Сталь 8cr13mov для ножей

Где используется сплав 8cr13mov

Несмотря на то, что марка была выведена искусственно, ее первоначальным применением можно считать пищевую отрасль и промышленное производство, хотя последние годы все большая доля металла приходится именно на производство режущих инструментов. Если говорить о производстве поднебесной, то здесь самым популярным предметом будут ножи и кухонные тесаки, но мировая практика говорит о большей актуальности в других производственных сферах.

Приведем самые распространенные виды лезвий и ножей, которыми прославилась сталь 8cr13mov, их характеристики не уступают продуктам премиального качества. Как пример, европейские и американские производители приспособили обработку металла под изготовление следующих видов режущих инструментов:

Складные туристические ножи. Самые популярные изделия, для которых используют данную марку стали. Отличное сочетание прочности и упругости металла дает возможность эксплуатировать туристический нож как режущий инструмент или как колющее оборудование в условиях отсутствия цивилизации.
Охотничий режущий инструмент. Крайне неудачная покупка для тех, кому необходимо рубить или перебивать твердые предметы, но отличный выбор для свежевания или резки мяса, кожи и сухожилий. Лезвие отлично держит заточку, но негативно переносит грубую физическую нагрузку.
Городской цельный или складной нож. Для выполнения повседневных задач подойдет отлично. Если рассматривать сталь 8cr13mov и аналог российский 95х18, то целесообразней будет остановить выбор именно на китайском варианте, так как изделия на его основе значительно дешевле, а эксплуатационные характеристики идентичны.
Кухонные и столовые приборы. Встретить кухонный нож с этой маркой металла практически невозможно на рынке, но они все же иногда встречаются. 8cr13mov имеет характеристики выше средних среди кухонных сплавов, поэтому покупать его для кухни нецелесообразно из-за излишних показателей прочности и твердости.

Применяется сплав в производстве различных типов режущего инструмента. Многочисленные положительные отзывы и характеристики реальных пользователей про сталь 8cr13mov могут сказать значительно больше, чем любой производитель и знаток металла. Стоит учитывать, что при низкой стоимости изделия, высокие эксплуатационные стандарты сравнимы с фирменными и дорогими изделиями из японской и российской стали.

Сферы применения стали 30х13

Характеристики и свойства данного сплава отлично подходят для производства высококачественного измерительного и режущего инструмента, пружин, штоков поршней, карбюраторных игл, а также различных элементов агрегатов, вынужденных работать в слабоагрессивных средах при высокой температуре (до +450оС). Благодаря повышенной твердости сталь марки 30Х13 крайне востребована в авиастроении, где встречается главным образом в пружинах и плоских эксцентрических кольцах, фиксирующих детали в корпусах различных устройств и механизмов. Для достижения необходимых параметров металла эту мартенситную сталь хромистого типа обязательно следует подвергать предварительной закалке и отпуску (охлаждению).

Способы обработки

Рассматриваемая сталь подвергается двум основным видам обработки: термической и механической. Термообработка стали 40х13 применяется для придания ей соответствующих технологических свойств. Механическая – для создания требуемой формы, решения поставленных технических задач.

Подобный металл специалисты относят к той категории материалов, которые при проведении термической обработки требуют определённого специфического подхода. Именно этот вид обработки придаёт требуемые свойства.

Сталь 40х13 в печи для закаливания

Основными видами термической обработки являются:

последовательная закалка;
медленный отпуск после нагрева;
горячая и холодная пластическая деформация;
отжиг.

После проведения закалки в структуре образуются следующие компоненты:

карбиды;
мартенситы;
некоторые остатки так называемых аустенитов.

Первые два способа обработки позволяют придать стали хорошую коррозийную стойкость и отличные механические свойства. Это удаётся за счёт того, что она обладает хорошей пластической деформацией. Закалка такой стали происходит с помощью постепенного нагрева до температуры более 950 °С, но не более 1100 °С. Последовательный нагрев необходим потому, что эта марка стали обладает повышенной чувствительностью к трещинам. Чтобы избежать проявления негативных последствий металлическую деталь (особенно с толщиной более 100 миллиметров необходимо нагревать более 10 минут).

