При производстве инструментов для дома и работы необходимы прочные материалы, способные выдерживать большие нагрузки. Сталь 440 стала одним из таких плодов промышленного развития.
По своей природе этот материал был специально разработан для ножей и других режущих изделий. Давайте подробнее рассмотрим свойства этого материала.
Характеристики стали марки 440
Как известно, стали называют химическим сплавом железа с углеродом. Их общая история началась много веков назад. Путем проб и ошибок предки смогли определить, что концентрация углерода (для которой уголь использовался в течение некоторого времени) напрямую влияет на прочностные характеристики конечного продукта.
Кроме того, после серии испытаний был получен чугун. Установлено, что превышение концентрации углерода в сплаве более чем на 2,14% сулит появление этого тяжеловеса.
Но зачем столько мудрости? Дело в том, что углерод смог стабилизировать кристаллическую решетку металла, придав ему прочность. Плата за это — снижение пластичности и гибкости. Немного улучшить ситуацию удалось благодаря специфическим добавкам, а точнее химическим добавкам (рис. 1).
По своей природе в сочетании со сплавами они могут улучшать одни качества и ухудшать другие. Сплавы — это тонкая наука, требующая правильного распределения компонентов. Процесс плавления слитка, температура и метод охлаждения также имеют значение (большие перепады температуры после плавления могут «убить» материал). Неметаллические элементы, такие как марганец или силикон, могут использоваться в качестве легирующих компонентов.
Рис. 1. Сталь 440 сочетает в себе прочность и гибкость
Для каждого вида деятельности существует свой сплав, например, режущие инструменты с температурой возврата металла выше 200 градусов изготавливаются из жаропрочного материала, специально разработанного для того, чтобы выдерживать высокие температуры без потери режущей способности. Это П6М5К5 и П18. Добавление в смесь вольфрама, хрома и кобальта может улучшить прочностные характеристики и снизить уязвимость к износу и коррозии.
Но для повседневного использования также подходит сталь 440 со специально обобщенными характеристиками для использования в режущих инструментах широкого спектра действия. Характеристики стали марки 440 оптимальны для изготовления бытовых ножей, треккинговых лезвий, а также специального оборудования, например ледорубов.
Химический состав
Поскольку сфера применения 440-вой довольно проста, его состав специально адаптирован к режущим потребностям населения. Несомненно, этот материал, как и многие другие, может быть использован в строительстве, при возведении железобетонных конструкций (рисунок 2).
Давайте разберемся в самой сути кристаллической решетки, а именно в составе стали 440:
- Есть три типа этого материала: от низкоуглеродистого до высокоуглеродистого.
- Тип 440A предполагает концентрацию углерода в диапазоне от 0,65% до 0,75%, что соответствует простой конструкции. Гибкий и гибкий.
- Тип 440В уже тяжелее; в этом сплаве углерод составляет 0,75% в диапазоне до 0,95%.
- Следующая, тип 440C, с высоким содержанием углерода от 0,95 до 1,2%, краткое описание марки стали 440C является хрупкой, но прочной.
Рис. 2. Материал содержит одновременно несколько элементов
Правильная расшифровка названий марок стали 440A / B / C показывает только повышение уровня концентрации углерода. От английского A (самый низкий уровень содержания) до английского C (самый высокий уровень содержания).
Это основные отличия, в равных частях содержатся следующие элементы:
- Кремний — 1%;
- Фосфор — 0,04%.
- Марганец — 1%;
- Хром — 16% (до 18%);
- Молибден — 0,75%;
- Сера — 0,03%;
Обратите внимание, что некоторые элементы, например фосфор, являются не более чем промышленными примесями.
Прочностные характеристики
Все виды металлов и сплавов обладают сложной особенностью — динамической деформацией. Под воздействием определенных условий материал может проявить себя с разных сторон. Влага способствует окислению. Кислая среда подвергает кристаллическую решетку напряжению, снижая ее сопротивление. Температурные перегрузки также приводят к расширению и сжатию. В производстве такая роскошь недопустима, однако варианты для дома не так уж и требовательны.
Рисунок 3. Отличительная особенность стали 440: способность хорошо держать заточку
Заточка из стали 440 держится хорошо, так как в целом не подвержена деформации под действием напряжения. Его можно затачивать как алмазным кругом, так и обычным кругом. Для использования в кемпинге рекомендуется угол кромки 30 градусов, для домашнего использования подходит 20 градусов (Рисунок 3).
