440с аналоги в рф. Сталь 440C: плюсы и минусы, характеристики, свойства

Сталь 440

Классической ножевым материалом называют марку 440. Как содержащую более 10% легирующих компонентов, сталь 440 с подвидами относится к высоколегированным. Преимущество марки будет её низкая цена, доступность, технологичность и свойства.

 

Назначение легирующих компонентов

Основным легирующим компонентом в сталях 440 марки является хром. Он обладает большим, чем железо сродством к кислороду и, следовательно, защищает его от окисления, придавая стали коррозионную стойкость.

Кроме коррозионной защиты хром вступает в реакцию с углеродом, образуя хромистые карбиды.

Карбиды с участием хрома увеличивают прокаливаемость стали по сравнению с цементитом. Хромистая сталь приобретает повышенную износоустойчивость. По сравнению с углеродом хром в меньшей степени увеличивает склонность к образованию трещин при закалке.

Следующим компонентом 440-х сталей является марганец. В больших или меньших количествах он присутствует практически во всех высоколегированных сталях. Вводя его в состав, преследуют несколько целей:

  • Раскисление. Обладая большим, чем железо сродством к кислороду при температурах порядка 1600 ºС, марганец защищает его от окисления в процессе выплавки. Кроме кислорода он обладает большим сродством к сере. Это предотвращает образование сульфидов, увеличивающих склонность к образованию закалочных трещин, позволяет упрочнять термообработкой детали сложной формы;
  • Присутствие в стали марганца в количестве около 1% благоприятно сказывается на ударной вязкости при сохранении предела прочности и твёрдости. Это качество может быть востребовано для деталей с высокими требованиями к твёрдости и шероховатости поверхности, испытывающих периодические ударные нагрузки;
  • В больших количествах вызывает рост зерна, что отрицательно сказывается на прочности. Кремний. Так же, как и марганец вводится в состав с целью раскисления. Кроме этого он благоприятно влияет на предел прочности и упругости при содержании в количествах около 1 %.

Молибден. Улучшает закалочные свойства, прочность, износостойкость стали. В комплексе с хромом увеличивает прокаливаемость, повышая стойкость против горячих трещин.

 

Классификация стали 440 по структуре

В составе всех трёх марок имеется высокое содержание углерода и включены компоненты, повышающие прокаливаемость. При нагреве и охлаждении на воздухе в них образуется игольчатая микроструктура, придающая высокую твёрдость – мартенсит.

Поэтому по структурной классификации все они относятся к мартенситному классу.

Химический состав

Во всех сталях допускаются включения 0,03% серы и 0,04% фосфора.

Элемент/Марка стали 440A 440B 440C
Углерод (C), %  0,65-0,75 0,75-0,95  0,95-1,20
Хром (Cr), %  16,00-18,00 16,00-18,00 16,00-18,00
Молибден (Mo), %  0,75 0,75 0,75
Марганец (Mn), %  1,00 1,00 1,00
Кремний (Si), %  1,00 1,00 1,00
Сера (S), %  0,03  0,03   0,03
Фосфор (P), %  0,04  0,04  0,04 
Твердость по Роквеллу, HRC 55-57  57-59  58-60 

 

 

Как видно из списка лигатур и назначения компонентов, свойства каждого из сплавов подбираются исходя из баланса положительных и отрицательных влияний входящих ингредиентов. По отдельности они оказывают не очень существенное воздействие на свойства стали, но в комплексе могут проявлять синергизм, придавая характеристики, превосходящие ожидаемые от простого суммирования.

 

Прочностные характеристики

Наименее углеродистая из триады. Соответственно достижима наименьшая прочность и твёрдость. В цифрах это σВ=74 кг/кв.мм, σТ=42 кг/кв.мм, δ=20%, HRC=56, где σВ — прочность при растяжении, σТ – предел текучести, δ – относительное удлинение при разрушении, HRC – твёрдость по шкале Роквелла.

При закалке можно достигнуть и более высоких значений, но тогда сталь станет очень хрупкой, поэтому процесс термообработки включает отпуск, снижающий твёрдость, но повышающий вязкость. Если этого не сделать, поверхность деталей будет выкрашиваться при ударных или длительных нагрузках, а детали с малой толщиной при аналогичных условиях работы будут ломаться.

Более углеродистая, чем 440А. За счёт этого имеет более высокие показатели прочности и твёрдости, но меньшую пластичность, что выражается более низким удлинением при разрыве.

