножи из данной стали обладают приемлемой стоимостью.

К недостаткам следует отнести;

  • В условиях длительного нахождения во влажной среде склонна к образованию очагов коррозии;
Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий