Грузин, ну ты как всегда... Мы же вроде установили, шо нужно 4-е... Или я шо-то пропустил :D ?
ДХунтер, вот некоторый материал по клинковой нержи - 440С - это 95Х18:
"Окончательный переход к железу нашими далекими пращурами был, несомненно, омрачен необходимостью изыскания средств борьбы с вездесущей коррозией. Поиски способа создать нержавеющую сталь уходят корнями в глубину веков, но практически до начала 19-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 Frederick Adolph Will и Julius Finck из Сан Франциско попытались использовать этот сплав для клинков, но они быстро темнели и страдали от язвенной коррозии. Оказалось, что этот сплав имел 5-7% хрома. Наличие такого его количества в углеродистой стали, без легирования никелем вместо замедления коррозии служило катализатором процесса окисления железа. Это было доказано английским металлургом Робертом Хадфилдом в 1892г., после чего 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 в первыми американскими автомобилями и изобретением кобальто-вольфрамового сплава, известного под названием "Stellite".
Оба установили что увеличение количества хрома до 11% в углеродистой стали, даже без никеля, обеспечивало хорошую коррозионную стойкость в ограниченно агрессивной среде и в то же время такую сталь можно было закаливать как обычную высокоуглеродистую. Это было очень важно, так как более стойкая к воздействию коррозии хромо-никелевая сталь закалку не воспринимала.
Исследования были приостановлены только в годы Первой Мировой войны, после которой оба изобретателя, объединив усилия, удачно реализовали свой патент.
В 20-х годах нержавеющая сталь заняла доминирующее место на североамериканском и европейском рынке кухонных ножей и столовых приборов. Тем не менее, качество ширпотреба было крайне далеко от того, которое достигалось в лабораториях. Причиной этого был остаточный аустенит. Эта структура в больших количествах образуется в ножах при закалке и сильно отличается от твердого мартенсита, который и обеспечивает высокие режущие свойства клинка. Превращать остаточный аустенит в мартенсит научились только 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). На нее его натолкнула серия научных работ конца 40-х - начала 50-х годов по исследованию влияния низкотемпературного воздействия на свойства коррозионностойких сталей, используемых в стратосфере, полярных регионах, в холодильной и химической промышленности.
В результате на свет появился процесс под названием "Frozen Heat". Клинки свободно помещаются в лотки и нагреваются до температуры, незначительно превышающей обычную температуру закалки. После этого клинки помещают в ванну с закалочной средой (маслом) с температурой 140 °F., где они 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 при температуре –100°F. около 45 мин. После этого они нагреваются для снятия остаточных напряжений, постепенно охлаждаются до комнатной температуры и повторно закаливаются.
В настоящее время этот процесс может отличаться у разных производителей в деталях, но это обязательная процедура для всех качественных ножевых сталей, за исключением ширпотреба самого низкого разбора.
Достаточно долго производители использовали в основном низкоуглеродистую сталь, которая удовлетворяла нуждам домохозяек, но по стойкости режущей кромки не очень устраивала прочие категории пользователей. Ареной экспериментов сразу стала высокоуглеродистая 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 440С на известной модели ножа MarkII, поставляемой по частным заказам военных во Вьетнам, заменив ею обладающую низкой коррозионной стойкостью L6. Результат эксперимента был по меньшей мере неоднозначен - не обладая высокой коррозионной стойкостью 440С обладала худшими эксплуатационными качествами в сравнении с L6, что вызвало много нареканий в адрес производителя. В то же время фирма, возглавляемая W. D. "Bo" Randall, стала активно использовать на клинки 440B.
В 70-х годах поиск новых материалов продолжался. Bob Loveless начал активно пропагандировать 154-CM компании Crucible Steel - материал на турбинные лопатки реактивных двигателей. Совместно с Cold Steel ему удалось даже выпустить серийный ножи элитного класса из этой стали. Позже, и вероятно не без участия японцев, владеющих этой компанией, он же представил общественности полный аналог этой стали, более доступную японскую марку ATS-34 от Hitachi.
