Как часто ты слышал фразы типа:
“в это стали много хрома и этим всё сказано”
или
“в состав есть кобальт, так что - сами понимаете”
или
“какие могут быть вопросы, если есть ванадий”.
И вот, что бы не просто кивать с понимающим видом, а действительно понимать о чём вообще речь, мы разберём, что дают все эти добавки. А ещё, какие тонкости обработки они вызывают, а ещё, как опознать их наличие в стали.
Поехали.
1. Углерод.
То, что делает сталь сталью. Принцип простой, много углерода - хорошо, мало - плохо. “Хорошо” начинается с трёх десятых процента (0,3%). Именно после такого количества появляется классическая закалка. Если углерода меньше, то считается, что закалить сталь невозможно.
Предельное количество углерода - две целых четырнадцать сотых процента (2,14%). Если углерода будет больше, то перед нами уже чугун. Ну или порошковая сталь, в ней содержание может и до 4% доходить.
Относительное количество углерода можно определить по пушистости искры. Чем больше “звёздочек” тем его больше. Классическая ШХ15 при шлифовке выдает настоящий факел, например.
По номенклатуре содержание, как правило, определяет первая цифра. 65Г - 0,65%, 95Х18 - 0,95%, У13 - 1,3%
2. Хром
То, что делает сталь стойкой к коррозии и стойкой к износу. Первый вариант работает по очень сложному принципу. Стойкость к ржавлению появляется совершенно внезапно когда, внимание, в сплаве количеств хрома кратно одной восьмой (1/8) моль от общего количества вещества. Но, что бы не заставлять тебя вспоминать курс химии средней школы, скажу проще - тринадцать процентов (13%) хрома гарантированно делает сталь нержавеющей.
Стойкость к износу. Там ещё сложнее всё работает: двойные карбиды, вытеснение серы на границы кристаллической решётки, измельчение кристаллов, тонны графиков с зависимостями. Просто прими как факт, износостойкость возрастает.
В работе: повышает температуру закалки до 950° минимум и сталь становится чувствительной к нарушению температурных режимов.
Наличие хрома можно определить по наличию в факеле одиночных трассирующих искр.
Или по появлению буквы Х (Х12МФ, ХВГ)в номенклатуре, если цифр после неё нет, то хрома около одного процента, в быстрорезах всегда 5%.
3. Кремний.
Добавляют везде, вообще везде, ещё на производстве. Нужен он для раскисления (очищения от кислорода). Если кремния больше одного процента, то возрастает стойкость к боковым нагрузкам, уменьшается риск поводок (перекосов при закалке) и замедляется рост окалины.
Определить наличие можно только буквой С в названии (40Х10С2).
4. Марганец.
Опять же, немного есть всегда и везде. Удаляет серу и повышает качество поверхности стали. Если марганца около одного процента начинают проявлять его чудо-свойства. Решительно возрастает прочность на изгиб, прокаливаемость и ударная вязкость. Но если марганца более 11%, то начинается настоящая магия. Теряется возможность классической закалки и появляется невероятная склонность к эффекту наклёпа (нагартовка). Сталь вообще перестаёт истираться и только повышает прочность в месте трения. Поэтому из такой стали делают “пальцы” гусеничных траков и тюремные решетки которые невозможно перепилить.
Добавляет букву Г в номенклатуру (65Г, 110Г13Л).
5. Ванадий.
Вот это уже серьёзная добавка. Его карбид твёрд, мелок и многочисленен. Ванадий полезен даже в малых дозах (от 0.2%), структура становится мельче, возрастает твёрдость, резучесть и стойкость к износу, снижается склонность к отпускной хрупкости. Если ванадия много, то перед нами сталь из условного класса - ванадиевый монстр. Очень сложна обработке, заточке и шлифовке, но точно так же долговечна.
Повышает температуру закалки до тысячи ста градусов (1100°С).
Определяется наличием буквы Ф в названии (40ХФА, Х12МФ).
6. Никель.
Используется для придания стали невероятной стойкости к коррозии. Та ситуация когда хрома недостаточно.
В номенклатуре обозначен буквой Н (8Х6НФТ).
7. Титан.
Встречается крайне редко. Основная цель добавления его в сталь - сделать её вообще не восприимчивой к агрессивной среде. Стойкой к воде и кислоте. Больше ничего примечательного в этой добавке нет.
В маркировке обозначается буквой Т (8Х6НФТ).
8. Молибден.
Это добавки уже из тяжелой артиллерии. Плотность и структурное измельчение делает сталь даже в отожженном состоянии уже с внушительной твёрдостью и прочностью. Усиливает влияние хрома, способствует равномерности всей структуры значительно снижая отпускную хрупкость.
Буква М в названии это про молибден (Р6М5).
9. Вольфрам.
Всегда добавляется вместе с молибденом, так как в этой связке образует сверхтвердые карбиды в сверхплотной структуре. Вольфрам в принципе даёт самые твердые сплавы.
Закалочная температура поднимается до опасных тысяча двухсот пятидесяти градусов (1250°С). И появляется вторичная твердость, то есть, при отпуске на пятьсот пятидесяти градусах (550°С) твердость возрастает.
Вольфрам даёт обедненную красную искру.
Сталь с содержанием вольфрама вынесена в отдельную категорию - быстрорежущая сталь. Вот только его красностойкость на нахрен не нужна.
Маркируется буквой Р в начале (Р18).
10. Кобальт.
Это добавка самая магическая. Главный плюс наличия кобальта - это прокаливаемость стали. Прохождение окна мартенситного превращения идёт с огромной эффективностью. Возникает эффект закалки на воздухе.
Добавляет букву К в номенклатуру (Р6М5К5).
11. Азот.
Азот используется как заменитель углерода. Дает все те же эффекты. Но даёт гораздо лучший результат в плане хрупкости и выкрашиваемости. Позволяет сделать клинок тоньше, угол заточки меньше без потери стойкости и прочности. Предельное содержание азота - девять десятых процента (0.9%). Технология насыщения азотом несколько сложнее, чем насыщение углеродом, но и результат тоже лучше.
Обозначен буквой А в середине номенклатуры (11Р3АМ3Ф2, У8А).
Теперь ты знаешь если не и всё, то очень многое. Но если ты ещё не подписался, то сделай это немедленно, а то пропустишь следующую серию.
Пока пока.
Видеоверсия