Чтобы избежать появления трещин, в том числе и в глубине металла, образец подвергают так называемому отпуску. То есть, постепенному понижению температуры и выдерживанию образца при температуре до 300 °С. В этом случае сталь приобретает свои максимальные прочностные характеристики. Если температурный режим не будет выдержан, и процесс произойдёт при 450 °С, сталь потеряет свои характеристики по ударной вязкости. Наилучшие коррозийные свойства и хорошую пластичность она приобретает при соблюдении следующих параметров. Последовательный нагрев до температуры 700 °С, последующая выдержка в течение 20 минут, охлаждение в ёмкости с маслом.

В качестве смягчающей термической обработки используется так называемый отжиг. Деталь нагревается до температуры 800 °С. Далее проводят медленное охлаждение в самой печи до температуры около 500 °С.

Температура закалки и отпуска стали 40х13

В качестве альтернативы стандартному виду нагрева, для проведения термической обработки применяют нагрев токами высокой частоты. Особенно этот метод используется при необходимости проведения закалки поверхностного слоя детали. Это детали, которые входят в механизмы с узлами трения и качения, в элементы трубопроводной арматуры. Обычно такая закалка применяется только к деталям, толщина которых превышает 15 миллиметров. С её помощью удаётся добиться показателя твердости после закалки равного 36,5 HRC единиц.

Она подвергается следующим видам механической обработки:

сверление отверстий;
заточка;
фрезерование;
ковка.

Проведение этих операций связано с определёнными трудностями:

Упрочнение поверхностного слоя (это связано с дополнительным нагревом заготовки в момент резания или сверления).
Проблемы с удалением отходов металлообработки (получаемая металлическая стружка образует длину узкую закрученную полоску). Это вызывает определённые неудобства при длительной обработке. Эту проблему решают с помощью установки специальных приспособлений на металлорежущий инструмент. Они производят периодический облом стружки.
Повышенный износ режущей кромки. Это связано с повышением температуры детали в месте соприкосновения с кромкой режущего инструмента. В этом случае наличие в этой марке кристаллических соединений (карбидов и мартенситов) создаёт эффект наличия в ней абразивных элементов что приводит к быстрому износу режущей кромки.

https://youtube.com/watch?v=u262HjEbaEY

Кроме этого возникают трудности при заточке режущих инструментов, сделанных из этой стали. В момент заточки повышается температура затачиваемой кромки и образуется так называемый металлический наплыв. Это приводит к появлению неравномерного упрочнения края затачиваемой поверхности.

После проведение этой операции (горячей деформации) допускается только медленное охлаждение с последующим низкотемпературным отжигом.

В доступный перечень механической обработки, к сожалению, не попадает сварка. Дело в том, эта марка металла относится к категории трудносвариваемых материалов. Поэтому этот метод обработки не применяется для соединения конструкций, изготовленных из этого материала.

Свойства aisi 321 аналог 12х18н10т

О всем показателям и характеристикам обе рассматриваемые стали являются жаростойкими и жаропрочными. И не имеют магнитных свойств, не подвержены закалке.

Они хорошо свариваются, однако наличие никеля делает их достаточно дорогими материалами, так что их рекомендовано использовать для изготовления конструкций в тех случаях, когда необходима газовая сварка.

Стали aisi 321 12х18н10т характеристики имеют похожие, но наличие в стали 321 меньшего процентного содержание углерода обеспечивает ей большую пластичность и лучшую свариваемость по сравнению со сплавом 12х18н10т.

Если же говорить, какое у 321 12х18н10т отличие, то — в тех случаях, когда для конструкций важным требованием является прочность, лучше использовать сталь 12х18н10т. Это обусловлено наличием в её составе большего процента титана. Это же касается условий эксплуатации, при которых есть опасность возникновения межкристаллитной коррозии.