Именно эти стали - 154-CM, ATS-34, 440А, 440В и 440С, - практически до середины 90-х определяли лицо американского ножевого рынка среди малосерийных производителей и индивидуалов. С конца 80-х - начала 90-х за широкое применение этих сталей взялись и серийные производители. Ножи среднего класса предлагались в 440А и 440B, а также в немецких и японских аналогах. Ширпотреб шел в дешевой азиатской 420J2, американских и европейских аналогах. Европейский рынок отставал от американского - применение высокоуглеродистых 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 90-х годах японские нержавеющие ножевые стали окончательно утвердились на североамериканском рынке. Молодые компании, стремительно вторгнувшиеся на ножевой рынок такие как Cold Steel, Spyderco и Benchmade, сделали ставку на дорогие 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 компаний Beretta, Fallkniven (Швеция), Junglee Knives и пр. производятся практически полностью из японских коррозионностойких сталей. Американский производитель с большим опозданием попытался вернуть утраченные позиции и вернулсяся на этот рынок продукцией Crucible Materials Corporation - высокоуглеродистыми нержавеющими порошковыми сталями CPM(T)440V и CPM420V. Одновременно состоялось и "второе пришествие" 154-CM компании Crucible Steel - производителям ножей предлагается улучшенная версия этой стали в виде удобного для раскроя листового проката.
Тем не менее похоже, что на самом привлекательном для инвестиций ножевом рынке Северной Америки эпоха интенсивных поисков новых ножевых нержавеющих сталей закончена. Большинство производителей работают с уже известными марками сталей, а новый сортамент, появившийся в последние годы (AUS-10, ATS-55, VG-10, MRS-30 - все из Японии и только BG-42 из США), фактически повторяют с теми или иными незначительными улучшениями уже известную ATS-34.
Однако, похоже, что последняя глава в истории клинковых сталей еще далека от написания: рынок развивается крайне динамично и кто знает, какие сюрпризы нас еще ожидают.
Влияние химического состава и структуры на
коррозионную стойкость ножевых сталей
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей определяется содержанием хрома. При содержании более 12 % Сr на чистой металлической поверхности на воздухе и в окислительных водных электролитах 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. Стационарный электрохимический потенциал железа по отношению к нормальному водородному электроду при содержании около 12 % Сr скачком возрастает до достаточно высокого значения. При более высоком содержании хрома коррозионный унос металла в агрессивных средах снижается до незначительной величины.
Исследованиями причин интеркристаллитной коррозии нержавеющих сталей установлено, что коррозионная стойкость пропорциональна содержанию хрома, растворенного в твердом растворе (не связанного с углеродом или с азотом). Когда хром связан только с углеродом в карбид Сr23С6, свободный хром рассчитывается следующим образом:
% Сr св = %Сr общ — 14,54%С.
Для используемых в изготовлении ножей мартенситных сталей, у которых основными свойствами являются твердость и прочность (определяемые содержанием углерода), содержание свободного хрома в твердом растворе как раз соответствует нижнему пределу области коррозионной устойчивости. Поэтому для сталей, содержащих 13 % Сr достаточная коррозионная стойкость обеспечивается только в атмосферных условиях или в средах средней агрессивности. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей с высокой твердостью и прочностью в сильной степени зависит от структурного состояния, получаемого при термической обработке. Cтали для ножей 420 и 440 группы подвергают закалке и низкому отпуску. Эти «ножевые» стали применяются не только для режущего инструмента, но и для игольчатых клапанов, сопел и подшипников качения (благодаря их высокой твердости).
Другим условием коррозионной стойкости является хорошее качество поверхности, получаемое путем шлифовки и полировки. В отношении коррозии наиболее благоприятное структурное состояние сталь имеет после закалки и низкого отпуска, так как при этом карбиды переведены в раствор; однако при этом существует опасность трещинообразования.
При повышении температуры отпуска выделяются хромистые карбиды, в результате чего твердый раствор обедняется хромом, и коррозионная стойкость стали снижается. Карбидообразующие «наклонности» хрома приводят к тому, что большие количества этого элемента связываются в карбиды, выделяющиеся на границах зерен стали, а сами зерна оказываются бедны хромом и не могут противостоять влиянию кислот и кислорода. Поэтому следует избегать условий отпуска, приводящих к обеднению приграничных зерен хромом. У сталей этой группы следует учитывать и выделение карбидов при умягчающем отжиге.
