Сталь 6хв2с

Алан-э-Дейл       06.06.2022 г.

История происхождения алмазной стали

Страной, где впервые выплавили алмазную сталь стала Япония. Основа ее – железо. Свою особую крепость эта сталь приобретает, в процессе соединения с углеродом, который занимает 1.5% в составе. Современные ножевые сплавы имеют 5.0 % вольфрама и 0.7% хрома.

Кузнецы-кокадзи позаимствовали у китайцев особые глиняные печи татара, которые уничтожали после каждой плавки. Внутри них, при Т 1300 С железо объединялось с углеродом. Процесс длился три дня, на производство 8 тонн стали, уходило примерно 13 тонн угля.

После переплавки болванку затаскивали на скалу, и сбрасывали с нее для получения осколков, которые затем сортировали. Самые обогащенные газом куски забирали, именно их использовали для изготовления ножей и другого оружия, например, мечей самураев. Интересен тот факт, что порядка 30% бракованного металла повторно отправляли на переплавку.

Мечи и ножи из алмазной стали выполняли из высококачественной стали, известной также как тамагаган, многократно нагревали и били молотком. Мечник повторял этот процесс, пока не получал нужный результат.

Повторение действия выполнялось для устранения воздушных пузырьков ослабляющих оружие, попадающих в сталь в процессе нагрева. Кроме того, каждый новый процесс создает слои в металле, что увеличивает прочность лезвия и обеспечивает равномерное распределение естественного упрочняющего свойства в углероде по всему оружию.

Нож из алмазной стали

Для охлаждения, лезвие нельзя было просто воткнуть в холодную воду, так как слишком быстрый процесс делал его ломким, а медленный — мягким и тупым. Поэтому самурайские мечники разработали метод оптимального охлаждения для максимальной прочности. Тонкий слой глины, сделанный из пепла, воды и глины, наносился на режущий край меча, сохраняя его твердым и острым, а более толстый слой накладывался на тыльную сторону меча, делая его упругим и небьющимся. Двапроцесса охлаждения с различной скоростью придавали мечу характерную кривизну.

Характеристики ножевых сталей

Чтобы нормально ориентироваться при выборе лучшей стали для ножа, прежде всего нужно как следует разобраться в тех понятиях, которые используются при описании ее свойств. Таковых несколько. Именно их совокупность определяет плюсы и минусы стали для ножей:

Твердость. Говоря простым языком, она выражает способность стали без последствий продавливать (прорезать) различные материалы, не испытывая при этом повреждений. Твердость стали выражается в единицах твердости по шкале Роквелла (HRc). Для стали ножей диапазон рабочей твердости, как правило, составляет от 52 до 61 ед. Твердостью в 60 единиц, для примера, обладает обычное стекло и напильник. Именно с этим связана методика примерного определения твердости клинка: если напильник способен оставлять царапины на его поверхности, то его твердость, очевидно, ниже 60 единиц, а если клинок царапает стекло — то выше.
Прочность. Это способность стали выдерживать различные нагрузки. Используя нож в качестве рычага, мы проверяем его на прочность. Чем она выше, тем большие нагрузки металл способен выдержать без остаточных повреждений. Очень прочными являются современные порошковые стали благодаря равномерной внутренней структуре и большой плотности состава.
Ударная вязкость. Это способность стали сохранять свои прочностные характеристики при ударной нагрузке. Вязкая сталь практически не имеет шансов сломаться при рубке или при падении на твердую поверхность. Многие инструментальные стали, такие как Х12 МФ, или D2, имеют не очень хорошую ударную вязкость, и хотя в целом они очень прочные, ставить на рубящие ножи их не стоит.
Износостойкость. Это понятие характеризует, насколько быстро металл истирается при соприкосновении с абразивными поверхностями. Данный показатель тесно связан с твердостью стали, и с плотностью ее структуры.
Стойкость режущей кромки. Как следует из названия, это способность ножа удерживать остроту. Кромка является самым уязвимым участком клинка, и только хорошая сталь способна обеспечить долгое сохранение всех своих режущих свойств при остро отточенном лезвии.
Коррозионная стойкость. Данный показатель определяет способность металла сохранять свою химическую однородность при воздействии окислителей или агрессивных сред, в которых может использоваться клинок. Коррозионная стойкость никогда не бывает абсолютной. Порой именно она выходит на первый план при выборе того, какая сталь для ножа будет оптимальной.
Красностойкость

Этот термин редко встречается среди характеристик сталей для ножей, но иногда его понимание очень важно. По сути, красностойкость — это жаропрочность клинка, то есть его способность не изменять свою кристаллическую структуру при сильном нагревании.