Каждый тип стали 440 имеет разную твердость по Роквеллу:
- Тип А. Самый мягкий, его показатели находятся в диапазоне 55-57 по Роквеллу.
- Тип Б. Средний. 57-59 по Роквеллу.
- Тип C. Долговечный. 58-60 Rockwell.
Прочность на разрыв стали 440С зависит от температуры отпуска, при 204 градусах она составляет 2030 МПа. Повышение температуры отпуска отрицательно сказывается на получаемой прочности.
Следует отметить, что гибкость изменяется от C, достигая своего пика в A. Например, если вы воткнете нож с отметкой C в каменистое пространство и попытаетесь подтянуться, он может сломаться с большой долей вероятности. В то время как изделие класса А будет иметь тенденцию гнуться в таких ситуациях. Тип B находится в оптимальной области между этими двумя показателями.
Этот знак обрабатывается двумя способами:
- Закалка: перегрев выше критического сопротивления с последующим быстрым охлаждением. Увеличивает хрупкость, но увеличивает силу.
- Отпуск: потепление ниже критической точки (обычно начинается с 204 градусов) с последующим медленным охлаждением. Позволяет повысить гибкость материала без значительного снижения прочности.
Свариваемость
Необходимость сварить два куска металла вместе не редкость. Однако все три марки стали 440 плохо работают в этой области. Проблема определяется словом «трудно паять» и с этим индикатором в работе экспериментировать не рекомендуется (рисунок 4).
Рис. 4. Сварка этого типа металла считается сложной и редко практикуемой
Если риск оправдан, сорт все равно можно приготовить путем предварительного нагрева и использования специальных добавок. Вам также необходимо уменьшить синюю и красную хрупкость шва и вокруг области шва. Это рекомендуется делать только в контексте ремонта участков с трещинами, если замена детали невозможна. В противном случае необходимо заменить все устройство.
Назначение легирующих компонентов
Для изготовления нержавеющей стали марки 440 необходимо связать железо дополнительными элементами. Сплав — это добавка полезных примесей — необходим для улучшения качества материала: большей гибкости или большей твердости.
Лист нержавеющей стали 440 изготавливается на основе:
- Хромирование — хромирование, как средство от ржавчины даже при повышенной влажности, увеличивая прочность в несколько раз.
- Марганец и кремний: предотвращают окисление при плавлении при температуре выше 1600 градусов, сохраняя максимальный уровень твердости материала.
- Молибден: упрочнение материала, повышение износостойкости, ускорение отжига и качественная закалка без трещин.
- Сера и фосфор — добавка полезных примесей.
Аналоги
Японские марки AUS6, AUS8 и AUS10 можно отличить от близких по свойствам стали 440 по своим характеристикам. Чаще всего их используют на Тайване для изготовления дешевых ножей. Реже подвиды AUS используются европейскими и американскими компаниями для производства кованых лезвий. Аналоги практически не отличаются по составу и, соответственно, по техническим характеристикам (рисунок 5).
Рисунок 5. Аналоги стали 440 не уступают ей по прочности
Однако пользователи AUS чаще сообщают, что лезвия могут быть покрыты легким слоем ржавчины. Кроме того, основное отличие — твердость стали 440 по Роквеллу, — аналоги содержат меньше хрома в составе, что приводит к ослаблению износостойкости. Однако более низкое содержание хрома имеет и обратную сторону — AUS более гибок.
Применение для ножей
Для изготовления ножа 440 идеальной основой является сталь, характеристики которой превышают параметры большинства аналогов. Лезвия и инструменты, изготовленные на основе, долговечны, не трятся и не царапаются и обладают максимальной прочностью (рис. 6).
Рисунок 6. Металл используется не только для производства оружия, но и во многих других отраслях
Где используется сталь 440: При производстве хирургических инструментов и деталей машин, штифтов, подшипников и даже насосов. Особое внимание уделяется пешим прогулкам, туристической охоте за клинками. Для большинства качественных складных ножей, которые можно купить в туристических или военных магазинах, марка 440 также является основой.
Более подробные характеристики стали 440 показаны на видео.