σВ=75 кг/кв.мм, σТ=43 кг/кв.мм, δ=18%, HRC=58.

Имеет наибольшее содержание углерода и, соответственно наибольшие достижимые при правильной термообработке значения прочности и твёрдости, Но при этом наименьшие значения пластичности.

σВ=76 кг/кв.мм, σТ=46кг/кв.мм, δ=13%, HRC=60.

Высокое значение твёрдости является эксплуатационным достоинством, как показатель износостойкости поверхности деталей, но технологическим недостатком при необходимости шлифовки или подгонки размеров после окончания термической обработки. В связи с этой особенностью при необходимости точной подгонки зазоров сопрягаемую деталь делают мягче и подгоняют её под более твёрдую.


 

Свариваемость

Все стали 440 серии относятся к мартенситным, т. е. образующим твёрдую структуру при охлаждении на воздухе.

Сварка деталей из них требует дополнительных приёмов, позволяющих избежать трещин при охлаждении. Это предварительный нагрев, применение специальных присадок, снижающих красно- и синеломкость шва и околошовной зоны.

Сварочные работы оправданы только при ремонте, когда невозможно или нецелесообразно заменять повреждённый элемент. Надо понимать, что их проведение изменит структуру и свойства участка, подвергшегося нагреву.

Аналоги

Марки AUS-6, AUS-8 и AUS-10 

Применение

Стали 440 серии обладают сопротивляемостью коррозии и, в отличие от классической нержавейки Х18Н10, высокой твёрдостью, прокаливаемостью и износостойкостью. Содержание хрома в количестве 16-18% придаёт им коррозионную стойкость, усиливаемую термообработкой и шлифовкой.

Читайте также:  В каких положениях носят противогаз. Основные правила пользования общевойсковыми фильтрующими противогазами

Сталь 440С с максимальным содержанием углерода может использоваться для изготовления специальных подшипников, работающих в агрессивных средах.

Ещё одно назначение – изготовление ножей. Для бытового применения вполне достаточно 440А. Режущая кромка ножа из этой стали обладает достаточной и износостойкостью. В то же время твёрдость в 56 единиц Роквелла позволяет при необходимости без больших затруднений восстанавливать заточку. Для клинка из 440С с твёрдостью 60 и больше единиц это может стать проблемой.

Общие рекомендации для всей группы – ответственные детали с высокими требованиями к прочности, износостойкость и сопротивляемости коррозии.

Оцените статью:

Ещё статьи по теме:

Популярные ножевые стали

При выборе ножа, которым может быть складной или фиксированный, охотничий или рыбацкий, городской EDC или тактический, походный или нож выживальщика, необходимо в первую очередь обратить особое внимание на тип стали, используемой на клинке. 

Наряду с геометрией и дизайном клинка, материал лезвия является важнейшим элементом, который определяет, как будет работать нож. 

Материал клинка представляет собой сплав углерода и железа, обогащенный разнообразными элементами для улучшения определенных характеристик в зависимости от применения клинка.

Различные ножевые стали создаются путем изменения количества добавочных элементов в сплаве, а также проката, ковки, спекания и термической обработки клинков.

5 главных свойств ножевых сталей на которые необходимо обратить внимание при выборе ножа:

Твердость — это способность противостоять деформации при воздействии силовой и эксплуатационной нагрузки. Твердость в ножевых сталях напрямую связана с прочностью и обычно измеряется с использованием шкалы Роквелла (Rockwell)  (указывается, как «HRс»).

Прочность — это способность противостоять повреждениям, таким как трещины или чиппинг (сколы), при воздействии ударной или точечной нагрузок. Чиппинг — злейший враг ножа, и его не всегда легко устранить. Прочность клинка связана с вязкостью стали. Существует несколько различных способов измерения ударной вязкости (например, по Шарпи (Charpy), Изоду(Izod), поэтому он менее стандартизирован, чем твердость, когда речь идет о ножах. Чем тверже сталь, тем больше она подвержена сколам.

Износостойкость — это способность стали противостоять повреждениям от абразивного и адгезивного износа. Абразивный износ происходит, когда более твердые частицы проходят по более мягкой поверхности и истирают ее. Адгезивный износ происходит, когда частицы смещаются с одной поверхности и прикрепляются к другой, воздействуя на нее. Износостойкость напрямую связана с твердостью и химическим составом стали. В клинках с одинаковой твердостью сталь с более крупными карбидами, в своем составе, лучше противостоит износу.