Химический состав материала

Основу марки ХВ5 составляет высокоуглеродистый металл с содержанием углерода (С) 1,5%, что уже в значительной мере влияет на высокую твёрдость. Легирующие добавки способствуют при плавке образованию мелкого зерна в структуре металла, благодаря чему возрастает вязкость и пластичность без потери прочности. Среди них:

  • хром – первый легирующий элемент, определяющий устойчивость сплава к коррозионным процессам, здесь его содержание не превышает 0,7%, а чтобы обеспечить стойкость к коррозии, необходимо минимум 13%, поэтому ХВ5 – ржавеющая сталь;
  • вольфрам – основная легирующая добавка, что позволяет достигать той прочности, которой славится алмазка, присаживается в количестве до 5%, попадая в сплав, вольфрам образует карбиды более устойчивые, чем у обычного железа;
  • второстепенное место занимают кремний и марганец (в пределах 0,3-0,4%), в таких мизерных количествах они практически не влияют на свойства металла, но благодаря им при плавке удаляется лишний кислород.

Какая бы качественная и правильно технологическая ни была термическая обработка, хрупкость и отсутствие сопротивления ржавлению – главные пороки ХВ5.

Механические характеристики

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % y, % кДж/м2, кДж/м2 Твёрдость по Бринеллю, МПа HRC
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
1080-1370 311-388 34-41
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Закалка в воду или на воздухе с 1030-1070 °C
≤1180 ≥20
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Закалка на воздухе с 960-990 °C, обработка холодом при минус 70 °C в течение 2 ч+ Отпуск при 350-400 °C (выдержка 1 ч), охлаждение на воздухе
≥835 ≥1080 ≥12
Листовой горячекатаный (2,0-3,9 мм) и холоднокатаный (0,8-3,0 мм) прокат ТУ 14-1-1558-76 в состоянии поставки. Закалка в воде или на воздухе с 1040-1060 °C
≥1275 ≥20
Листовой горячекатаный (2,0-3,9 мм) и холоднокатаный (0,8-3,0 мм) прокат ТУ 14-1-1558-76. Закалка на воздухе с 970-990 °C + Обработка холодом при минус 70±5 °С (выдержка 2 ч±10 мин) или при минус 50±5 °С (выдержка 4 ч±10 мин) + Отпуск при 350-400 °С (выдержка 1 ч+10 мин)
≥833 ≥1079 ≥12
Листовой горячекатаный (3,0-6,0 мм) и холоднокатаный (1,0-4,0 мм) прокат в состоянии по ставки по ТУ 14-1-2375-77. Закалка на воздухе с 1030-1070 °C
≤390 ≤1180 ≥20
Листовой горячекатаный (3,0-6,0 мм) и холоднокатаный (1,0-4,0 мм) прокат по ТУ 14-1-2375-77. Нормализация с 965-985 °C, охлаждение на воздухе + Обработка холодом при -70 °C (2 часа) + Отпуск при 350-425 °C (выдержка 1 час)
≥835 ≥1080 ≥12
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Нормализация при 1030-1050 °C, охлаждение на воздухе
≤390 ≤1180 ≥15
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Нормализация при 965-985 °C + Обработка холодом при минус 70 °C в течение 2 ч + Отпуск при 415-435 °C (выдержка 1 ч), охлаждение на воздухе
≥835 ≥1080 ≥10
Листовой холоднокатаный (0,7-5,0 мм) и горячекатаный прокат (3,0-6,0 мм) из стали 07Х16Н6 в состоянии поставки по ТУ 14-1-2476-78. Закалка в воду или на воздухе с 1040-1060 °С
≤1177 ≥20
Листовой холоднокатаный (0,7-5,0 мм) и горячекатаный прокат (3,0-6,0 мм) из стали 07Х16Н6 по ТУ 14-1-2476-78. Закалка на воздухе с 990 °C + Обработка холодом при -70 °C в течение 2-х часов + отпуск при 250 °C (выдержка 2 часа), охлаждение на воздухе