При применении обеих сталей важно, что, несмотря наличие в составах большого процента хрома и никеля, сталь 12х18н10т aisi 321 не рекомендуют применять для изготовления конструкций и элементов оборудования, условиями работы которых будут сильно окисляющиеся среды

Химический состав

Одно железо не может обеспечить материалу все характеристики, которые требует потребитель. Это проблема, выход из которой очень простой: использовать сплав нескольких составляющих, позволяющих в сумме добиться всех необходимых положительных характеристик. Марка стали 3Cr14 не является исключением, её химический состав включает в себя целую палитру элементов, определяющих все её свойства, плюсы и минусы, среди них:

углерод до 0,35% – важнейшая составляющая любой стали, связывая железо в карбиды, он значительно увеличивает такие ключевые параметры, как прочность и твёрдость, но отрицательно сказывается на хрупкости;
марганец до 1% – выступает в роли раскислителя, то есть способствует удалению из сплава лишнего кислорода на этапе выплавки, за счёт чего улучшает ударную вязкость, стойкость к износу и однородность поверхности;
кремний до 1% – его назначение в составе практически совпадает с назначением марганца: он отвечает за удаление пузырьков воздуха и снижение риска образования химической ликвации стали;
хром 12—14% – это наиболее востребованный легирующий элемент, что связано с его небольшой стоимостью и уникальными свойствами, которыми он наделяет сплав, а именно устойчивостью к коррозионным процессам и улучшению прокаливаемости, именно его содержание делает сталь нержавеющей;
сера 0,03% и фосфор 0,04% – в сущности это вредные примеси, но их нахождение в металле обуславливается технологическим процессом, в больших количествах значительно ухудшают все полезные в свойства, в малых – практически никакого влияния не оказывают.

Сталь 3Cr13 состоит из многих химических элементов.

Расшифровка

Выше был представлен химический состав 3Cr13. Однако человек, разбирающийся в сталях, даже не зная всех тех данных, может рассказать об основных составляющих сплава. Ключевые данные зашифрованы в самом названии:

3 – первая цифра, являющаяся показателем содержания в химическом составе углерода (0,3%);
Cr – обозначение хрома;
13 – процент содержания хрома в общем составе.

Марки нержавеющей стали и их характеристики

В современном мире представлено более двухсот пятидесяти видов нержавеющей стали. Они отличаются по своим сериям или маркам и по свойствам. Самыми популярными марками нержавеющей стали в настоящее время являются те виды, которые принадлежат к 300-й и 400-й серии. Они обладают высоким уровнем стойкости к появлению коррозии. К тому же у них слой защитной пленки является достаточно прочным из-за оптимально-подобранной пропорциональности использованных при производстве элементов. Нержавеющая сталь данных серий обладает высокой прочностью и пластичностью. Она активно применяется для производства различных предметов в современной промышленности. В скором времени конкуренцию данным сериям может составить 200 серия стали, которая, по мнению потребителей, имеет оптимальное сочетание стоимости и качества.

Характеристика нержавеющих сталей aisi

На современном рынке большим спросом пользуется нержавеющая сталь трехсотой серии. Она подразделяется на несколько видов в зависимости от химического состава:

аустенитная,
аустенитно- ферритная,
аустенитно-мартенситная.

В стали этих видов содержится разное количество никеля, хрома. углерода.

Нержавеющая сталь aisi 304

aisi 304 (08Х18Н10) получила широкое распространение в пищевой промышленности. Она отлично подходит для сварки и для тог, чтобы противостоять появлению ржавчины.

Нержавеющая сталь aisi 316

aisi 316 (10Х17Н13М2) образуется, если в сталь марки aisi 304 (08Х18Н10) добавить такой элемент, как молибден. Данная марка нержавейки получила широкое распространение в судостроительной, нефтегазовой и химической видах промышленности. Она устойчива к агрессивным средам.

Нержавеющая сталь aisi 316Т

aisi 316Т (10Х17Н13М2Т) обладает высоким уровнем прочности за счет того, что в ней содержится больше титана, чем в предыдущих марках. Она нашла широкое применение в области создания оборудования для химической и пищевой промышленности.

