Плюсы и минусы стали у8, используемой для ножей, ее основные свойства

Отечественные стали

Углеродистые:

• У8 (или У8А). Сталь с содержанием углерода около 0,8 %. Самая простая и распространенная в ножеделии, находит массовое применение в кустарном изготовлении ножей. Высокопрочная, хорошо принимает и держит заточку. Буква «А» в ее названии означает сталь высокого качества очистки.
• У10 (или У10А). Аналогичная предыдущей, но с содержанием углерода около 1 %. Прочность чуть ниже, но зато твердость и удержание режущей кромки лучше. Используется при изготовлении ножей для тяжелых работ, в т. ч. армейских и боевых.
• 65Г. Углеродистая пружинно-рессорная сталь. Содержание углерода около 0,65-0,7 %. В отличие от простых «углеродок», данная сталь легирована марганцем и содержит долю процента хрома, благодаря чему у нее отличная прочность, ударная вязкость и упругость, а также большой диапазон показателей рабочей твердости. Ножи из такой стали хорошо держат заточку и являются весьма прочными. Ржавеет она не так активно, как стали марки «У».
• ШХ15. Шарикоподшипниковая сталь. Легирована марганцем и небольшим количеством хрома (1,5 %). Содержание углерода — около 1 %. Является одной из самых сбалансированных углеродистых сталей: легко точится, сохраняет высокую прочность при высокой твердости, хорошую износостойкость и способна держать режущую кромку на малых углах.
• ХВ5 («Алмазная» сталь). Содержит около 1,35 % углерода и довольно много вольфрама (около 5 %). Достаточно прочная, но при этом с плохой ударной вязкостью сталь, способная сломаться при динамических нагрузках. Отличается колоссальной твердостью (до 68 ед. HRc) и износоустойчивостью. Создана только для долгого и агрессивного реза, без поперечных и ударных нагрузок. Довольно интенсивно ржавеет.
• Р6М5 («быстрорез»). Сталь, применяемая для изготовления пил по металлу. Содержит около 0,8 % углерода, 4 % хрома, немного ванадия и большое количество вольфрама (около 6 %). Также легируется молибденом. Довольно интересная сталь, обладающая огромной жаропрочностью, стойкостью удержания режущей кромки и износостойкостью.
• 9ХС. Инструментальная легированная сталь. Содержание углерода — 1 %. Содержание хрома — 1,2 %. Дополнительно сталь легируется кремнием и марганцем. В небольших количествах содержатся никель, ванадий и даже вольфрам (до 0,25 %). Благодаря удачной совокупности элементов сталь обладает выдающимися характеристиками по удержанию заточки, износостойкости и прочности.
• Х12МФ. Инструментальная легированная сталь. Ее часто называют «полунержавеющей». Является одной из лучших сталей для изготовления ножей. Содержит 12 % хрома и 1,5 % углерода. Имеет довольно богатый состав легирующих элементов — молибден, ванадий, марганец, никель и фосфор. Обладает отличной прочностью, износостойкостью, великолепно держит заточку и ударную вязкость на приемлемом уровне. Один из лучших выборов по соотношению цены-качества.

Нержавеющие:

• 40Х13. Легированная сталь нижнего ценового уровня. Содержит 0,4 % углерода и 13 % хрома, как следует из ее названия. Нож из нержавеющей стали такого класса действительно почти никогда не будет ржаветь, но удержание режущей кромки у нее весьма посредственное.
• 65Х13. Из недорогих сортов эта сталь — очень неплохой выбор. Содержит 0,65 % углерода и все те же 13 % хрома. Из-за такой балансировки состава чуть более подвержена коррозии, чем предыдущая. Зато она гораздо лучше держит заточку и в целом является очень неплохой сталью, особенно при хорошей закалке.
• 95Х18. Эта сталь, хоть все еще и относится к среднему уровню цены, по качеству уже существенно выше двух предыдущих. Количество углерода приближается к 1 %, а хрома в этом сплаве уже существенно больше — 18 %, что поднимает как коррозионную стойкость, так и общую прочность клинков.
• 110Х18 МШ-Д. Очень редкая, но особо ценимая среди мастеров сталь. Отличается высочайшим уровнем чистоты, благодаря методике электрошлаковой переплавки. Содержит до 1,1 % углерода и около 19 % хрома. Долгое время сохраняет заточку и показывает высокую прочность благодаря равномерной структуре.
• 40Х10С2М (ЭИ-107). Еще ее называют «клапанной» сталью. Несмотря на невысокое содержание угля (0,4 %), данная сталь является очень хорошим выбором. В ней немного хрома (около 10 %), однако дополнительно она легирована кремнием (около 2,5 %), марганцем и молибденом, что самым положительным образом сказывается на ее прочности и износостойкости.