≥834 1079 ≥12
Листовой холоднокатаный (0,7-5,0 мм) и горячекатаный прокат (3,0-6,0 мм) из стали 07Х16Н6 по ТУ 14-1-2476-78. Закалка на воздухе с 990 °C + обработка холодом при -70 °C в течение 2-х часов + Отпуск при 350-400 °C (выдержка 1 час), охлаждение на воздухе
≥834 ≥108 ≥12
Поковки. Закалка в воду с 975-1000 °C, с последующей обработкой холодом при минус 70 °C, выдержка 2 часа + Старение при 350-425 °C (выдержка 1 ч), охлаждение на воздухе
≤1000 ≥980 ≥1176 ≥12 ≥50 ≥680
≥885 ≥1080 ≥15 ≥50 ≥680
Прутки калиброванные и сос специальной отделкой поверхности по ТУ 14-1-759-92. Образцы продольные. Нормализация с 1090-1110 °C + Обработка холодом при минус 70±10 °C (выдержка 2 часа ± 5 минут) + Отпуск при 375-400 °C (выдержка 1 час ± 5 минут), охлаждение на воздухе
≥980 ≥1180 ≥12 ≥50 ≥686
Прутки по ТУ 14-1-1660-76. Закалка в воду с 975-1000 °C + Обработка холодом при минус 70±5 °C (2 ч) + Отпуск при 350-390 °C (выдержка 1-3 ч)
≥981 ≥1177 ≥12 ≥55 ≥883
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по ГОСТ 5949-75. Закалка в воду, на воздухе или в масло с 975-1000 °C + Обработка холодом при минус 70 °C (выдержка 2 ч) или при минус 50 °C (выдержка 4 ч) + Старение при 350-400 °C (выдержка 1 ч), охлаждение на воздухе
≥880 ≥1080 ≥12 ≥50 ≥686
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или на воздухе с 980-1020 °C, обработка холодом при -10 °C (выдержка 2 ч) + Отпуск при 180-200 °C, охлаждение на воздухе
≥700 ≥950 ≥20 ≥60 ≥1176
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или на воздухе с 980-1020 °C, обработка холодом при -70 °C (выдержка 2 ч) + Старение при 350-380 °C, охлаждение на воздухе
≥1000 ≥1200 ≥12 ≥50 ≥686
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или на воздухе с 980-1020 °C, обработка холодом при -70 °C (выдержка 2 ч) + Старение при 400-450 °C, охлаждение на воздухе
≥1050 ≥1250 ≥10 ≥45 ≥490
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка на воздухе, в воду с 980-1000 °C + Обработка холодом при минус 70°C (2 ч) или минус 50 °C (4 ч) + Отпуск при 350-380 °C (выдержка 1 ч)
≥981 ≥1177 ≥12 ≥50 ≥686

Характеристики

В России алмазная сталь имеет маркировку ХВ5. Она обладает большими показателями устойчивости к высоким температурам и стойкости к деформированию. Иногда при механической обработке на поверхностной структуре металла можно обнаружить сколы и прожоги, но даже это не мешает в итоге получить инструмент, к которому предъявляются самые высокие требования. Некоторые данные о ХВ5 зашифрованы в её названии:

  • Х – обозначает содержание хрома в составе;
  • В – вольфрамовая присадка;
  • 5 – это процентное содержание вольфрама.

Помимо зашифрованных свойств, алмазная сталь ХВ5 имеет следующие характеристики:

  • вязкостные качества 455.0 кДж/м2;
  • свариваемость металла – не ограничена;
  • твёрдость 62-65 по Роквеллу, некоторые производители доводят этот показатель до 69-70 единиц;
  • плотность 7940.0 кг/м3;
  • температура плавки 1390 С.

Очень высокая прочность зависит в основном от качества проведённой закалки и положительно сказывается на долговечности и прочности сплава. Однако из-за этого значительно ухудшаются гибкость, коррозионная стойкость и увеличивается возможность сколов. Изделия из такой стали нуждаются в аккуратном пользовании и постоянном уходе.


Маркировка стали на клинке.