Нержавеющая сталь aisi 321

aisi 321 (12-08Х18Н10Т) самое большое количество титана среди всех марок трехсотой серии. Способна выдерживать температуры нагревания до 800 градусов Цельсия.

Нержавеющая сталь aisi 430

Среди марок четырехсотой серии наиболее широкое применение получила марка aisi 430 (12Х17). В целом вся серия характеризуется тем, что в нее входят марки нержавеющей стали, которые созданы с высоким содержанием хрома. Для марки aisi 430 характерно то, что материал отлично гнется и подвергается сварочным работам. Такую сталь можно использовать для мест с высокими температурными перепадами. Чаще всего ее используют для декора зданий и в нефтегазовой отрасли промышленности.

Нержавеющая сталь aisi 201

В двухсотой серии нержавеющей стали тоже есть достойные марки, на которые следует обратить свое внимание. Среди них наиболее сильно выделяется сталь марки aisi 201 (12Х15Г9НД). Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец

Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб. Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу

Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец. Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб. Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу

Стандарты нержавеющих сталей	Содержание легирующих элементов, %
*	DIN	AISI	ГОСТ	C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	Ti
С1	1.4021	420	20Х13	0,20	1,5	1,0	12,0-14,0
F1	1.4016	430	12Х17	0,08	1,0	1,0	16,0-18,0
A2	1.4301	304	12Х18Н9	0,07	2,0	0,75	18,0-19,0	8,0-10,0
1.4948	304H	08Х18Н10	0,08	2,0	0,75	18,0-20,0	8,0-10,5
1.4306	304L	03Х18Н11	0,03	2,0	1,0	18,0-20,0	10,0-12,0
A3	1.4541	321	08Х18Н10Т	0,08	2,0	1,0	17,0-19,0	9,0-12,0	5хС-0,7
A4	1.4401	316	03Х17Н14М2	0,08	2,0	1,0	16,0-18,0	10,0-14,0	2,0-2,5
1.4435	316S	03Х17Н14М3	0,08	2,0	1,0	16,0-18,0	12,0-14,0	2,5-3,0
1.4404	316L	03Х17Н14М3	0,03	2,0	1,0	17,0-19,0	10,0-14,0	2,0-3,0
A5	1.4571	316Ti	08Х17Н13М2Т	0,08	2,0	0,75	16,0-18,0	11,0-12,5	2,0-3,0	5хС-0,8
1.4845	310S	20Х23Н18	0,08	2,0	0,75	24,0-26,0	19,0-21,0

Замещение стальных марок с 40Х на 20Г2P

Одной из наблюдаемых в мире тенденций является активное использование стали, содержащей в себе бор. Ключевые предприятия, создающие крепления повышенного уровня прочности, склоняются к ее выбору. В Российской Федерации к таковым относят несколько сталь 30Г1Р и 20Г2Р. У японцев они маркируются как 15В22 и 10В21, а у немцев – 28В2 и 22В. Подчеркнем, что в машиностроении задействуется исключительно высокопрочный крепеж, в основе производственного сырья которого выступают борсодержащие стальные марки.

Однако для создания стойких крепежных соединений применяют и иные стальные марки, такие как 40Х и 35. В экономике ведутся оживленные обсуждения о замещении стали 40Х на 20Г2P. В настоящее время горячекатанный прокат из стали 20Г2P пользуется повышенным спросом. В таблице ниже в порядке возрастания отображен ее состав:

Массовая доля химических элементов %
B	210-3-510-3
N	Менее 1*10-2	Менее1,1*10-2
P	Менее 2*10-2
Al	210-2-510-2
S	Менее1*10-2
Cr	0,15-0,3
Si	Менее 0,17	От 0,07 до 0,17
C	От 0,2 до 0,25
Mn	От 0,9 до 1,3

В течение более десяти лет ведутся эксперименты, и они указывают на непосредственные плюсы стали 20Г2Р.