Для качественных клинков применяются мартенситные нержавеющие стали закаливаемые на высокую твердость. При этом для улучшения вязкости, которая после закалки, естественно, низка, остается только низкий отпуск для снятия напряжений, обычно в интервале от 200 до 300°С. На высокоуглеродистых сталях, таких как 440В и 440С при такой обработке можно получить твердость от 55 до 62HRC что является предпосылкой обеспечения хороших режущих свойств ножей.
Благодаря малой критической скорости закалки стали 420 и 420mod закаливаются на мартенсит при охлаждении на воздухе. Закалку изделий из этих сталей проводят от температур 950...1020°С, так как только выше этих температур происходит полное растворение в аустените карбидов Сr23С6 После закалки стали отпускают на требуемую твердость. Так, после закалки сталь 420mod имеет твердость HRC 54...56, после отпуска при 200... 300 °С 50HRC, а после отпуска при 600 °С 32...34 HRC. В интервале 480...520 °С наблюдается существенное снижение пластичности и ударной вязкости сталей из-за развития отпускной хрупкости.
После закалки стали имеют высокую коррозионную стойкость. Отпуск при 200...400 °С проводят для снятия внутренних напряжений; он не оказывает влияния на коррозионную стойкость. При отпуске выше 500 °С происходит распад мартенсита на феррито-карбидную смесь и выделение карбидов типа Me23C6, структура стали становится гетерогенной, ферритная матрица обедняется хромом, коррозионная стойкость резко снижается. Отпуск при более высоких температурах повышает коррозионную стойкость. Чем больше в стали углерода, тем больше выделяется карбидов хрома и тем сильнее снижается коррозионная стойкость. 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 % Сr и т.д.
Если стремятся получить высокие механические свойства, сопоставимые со свойствами высокопрочных конструкционных сталей, то это можно достичь на сталях типа 420, иногда дополнительно легированных небольшим количеством молибдена, после закалки и высокого отпуска (т.е. в улучшенном состоянии). Ниже комнатной температуры вязкость этих сталей мала.
После закалки наряду с мартенситом в стали практически всегда имеется то или иное количество остаточного аустенита. В закаленных конструкционных сталях количество аустенита обычно бывает до 3...5 % (иногда до 10...15 %), в быстрорежущих сталях оно составляет 20...40 %, а в высокохромистых сталях (типа 440С) количество остаточного аустенита после закалки может доходить до 60 % и даже 80 %.
Остаточный аустенит в структуре расположен в виде тонких прослоек между кристаллами мартенсита и, следовательно, находится в напряженном состоянии. При отпуске легированных сталей остаточный аустенит может распадаться по промежуточной ступени либо превращаться в мартенсит при охлаждении от температуры отпуска.
Превращение остаточного аустенита в мартенсит при охлаждении после отпуска может протекать в высоколегированных сталях, для которых характерна диаграмма изотермического распада аустенита с линией выделения избыточных специальных карбидов. В этом случае в процессе выдержки при температуре отпуска (обычно 500...600 °С) из остаточного аустенита выделяются специальные карбиды, остаточный аустенит обедняется углеродом и легирующим элементом, его мартенситная точка становится выше комнатной температуры и при охлаждении в участках остаточного аустенита образуется мартенсит. Иногда (например, в случае быстрорежущей стали) для полного превращения остаточного аустенита в мартенсит требуется 2...4-кратный отпуск. После такого отпуска твердость стали может быть даже более высокой, чем она была после закалки вследствие появления неотпущенного мартенсита. По-этому такое явление иногда называют вторичной закалкой или вторичной твердостью. Остаточный аустенит может превращаться в мартенсит и при охлаждении сразу же после закалки ниже комнатной температуры. Такое охлаждение производится обычно в твердой углекислоте (-78 °С), либо в жидком азоте (-196 °С) и присуще обработке высокоуглеродистых коррозионностойких сталей, используемых в изготовлении ножей."
Я тут в галерею поместил некую катинку...
|
Подводная охота [часть 2]
Страницы: (297) « Первая ... 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 [163] 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 ...
Последняя »