Плюсы и минусы алмазки ХВ5 для ножей

Хромовольфрамовая легированная сталь ХВ5 относится к одним из самых твёрдых инструментальных сплавов, за что она и имеет своё громкое название «алмазная». Помимо такого качества, как большая прочность, этот металл обладает рядом положительных параметров, среди которых:

  1. Отличные показатели прокаливаемости и высокотехнологичность.
  2. Универсальность в применении.
  3. Технология производства предусматривает ускоренную штамповку, что позволяет снизить цену.
  4. Длительный эксплуатационный период с сохранением всех свойств и внешнего вида.
  5. Возможность довести заточку до бритвенной остроты и долго её удерживать.
  6. Прекрасная режущая характеристика, позволяющая использовать металл для обработки твёрдых материалов.
  7. Доступная стоимость, если сравнивать с аналогами.

Конечно, даже такая, на первый взгляд, хорошая сталь, как ХВ5 имеет ряд недостатков:

  1. Сложная технология обработки.
  2. Низкая коррозионная стойкость.
  3. Довольно высокая хрупкость и вероятность образования сколов.
  4. При использовании сплава в деталях механизмов есть опасность возникновения касательного напряжения.


Клинок выполненный из стали ХВ5. Любые недостатки и достоинства учитываются изготовителем, который исходит из требований к конечному изделию. Поэтому отдавать или не отдавать своё предпочтение этому металлу стоит, учитывая цели, для которых он будет использоваться.

Химсостав

В состав сплава входит большое количество углерода (1,45%), а также легирующие компоненты, положительно влияющие на характеристики материала. В результате использования хрома и вольфрама, а также дополнительных элементов обеспечивается увеличение вязкости и пластичности, уменьшение размеров зерна, но не происходит снижения прочностных показателей.

В состав стали ХВ5 входит хром, который является основным компонентом, снижающим коррозию. В данном металле его процент составляет всего 0,5-0,7%, что не обеспечивает высоких антикоррозионных качеств. Поверхность и масса металла подвержены появлению и развитию коррозии.

С Mn Cr Si V W
1,3-1,35% 0,10-0,30% 0,4-0,7% 0,10-0,30% 0,2% 5%

Вторым основным компонентом является вольфрам, который содержится в количестве 4,5-5%. Он обеспечивает повышение прочности при температуре выше 250 градусов. Его наличие в сплаве приводит к формированию карбидов высокой прочности, устойчивых к различным изменениям в рабочей среде. Температура плавления такого соединения составляет 3695 градусов, что позволяет получить его только в результате химических реакций и дробления.

Поковка алмазки ХВ5

Кремний и марганец вводятся в состав алмазной стали ХВ5 в количестве 0,3-0,4% в одинаковом соотношении. Они предназначены для связывания свободного кислорода.

Недостатками материала являются хрупкость, которая является следствием термической обработки, и малая устойчивость к коррозии, что не позволяет применять материал в бытовых условиях и в качестве рыболовной оснастки.

Механические свойства стали 6ХВ2С

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Ножи для холодной резки металла. Загрузка при 800 °C, нагрев по 100 град/ч до 970 °C, выдержка 40 мин, масло. Отпуск 250 °C, 12 ч. <45 2240 5 15 29 59−61
Образцы из кованых и отожженных заготовок. Изотермическая закалка 980−1000°С, охлаждение — расплав солей, температура изотермы 250 °C, выдержка 30 мин. 20−25 2270     30 57
Образцы из кованых и отожженных заготовок. Изотермическая закалка 980−1000°С, охлаждение — расплав солей, температура изотермы 275 °C, выдержка 30 мин. 20−25 2170     34 56

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска,°С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 880 °C, масло. Выдержка при отпуске 2 ч.
200 1910 2100 2 10 98 62
300 1840 1910 4 13 20 57
400 1640 1750 6 16 21 53
500 1550 1590 8 20 24 47
600 1300 1400 10 30 28 45

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

t испытания,°C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Закалка 880 °C. Отпуск 450 °C, 2 ч.
20 1680 1770 7 18 26
300 1410 1630 8 10 27
400 1250 1390 11 48 24
450 1080 1230 13 53 23

Алмазная сталь

Свое название Алмазная ХВ5 получила за то, что в советское время из нее делали инструменты для обработки алмазов. И как подтверждение названию стали — это близкое расположение на шкале твердости Мооса к алмазу, практически рядом: алмаз 10 единиц, ХВ5 — 9,5. Родиной стали считается Япония.