Сделаны выводы:

Очевидным плюсом стали 20Г2Р является снижение вероятности возникновения брака. Это обеспечивается высокотехнологичностью в результате холодной объемной штамповки компонентов.
Интересные выводы были сделаны при исследовании с использованием болтов М16. Было выявлено, что свойства необходимого класса прочности значительно стабильны, если проводить термическую обработку изделий. В 35-ой стали при проведении термической обработки стабильность болтов наблюдается лишь у класса 8.8.

Исследование марки стали 20Г2Р закончилось выводом, что для нее характерна высокая прокаливаемость, которая становится возможной из-за добавления марганца и бора. Высокая способность стали рассматриваемой стальной марки воспринимать закалку гарантирует неизменные механические свойства при данном процессе в масле (относится к заготовкам, диаметр которых менее М27) и в воде. Так уменьшается число несоответствий по прямолинейности болтов или подобных стержневых заготовок. Для марки стали 35 данная характеристика не выполняется.

Научно-исследовательский институт Автотранспортного машиностроения РД тоже согласен с описаниями и доказательствами неоспоримых плюсов стали 30Г1Р и 20Г2Р над сопоставляемой сталью 35. Подтверждено, что для первых характерны более высокие показатели ударной вязкости при использовании при температурах ниже ноля. Значение данного показателя для покупателей особенно значимо. Сопоставление велось со сложно деформируемой сталью (марки 40Х и 45).

В соответствии с ГОСТом 1759.4 стальной болт относят к группе «Болты, винты и шпильки». Несколько вариантов экспериментов и технические параметры презентованы в таблице ниже:

Класс прочности	НВ	σ Н/мм2	δ %, выше	Ударная вязкость при температуре выше 200 градусов	Ударная вязкость при температуре ниже -600 градусов
8.8	250-300	820-1000	17	1,7	1,17
10.9	304-360	1040-1200	12	0,98	0,63

Сталь aus 8 российский аналог

Японский сплав появился около 100 лет назад, но высокие эксплуатационные качества делают его популярным и сейчас. Ножевая сталь AUS-8 является одним из материалов, который имеет специфическую область применения. Его разработка осуществлялась в соответствии с требованиями к клинкам и ножам.

Преимуществами металла, изготовленного Aichi Steel Works, являются прочность, практичность и длительный срок службы. Изделия из данного материала имеют большое количество положительных отзывов. По сравнению с аналогами прототип характеризуется лучшим качеством реза, продолжительностью удержания заточки и твердостью.

Вернуться

Химический состав

Сталь АУС 8 является высоколегированной и очень твердой. Состав материала установлен японскими нормативными документами, в него входят:

С – 0,7-0,75%;
Si – 1-1,1%;
Mg – 0,5-0,6%;
Mo – 0,1%;
V – 0,1%;
Cr – 13-14,5%;
S – 0,02%;
P – 0,02%.

Углерод используется для придания материалу прочности и твердости, но при увеличении содержания его в сплаве повышается хрупкость. В данном материале оптимально подобрано соотношение железа и углерода, что обеспечивает высокие эксплуатационные свойства. Однако обработка его осуществляется достаточно сложно из-за невысокой пластичности.

Кремний используется в качестве раскислителя, он выводит из ножевой стали AUS-8 свободный кислород. Это снижает химическую ликвацию, улучшает механические характеристики, но не снижает ее пластичность.

Марганец используется в качестве фильтра для очистки материала от примесей серы и фосфора. Это положительно сказывается на качестве поверхности и устойчивости к механическим воздействиям.

Хром – легирующий компонент, он положительно сказывается на жаростойкости, антикоррозионных свойствах, упрощает термообработку. При воздействии абразивных материалов за счет хрома повышается износостойкость изделий.

Сера и фосфор – это нежелательные включения, которые негативно сказываются на качестве стали AUS-8, поэтому их присутствие в сплаве нормируется. Они попадают из шихты и лигатур. При термообработке большое количество серы может привести к образованию трещин.

Вернуться

Свойства материала

Плавление материала происходит при достаточно высокой температуре, что обусловлено особенностями состава. В результате получают упругий металл с высокой прочностью и твердостью. Это позволяет снизить риск его повреждения в результате приложения динамической нагрузки.