Какую выбрать?

Каждая из представленных в рейтинге марок стали, имеет свои положительные качества. Несмотря на это каждая из них разрабатывалась для использования в определенной сфере и по своему считается лучшей.

95х18 или Х12МФ

При выборе стали для лезвия ножа лучше остановить свой выбор на 95Х18. При одинаковых показателях прочности она обладает лучшей устойчивостью к коррозии, так как первоначально разрабатывалась как инструментальная сталь.

В отличие от нее, Х12МФ используется для изготовления штампованных и кованых деталей в тяжелом машиностроении, где устойчивость к окислению не так важна.

D2 или AUS-8A

В данном случае конкретного ответа не существует. Все зависит от области использования ножа из выбранной марки стали, для решений одних задач самой лучшей будет D2, а для других AUS-8A. В данном случае выбор нужно делать исходя из поставленной задачи.

В силу своих химических и физических свойств ножи из стали D2 больше приспособлены для использования в походах, на охоте и рыбалке. Они имеют высокую устойчивость ко всякого рода механическим повреждениям, а режущая кромка остается острой очень долго, даже при интенсивной эксплуатации.

Для кухонных

Кухонные ножи используются для разделки продуктов. Поэтому сталь, которая используется для производства ножей, должна соответствовать следующим требованиям:

• высокая устойчивость коррозии;
• хорошая сопротивляемость деформациям на изгиб;
• не крошиться в процессе работы;
• не содержать вредных примесей.

Из всех марок стали, представленных в рейтинге, наиболее близким к перечисленным показателям обладает сталь марки 440C. Высокое содержание карбидов хрома, отсутствие вредных примесей и хорошие показатели твердости, вязкости и износоустойчивости делают ее самой лучшей для изготовления кухонных ножей.

Для охотничьих

Охотничьи ножи являются мультифункциональным инструментом. Они должны одинаково хорошо резать мясо, кости и древесину. Кроме того, они должны быть устойчивы к различного рода механическим повреждениям и долгое время сохранять остроту режущей кромки.

Как правило, для изготовления таких ножей используют сталь с твердостью 58-60 HRC.

Каждая из представленных марок стали обладает своими преимуществами и недостатками и по-своему самая лучшая. Поэтому выбор конкретной марки зависит, как от цели, так и от бюджета, поэтому выбирая сталь нужно решить для каких целей будет использоваться нож и сколько денег вы готовы потратить на него. Надеемся, прочитав статью, вам будет проще разобраться в многообразии представленного ассортимента.

Закалка

При соблюдении всех правил закалки стали У8А обеспечивается ее прочность 59-62 HRC и сохраняется мартенситно-аустенитная структура. Требования к процедуре:

1. Температура 800-820 С.
2. Предварительный и окончательный нагрев деталей одинаковый по продолжительности, осуществляется при 400-500 С.
3. Длительность нагрева зависит от габаритов и площади наружной поверхности изделия. В расплаве солей необходимо выдержать изделие 8-14 минут, в соленой воде – 15-30 минут. При закалке тонких предметов значительной длины данный показатель может изменяться.
4. Охлаждение продукта из марки стали У8А в воде при 18-25 С. При понижении данного значения появляется риск возникновения трещин, при повышении – неравномерного распределения твердости по объему металла. Аналогичные последствия могут проявиться при наличии минеральных и органических остатков в среде закалки.
5. Отсутствие процессов на воздухе.

Для каких ножей лучше использовать

Сталь У8 благодаря своим преимуществам универсальна в применении. Поэтому из неё делают различные режущие инструменты: от столовых приборов до топоров, пил и зубил. В случае с ножами оптимально использование для изготовления двух видов.

Хозяйственные

В эту группу попадают различные режущие инструменты, которые можно использовать при ремонте, в лесу, гараже, мастерской. Они неприхотливы, прочны, долго сохраняют заточку. Поэтому востребованы среди путешественников, любителей охоты, рыбалки, активного отдыха.

Их клинки хорошо сбалансированы, удобно лежат в руке. При этом они справляются с разными задачами: способны перерезать канат, толстую верёвку, ветку, заточить колья, отрезать проволоку, могут выступать клином для щелей. При работе не приходится волноваться о том, чтобы не повредить клинок: прочность металла настолько высока, что на поверхности стали даже не образуются царапины.