Коррозионная стойкость — это способность противостоять коррозии, вызванной внешними факторами: влажность, осадки и соль. Высокая коррозионная стойкость влечет за собой снижение рабочей производительности РК.

Удержание РК показывает, как долго клинок будет сохранять остроту РК (режущей кромки) во время использования ножа. Удержание РК — это комбинация износостойкости и прочности клинка. Для измерения параметра "удержание РК", в настоящее время, нет какого-либо определенного стандарта, большая часть данных является субъективной. Например, определяют количество резов манильского пенькового каната. Чем резов больше, тем лучше показатели удержания РК.

«Лучшей ножевой стали» просто не существует. Есть задача, стоящая перед будущим владельцем клинка, под какую работу или работы необходим нож. Резка, рубка, разделка туш, выживание — под каждую задачу можно подобрать почти идеальный нож (сталь). Но он не станет универсальным клинком для всех работ. Лезвие ножа может быть твердым и резучим, но легко сломаться или выкрошиться при падении на твердую поверхность или при ударных нагрузках. Или наоборот, клинок может быть прочным и гибким, но быстро затупиться в работе.
 

110Х18 (110Х18М-ШД) — коррозионностойкая подшипниковая сталь, выпускаемая российскими производителями. Применяется для изготовления прецизионных приборных подшипников, медицинских инструментов, обладающих высокой степенью надежности, долговечности и  стабильностью при длительной эксплуатации.
   110Х18 является дорогостоящей и трудоемкой в обработке сталью. Изготавливается способом двойного переплава: электрошлакового и вакуумного дугового. Не имеет вредных примесей. Оптимальный диапазон закалки составляет 58-62 HRс.

Состав стали: Углерод(C) — 1,15%, Хром(Cr) — 17,25%, Молибден(Мо) – 0,65%, Марганец(Mn) – 0,75%, Кремний(Si) — 0,73%.

Клинки из стали 110Х18 отлично держат заточку. А благодаря большему содержанию хрома, лучше справляются с коррозией и не требуют особого ухода.
   Важно, что сталь 110Х18 достаточна гибка и механически прочна, что позволяет избежать чиппинга РК при жесткой эксплуатации.
  При правильном соблюдении всех параметров изготовления и термической обработки стали 110Х18, увеличивается поперечная пластичность, прочность, вязкость, при высокой твердости до 65-70 Hrc.
  Сталь 110Х18 легко точится/доводится до агрессивного реза. Отлично зарекомендовала себя на всех типах ножей.

Аналоги: США — 440C; Япония — AUS-10; Швеция — 19C27; Германия — 1.4125.
 

420HC (High Carbon) – более высокоуглеродистая(0,44-0,60%) разновидность популярной мартенситной нержавеющей стали 420. Обладает повышенным содержанием углерода(С) и хрома(Сr), что придает хорошие режущие свойства и стойкость кромки лезвия клинков.

Состав стали: Углерод(C) — 0,54%, Хром(Cr) — 14%, Кремний(Si) — 1%, Марганец(Mn) — 0,80%, Ванадий(V) – 0,18%, Молибден(Мо) – 1%.

В настоящее время широко используется производителями разных стран для производства ножей. Ножи из такой стали в меру прочны, неплохо держат заточку, легко затачиваются(перетачиваются) и обладают превосходной  коррозионной стойкостью.

  Американские ножевые компании Buck и SOG из стали 420НС производят отличные ножи,  достигая твердости клинка в 57 Hrc. После криогенной обработки, при закалке, 420НС становится равной по характеристикам 440А стали. Так компания Buck проводит термообработку и закалку клинков у Пола Боса (Paul Boss), значительно повышая ее качественные и потребительские показатели использования. На выходе сталь 420НС разительно отличается от аналогичной стали других производителей ножей.

Читайте также:  Рисунок компаса на русском. Как выглядит компас: рисунок и обозначение сторон

Аналоги: США 440A и 425М; Япония AUS-6A; Китай 7Cr17MoV и 5Cr15MoV; Швеция 12С27; РФ 65Х13: Россия 50Х14МФ.
 

440C — современная хромистая сталь с превосходным сочетанием высокой твердости и отличной коррозионной стойкости. Наиболее подходит из всей группы 440-х сталей для производства клинков складных ножей, как самая твердая.

Состав стали: Углерод(C) — 1,10%, Хром(Cr) — 17.00%, Кремний(Si) — 1.00%, Марганец(Mn) — 1.00%, Молибден(Мо) – 0.75%, Фосфор(P) — 0.04%, Сера(S) — 0.03%.