Сталь АУС 8 плохо передает ток, т.к. имеет значительное сопротивление. Твердость материала варьируется в пределах 60-65 HRC в зависимости от способа обработки. Способность накапливать тепло может привести к небольшому температурному расширению.

АУС8 выдерживает большие нагрузки – разрушение начинается при 770 МПа. Однако пластичность ее остается небольшой.

Вернуться

Применение

Ножевая сталь AUS-8 используется при производстве режущего инструмента. Специалисты по холодному оружию отмечают высокие эксплуатационные характеристики клинков, изготовленных из данного материала. Также из него изготавливают хирургические инструменты и ножи. К преимуществам последних относятся:

высокая твердость после термообработки;
простота температурной обработки;
ударная вязкость, поэтому из нее изготавливают мачете, топоры и т.д.;
стойкость к выкрашиванию;
острота на протяжении трех месяцев после заточки;
простота шлифовки и полировки, возможность их осуществления в бытовых условиях.

К недостаткам можно отнести только появление точечной коррозии при нахождении изделия на протяжении недели в воде.

Вернуться

Технические характеристики

К основным характеристикам стали AUS-8 относятся:

коэффициент удельной теплоемкости	485 Дж/кгС;
относительное удлинение при растяжении/сжатии	15/30%;
работоспособность при знакопеременной нагрузке 700 МПа	6 млн. циклов;
предел прочности	770 МПа;
расширение при 100 С	11,8 мкм;
временное сопротивление	600 МПа;
твердость AUS-8 по Роквеллу	60;
электрическое сопротивление	250 МОмм;
ударная вязкость	12-18 кДж/м2;
модуль Юнга	20 МПа;
температура плавления	1550-1660 С;
теплопроводность при 20 С	24 Вт/мС;
плотность	7750 кг/м3.

Химический состав

В состав пружинно-рессорной стали 8cr13mov вошли такие элементы периодической системы Д. И. Менделеева:

углерод;
кремний;
марганец;
хром;
ванадий;
молибден.

Прочность зависит от процента в составе углерода (С), чем больше, тем твёрже клинок. В сплаве содержится 0,75% углерода.

За прочность отвечает марганец (Mn). Содержание в 1% говорит о том, что сплав 8cr13mov обладает завидной характеристикой по этому параметру.

Легирующий элемент хром (Cr) в сплавах влияет на коррозионную устойчивость, является обязательным компонентом нержавеющих сталей и содержится там в большом количестве. Хороший показатель (14,5%) позволяет держать коррозиестойкость на достойном уровне.

Молибден (Mo) даёт возможность закаливать клинок до высоких показателей HRC, избегая ломкости лезвия. Сплав, в состав которого добавляют этот химический элемент, становится устойчивым к высокой температуре. В 8Cr14MoV содержится 0,1% Mo.

Легирующий элемент ванадий (V), содержание которого в китайской стали 0,2%, позволяет материалу быть упругим и делает устойчивым к химически агрессивной среде.

Технологические примеси фосфора и серы имеются в любых марках, в незначительных количествах они присутствуют и здесь.

Материал оказывает высокую устойчивость к механическим нагрузкам. В промышленности 8cr13mov нашёл применение для изготовления ножей, преимущественно кухонных, и медицинского инструмента. Для правки применяют мусат или кожаный ремень. Режущая кромка лезвия слабо подвержена выкрашиванию, в результате хорошо держит заточку. Эти качества достигаются благодаря механической прочности и вязкости, полученных путём включения в состав всех вышеназванных компонентов.

Аналоги

Характеристики сравнимы с близкими по составу марками: 440B (США) и AUS-8 (Япония). Хромоникелевые нержавеющие стали американского и японского производства имеют несколько иные сочетания цены и качества. Но по качеству китайский материал ничем не уступает. Так, в японской стали содержится около 1% углерода, это чуть больше, чем в 8Cr14MoV, но процентный состав марганца выше, чем у «японки», что позволяет судить о том, что по прочности AUS-8 здесь проигрывает.

Нож выполненный из стали аналога – AUS-8.