Бытовые

Такие изделия есть на кухне каждой хозяйки. В зависимости от размера, формы и толщины клинка они могут быть предназначены для нарезки мяса и рыбы, овощей и стейка, сыра. Также выделяют филейные, обвалочные, устричные. Все эти изделия могут изготавливаться из стали У8.

В таком случае они будут обладать привлекательным внешним видом, прочностью и износостойкостью. Помимо профессиональных поварских ножей в группу бытовых также попадают столовые. Для их изготовления применяют сталь пониженной твёрдости (HRC 45-50). Большим спросом пользуются карманные и складные ножи. Их отличает функциональность, удобство и долгий срок службы.

Бытовой нож из стали У8.

Сталь У8 подходит для изготовления как бытовых, так и хозяйственных ножей различных типов. Простота обработки позволяет придать изделию любую форму и толщину, сохранив при этом прочность и твёрдость. Этим и объясняется ассортимент режущих инструментов, выполненных из такого сплава.

Описание

Сталь У8ГА применяется: для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки; инструмента для обработки дерева (фрез, зенковок, цековок, топоров, стамесок, долот, продольных и дисковых пил; накатных роликов, плит и стержней для форм литья под давлением оловянно-свинповистых сплавов; калибров простой формы и пониженных классов точности; холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации (клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в том числе для часов, и т. д. (лента выпускается по ГОСТ 2283, ГОСТ 21996 и ряду специальных технических условий); измерительных лент.

Инструментальная углеродистая сталь ГОСТ 1435-99

Углеродистая сталь — сталь, не имеющая в своем составе легирующих элементов, но содержащая углерод в различной концентрации: до 0,25% — низкоуглеродистая сталь, 0,24-0,6% среднеуглеродистая сталь, более 0,6 — высокоуглеродистая сталь.

ГОСТ 1435-94 регулирует нормы изготовления прутков и полос кованых, горячекатаных, калиброванных и со специальной отделкой поверхности из инструментальной углеродистой (нелегированной) стали, а также нормы химического состава для слитков, заготовок, листов, лент, проволоки и другой металлопродукции.

Классификация углеродистых сталей

По назначению:

• быстрорежущая — Р;
• шарикоподшипниковая — Ш;
• электротехническая — Э.

По химическому составу:

• качественная;
• высококачественная — А.

По назначению в зависимости от массовой доли хрома, никеля и меди:

• 1 — для продукции всех видов, кроме патентированной проволоки и ленты;
• 2 — для патентированной проволоки и ленты;
• 3 — для продукции всех видов, изготавливающейся с многократными нагревами, усиливающими возможность проявления графитизации стали, а также для продукции, от которой требуется повышенная прокаливаемость (кроме проката для сердечников, патентированной проволоки и ленты).

По способу дальнейшей обработки:

• а — прокат горячекатаный и кованый для горячей обработки давлением (осадки, высадки), холодного волочения;
• б — для холодной механической обработки (обточки, фрезерования и т.п.).

По качеству и отделке поверхности:

• для горячекатаной и кованой стали: 2ГП — для подгруппы «а», 3ГП — для подгруппы «б»;
• для калиброванной стали — Б и В.
• для проката со специальной обработкой поверхности — В, Г, Д.

По состоянию материала:

• сталь без термической обработки;
• термически обработанная сталь — ТО;
• нагартованный прокат — НГ (для прутков калиброванных и со специальной отделкой поверхности).

Марки инструментальной углеродистой стали

Марки инструментальной углеродистой стали: У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У11А, У12, У13, У13А, У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У12А.

Обозначение марки стали: У — углеродистая, следующая за ней цифра — средняя массовая дол углерода в десятых долях процента, Г — повышенная массовая доля марганца.

Применение инструментальной углеродистой стали

Углеродистая сталь

Еще с 1997 сталь У8 стала основой для производства хозяйственных и бытовых ножей, которые использовались при нарезке хлеба, овощей, мяса, а также для туристических походов. Но все же именно в изготовлении клинков этот материал стал классическим.

Ножи из такой стали, благодаря наличию 0,8% углерода в составе, могут использоваться как ломики или топоры. Все из-за высокой прочности, а также сохраняющей на долгое время остроты. Даже при вскрытии люка нож из стали У8 вряд ли повредится.