Такую высокую твердость использовали для производства оружия: мечей, кинжалов и т. д. Добыча руды, плавление и термомеханическая обработка представляла трудоемкий процесс. Печь-горн строили всем селением, ее растопка и насыщение ее углеродом занимала 3 дня и требовала около 8 тонн угля. После расплавления, печь оставляли дол полного охлаждения. Это был большой плюс, так как медленно остывающая сталь становилась пластичной (насколько возможно при таком содержании углерода), не требовала отжига и хорошо принимала форму при ковке, не образуя трещин и других дефектов.

Минус такой выплавки — это неоднородность слитка по химии и строению. Поэтому после остывания проводили калибровку. Полученный слиток извлекался из печи после ее разрушения и скидывался с высоты. Разбиваясь на куски, каждый из которых осматривался и сортировался, сталь с более темным цветом шла на ковку, а остальная отправлялась обратно на переплавку.

Естественно, что речь о легировании углеродом, и тем более вольфрамом с хромом, в точно заданном количестве, в те времена не шла. Видимо были включения этих элементов в руде. Вся технология базировалось на интуиции, опыте и мастерстве сталеваров–кузнецов. Уже новое поколение алмазной стали получает точный химический состав, в котором исследовательским методом определено лучшее соотношение и количество нужных элементов.

Механические свойства

Сечение, мм t отпуска, °C sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % y, % KCU, кДж/м2 HRC
Кованые отожженные заготовки. Изотермическая закалка в расплав солей с 980-1000 °С, температура изотермы 250 °С (выдержка 30 мин)
25 ≥2270 ≥300 ≥57
Сортовой прокат (образцы) Закалка в масло с 880 °С + Отпуск (выдержка 2 ч)
200 ≥1910 ≥2100 ≥2 ≥10 ≥980 ≥62
Сортовой прокат (образцы). Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 450 °С (выдержка 2 ч)
≥1680 ≥1770 ≥7 ≥18 ≥260
Кованые отожженные заготовки. Изотермическая закалка в расплав солей с 980-1000 °С, температура изотермы 275 °С (выдержка 30 мин)
25 ≥2170 ≥340 ≥56
Сортовой прокат (образцы) Закалка в масло с 880 °С + Отпуск (выдержка 2 ч)
300 ≥1840 ≥1910 ≥4 ≥13 ≥200 ≥57
Сортовой прокат (образцы). Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 450 °С (выдержка 2 ч)
≥1410 ≥1630 ≥8 ≥10 ≥270
Ножи для холодной резки металла. Загрузка в печь при 800 °С, нагрев по 100 °C/ч до 970 °С, выдержка 40 мин, охлаждение в масле + Отпуск при 250 °С (выдержка 12 ч)
45 ≥2240 ≥5 ≥15 ≥290 59-61
Сортовой прокат (образцы) Закалка в масло с 880 °С + Отпуск (выдержка 2 ч)
400 ≥1640 ≥1750 ≥6 ≥16 ≥210 ≥53
Сортовой прокат (образцы). Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 450 °С (выдержка 2 ч)
≥1250 ≥1390 ≥11 ≥48 ≥240
Сортовой прокат (образцы) Закалка в масло с 880 °С + Отпуск (выдержка 2 ч)
500 ≥1550 ≥1590 ≥8 ≥20 ≥240 ≥47
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °C + Отпуск при 450 °C (выдержка 2ч)
≥1680 ≥1770 ≥7 ≥18 ≥260
Сортовой прокат (образцы). Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 450 °С (выдержка 2 ч)
≥1080 ≥1230 ≥13 ≥53 ≥230
Сортовой прокат (образцы) Закалка в масло с 880 °С + Отпуск (выдержка 2 ч)
600 ≥1300 ≥1400 ≥10 ≥30 ≥280 ≥45

Влияние элементов на свойства

Эксплуатационные характеристики стали зависят от химического состава и взаимодействия компонентов между собой

При этом немаловажно учитывать влияние термической обработки материала, которая положительно сказывается на технических параметрах. Дополнительные элементы предназначены для формирования кристаллической решетки с особенными свойствами

В зависимости от химических реакций при изготовлении алмазной стали ХВ5 определяются параметры:

  • трещиностойкость, которая обусловлена прочностью кристаллических решеток и наличием карбидных соединений на границах зерен;
  • снижение риска деформации, что зависит от целостности межкристаллических связей;
  • толщина закаленного слоя, в котором температура распределяется равномерно;
  • прочность, зависящая от качества соединения атомов между собой.