Мачете, финки (легендарные ножи Советского времени), армейские, тычковые, окопные, траншейные, метательные, экспедиционные и тактические ножи, топорики, малые, большие и средние пчаки (национальные ножи узбеков и уйгур), томагавки (боевые топоры), тяпки для мяса, корды (таджикистанские ножи), кукри (ножи непальских гуркхов), метательные лопаты – это все изделия из углеродистой стали.

Примеры маркировки сталей различных видов

Определение марки стали и причисление сплава к определенному виду – это задача, которая не должна вызывать никаких проблем у специалиста. Не всегда под рукой есть таблица, в которой дается расшифровка названий марок, но разобраться с этим помогут примеры, которые приведены ниже.

Содержание элементов в распространенных марках стали (нажмите для увеличения)

Конструкционные стали, не содержащие легирующих элементов, обозначаются буквосочетанием «Ст». Цифры, стоящие следом, – это содержание углерода, исчисляемое в сотых долях процента. Несколько иначе маркируются низколегированные конструкционные стали. К примеру, в стали марки 09Г2С 0,09% углерода, а легирующие добавки (марганец, кремний и др.) содержатся в ней в пределах 2,5%. Очень похожие по своей маркировке 10ХСНД и 15ХСНД отличаются разным количеством углерода, а доля каждого легирующего элемента в них составляет не больше 1%. Именно поэтому после букв, обозначающих каждый легирующий элемент в таком сплаве, не стоит никаких цифр.

20Х, 30Х, 40Х и др. – так маркируются конструкционные легированные стали, преобладающим легирующим элементом в них является хром. Цифра в начале такой марки – это содержание углерода в рассматриваемом сплаве, исчисляемое в сотых долях процента. За буквенным обозначением каждого легирующего элемента может быть проставлена цифра, по которой и определяют его количественное содержание в сплаве. Если ее нет, то указанного элемента в стали содержится не больше 1,5%.

Термическая обработка металла

Для многих металлов термическая обработка играет ключевую роль. От этого зависит качество готовой продукции. В данном случае, сталь У8 не является исключением. Если произвести обработку неправильно, то в результате может получиться довольно скверный результат.

Отжиг

Во время отжига стали 8У и 8УА, непременно следует соблюдать: температуру обработки, механизм прогрева, габариты заготовки и принцип размещения детали в печи. Наиболее высокая эффективность достигается размещением заготовок на панели из асбеста в один ряд.

В таком случае, расстояние между деталями должно быть равно трёхкратному размеру максимального параметра сечения. Длительность нагрева будет зависеть от размера заготовки. Температура при этом должна быть от 1000 до 1200 градусов.
При таком нагреве на поверхности стали скапливается большое количество углерода. Для этого листы инструментальной стали 8У помещают в среду инертного газа. Давление при этом не изменяют. Наилучший результат достигается при ступенчатом нагреве.

При этом предварительно разогревают заготовки до 500-550 градусов. Если будет произведён неполный отпуск, качество стали заметно ухудшится.

Для устранения наклёпа выполняют рекристализационный отжиг. С последующим опусканием детали в солёную воду.

Это позволит в дальнейшем легко механически обрабатывать металл и устранит внутреннее напряжение стали. Также отжиг способствует улучшению кристаллической решётки стали и снимает остаточные деформации структуры материала.

Закалка

Ножи и режущий инструмент из стали У8 можно закалить до высоких диапазонов от 42 до 61 HRC. Но наилучшим вариантом металлурги считают твёрдость в 56-58 HRC. В этом случае, достигается наилучший баланс между твёрдостью и прочностью стали.

Также металл сохраняет все характеристики мартенситно-аустенитной структуры. Для правильной процедуры закалки, следует действовать согласно технологии:

• температура закалки должна находиться в пределах 800-1020 градусов;
• остужение происходит в солёной воде с выдержкой в 20-30 минут;
• можно остужать в расплавленных солях в течение 10-15 минут;
• необходимо исключить охлаждение на воздухе.

Изделия из стали У8 и У8А.

Отпуск

Заключительная стадия закаливания, также считается довольно важной. Отпуск стали У8 позволяет добиться конечной мартенситной трансформации

Он снижает внутреннее напряжение и повышает параметр вязкости центральных элементов.

Отпуск производится непродолжительное время при температурах в 140-200 градусов. Это позволяет добиться оптимальных показателей по твёрдости и пластичности. В некоторых случаях температура может быть понижена до 95-170 градусов. Остывание производится в естественных условиях.