Присутствие углерода в составе приводит к формированию карбидов. Эти соединения являются основными при определении параметров хромовольфрамовой стали во время термообработки, при этом учитывается их форма, местоположение и размер.

Легирующую функцию играет хром. Он используется в сплаве для уплотнения кристаллической решетки, делает ее стабильной. Элемент позволяет формировать карбидные соединения такого же размера, как атом. Cr используется для изготовления стали с высокими антикоррозионными качествами, а при концентрации менее 10,5% — оказывает положительное влияние на прокаливаемость.

Вольфрам и молибден являются обязательными составляющими марки стали ХВ5. Они позволяют увеличить толщину закаливаемого слоя и уменьшить размер зерен, что способствует улучшению качества металла. Карбидные соединения с их участием характеризуются большей прочностью, с их помощью можно повысить тугоплавкость материала. За счет уменьшения размеров зерновой структуры обеспечивается повышение пластичности без снижения твердости, а также простота термической обработки.

Кремний применяется для повышения прочности металла. Марганец используется для стабилизации состояния металла. Последний становится более вязким и пластичным, но при этом прочным.

Химический состав

Химический состав 9Cr18MoV включает в себя следующие элементы:

C Cr Mn Mo Ni P Si S V
0.85-0.95% 17-19% 0.8% 1-1.3% 0.6% 0.04% 0.8% 0.03% 0.07-1.2%

Каждый элемент и его определённое процентное содержание отвечает за свои характеристики:

  • Углерод положительно сказывается на удержании кромки и увеличении вязкости, улучшает пластичность и износостойкость.
  • Хром повышает твёрдость, плотность и коррозионную стойкость.
  • Марганец улучшает показатели закалки, вязкости, выступает в роли окислителя и дегазатора.
  • Молибден значительно увеличивает твёрдость, улучшает обрабатываемость и прокаливаемость.
  • Никель немного добавляет ударной вязкости и сопротивления к образованию ржавчины.
  • Фосфор – вредная примесь, несколько увеличивает твёрдость, но ухудшает пластичность и хрупкость.
  • Кремний повышает прочность, применяется в виде раскислителя при выплавке металла.
  • Сера – также вредная примесь, которая в больших содержаниях отрицательно влияет на ударную вязкость, коррозионные показатели и пластичность.
  • Ванадий добавляет сплаву прочности, устойчивость к процессам ржавления и износа, улучшает плотность и однородность структуры.

Механические свойства стали 6ХВ2С

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Ножи для холодной резки металла. Загрузка при 800°С, нагрев по 100 град/ч до 970°С, выдержка 40 мин, масло. Отпуск 250°С, 12 ч.  2240   5   15   29   59-61  
Образцы из кованых и отожженных заготовок. Изотермическая закалка 980-1000°С, охлаждение — расплав солей, температура изотермы 250°С, выдержка 30 мин. 20-25  2270  30  57 
Образцы из кованых и отожженных заготовок. Изотермическая закалка 980-1000°С, охлаждение — расплав солей, температура изотермы 275°С, выдержка 30 мин. 20-25  2170  34  56 

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска,°С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 880°С, масло. Выдержка при отпуске 2 ч.
200  1910  2100  10  98  62 
300  1840  1910  13  20  57 
400  1640  1750  16  21  53 
500  1550  1590  20  24  47 
600  1300  1400  10  30  28  45 

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

t испытания,°C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Закалка 880°С. Отпуск 450°С, 2 ч.
20  1680  1770  18  26 
300  1410  1630  10  27 
400  1250  1390  11  48  24 
450  1080  1230  13  53  23 

Термообработка стали

Для повышения техническо-механических характеристик ножей из алмазной стали, термомеханическую обработку осуществляют в строгой очередности:

  1. Выполняют ковку при 870.0-1100.0 С.
  2. Отжигают при 600.0- 800.0 С втечении 4-х часов, что смягчает ХВ5 для простоты проведения механической обработки. Этот вид температурного режима используют предварительно для воздействия на металл при продольной прокатке. Выполняют закалку с Т 800.0 С с последующимохлаждением до Т 200.0 С, помещая изделие сначала в масло, а затем – подвергают воздушному охлаждению естественным образом.
  3. Производят отпуск, снимая внутренние напряжения, с Т 180.0 С, с воздушным охлаждением.
  4. Закалку выполняют после завершения механической обработки, без шлифовки. В процессе нагревают деталь до 830.0 С, с последующим охлаждением. Такая технология обработки создает прочную, мягкую структуру. Коагуляция мартенсита в процессе отпуска приводит к созданию сорбита и троостита– еще более совершенной гибкой формы с высокими прочностными качествами.

Термообработка стали

Термическая и механическая обработка металла осуществляется в определенной последовательности, что обеспечивает повышение технических характеристик:

  • ковка при 1100-870 градусах;
  • отжиг при 800-600 на протяжении 4 часов, который делает сталь ХВ5 более мягкой и гарантирует простоту проведения мехобработки. Часто применяется данный вид температурного воздействия при предварительной холодной прокатке;
  • закалка при 800 градусах с охлаждением в масляной ванне до 200 градусов, после этого – на воздухе;
  • отпуск для снятия внутренних напряжений, который осуществляется при 180 градусах с охлаждением на воздухе.

Закалка осуществляется после проведения мехобработки, не включающей шлифовку. При этом осуществляется нагрев до 830 градусов, после чего – охлаждение. Это обеспечивает переход металла в прочный и мягкий мартенсит. Во время отпуска происходит коагуляция мартенсита с получением сорбита и троостита – более прочной и пластичной формы.

Химический состав и характеристики

В России алмазная сталь маркируется ХВ5, она отличается высокой теплостойкостью и практически не деформируется. Иногда во время мехобработки на поверхностной структуре сплава можно обнаружить трещины и прожоги, что не мешает получить инструмент высшего качества имеющего высокие требования по уровню твердости. Сталь ХВ5 расшифровывается:

  • Х – свидетельствует о наличии хрома (Cr) в сплаве;
  • В – вольфрамовая присадка;
  • 5 – 5.0 % содержания вольфрама(W).

Альтернативными сплавами западного производства являются стали – N690 (Швеция), X105CrCoMo18-2 (Германия) и VG-10 (Япония).

Сплав характеризуется значительным количеством углерода более 1.45% и добавлением легирующих компонентов W и Cr, которые изменяют свойства стали, увеличивают вязкую и пластинчатую составляющую и уменьшают зернистость, без снижения прочностных качеств.

Хром снижает коррозию, но поскольку в ХВ5 содержание Cr находится в пределах 0.5-0.7%, он не способен обеспечить антикоррозионную защиту. Вольфрам формирует высокопрочные карбиды, с Т плавления 3695 С, сплав получают исключительно при химреакции, с последующим дроблении.

Технические характеристики ХВ5 :

  • вязкостные качества 455.0 кДж/м2;
  • свариваемость металла — не ограничена;
  • твердость 62.0-64.0 по Роквеллу;
  • плотность 7940.0 кг/м3;
  • Т плавки 1390 С.

Сфера применения

Из алмазной стали изготавливают инструменты, которые в последствие работают на малых скоростях при обработке высокотвердых и хрупких материалов: отбеленного чугуна, стеклянных и фарфоровых изделий. Именно из нее выполняют самые прочные ножи, имеющих режущие свойства и твердость выше, чем у аналогичных инструментов из других сталей. Если термообработка выполнена правильно, то меч из ХВ5 покажет характеристики 69.0-70.0 HRc.

Инструменты из ХВ5 имеют широкую сферу применения. На рынке можно приобрети, как сувенирное, так и коллекционное оружие, с гравированным лезвием, в которых рукоятки выполнены из дорогих пород дерева. На поверхности лезвия ножа имеются причудливые узоры, полученные в результате обработки, увеличивающие эстетическую ценность оружия.

Из алмазной стали часто изготавливают ножи

Ножи из ХВ5 применяются на охоте, они способны качественно разделать любую добычу. Тем не менее, не все охотники разделяют положительные отзывы, из-за хрупкости инструментов, требующих очень бережного обращения. На охоте они могут получить сколы и стать непригодными, да и устойчивость такой стали против коррозии очень низкая.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.