Обладает хорошей стойкостью режущей кромки против затупления и относительной легостью заточки. Длительное время сталь 440С считалась стандартом качественной нержавеющей стали для ножей и считается одной из самых сбалансированных по своим свойствам ножевых сталей. Сталь достаточно распространена во всем мире и имеет заслуженную позитивную репутацию, но она также является и наиболее дорогостоящей из 440-й группы сталей. Диапазон твердости 440С, идущей в производство ножевых клинков, составляет 58-60 HRc.

Аналоги: Россия 95Х18 и 110Х18Ш, Австрия N690, Германия X105CrMo17, Франция Z100CD17, Япония AUS-10.
 

154СМ — высокоуглеродистая коррозионностойкая подшипниковая сталь высшего сорта разработана компанией   Crucible Materials Corporation(США) для применения в аэрокосмической промышленности. В 70-е годы XX века, благодаря своим характеристикам, сталь применяется в США для изготовления ножевых клинков. 

Состав стали: Углерод(С) 1.05%, Хром(Сr) 14.0%, Марганец(Мn) 0.5%, Молибден(Мо) 0.4%, Кремний(Si) 0,30%.

При высоких температурах сталь 154СМ закаляется до 60 НRc и получает достаточную вязкость, чтобы хорошо держать режущую кромку клинка. Ножи из этой стали отлично режут и долго не тупятся, но при этом, при длительном контакте с влагой или солью, возможно появление ржавчины (сталь 154СМ несколько менее коррозионностойка, чем сталь марки 440С).

Американские ножевые компании Pro-Tech Knives и Emerson Knives используют только эту сталь для производства клинков с диапазоном твердости 59-61 Hrс.

Аналоги: Япония ATS-34; Швеция RWL34; Россия 110Х18Ш; Германия 1.4111.
 

CPM 154 — высокопрочная износостойкая порошковая сталь, аналог популярной высокоуглеродистой коррозионностойкой подшипниковой стали 154СМ. Производиться с конца 90-х годов для ножевой индустрии американской металлургической компанией «Crucible Materials Corporation» (USA). CPM 154 легче шлифуется и обрабатывается, при большей прочности и износостойкости, чем обычная 154СМ. 

Состав стали: Углерод(C) — 1,05%, Хром(Cr) — 14,00%, Молибден(Мо) – 4,00%.

 Также CPM 154, в сравнении со сталью 440С, предлагает большую коррозионную стойкость, твердость и прочность. Она лучше удерживает остроту режущей кромки и устойчива к чиппингу(выкрашиванию) при силовых эксплуатационных нагрузках.

 Рабочий диапазон твердости 55-62 HRс. Для ножей используется закалка в 59-62 HRс.

CPM 154 отличная, легкозатачиваемая рабочая сталь в ценовом диапазоне равная порошковым сталям СРМ S30V и СРМ S35V. По мнению Мика Страйдера (Mick Strider) и Дуэйна Дуайера(Duane Dwyer) из Strider Knives между эксплуатационным характеристикам и свойствами клинков из сталей CPM 154, СРМ S30V и СРМ S35V можно смело поставить знак равенства.

Аналоги: Швеция RWL-34, США BG-42
 

CPM 3V — высокопрочная износостойкая инструментальная порошковая сталь американской металлургической компанией «Crucible Materials Corporation» (USA). Сталь CPM 3V предназначена для обеспечения максимальной устойчивости инструмента к излому и чипингу (выкрашиванию), а также высокой износостойкости РК. 

Состав стали: Углерод(C) — 0,80%, Хром(Cr) — 7,50%, Молибден(Мо) – 1,30%, Ванадий(V) – 2,60%, Кремний(Si) — 0,90%, Марганец(Mn) — 0,40%.

По ударной вязкости CPM 3V превосходит такие стали, как A2, D2, Cru-Wear, CPM M4 и отлично держит силовые и рубящие нагрузки. Порошковая сталь CPM 3V предназначена для использования в производстве клинков в диапазоне твердости 58-60 HRс. При большей закалке, возникает вероятность появления сколов или поломок в процессе эксплуатации. Так, американская ножевая компания Bark River свои высокопрочные фикседы с клинками из стали CPM 3V закаливает на 59 HRc.

CPM 3V является одной из самых механически прочных и вязких сталей. Великолепный баланс твёрдости, износостойкости и прочности.

Аналоги: нет
 

CPM M4 — инструментальная быстрорежущая порошковая сталь, выпускаемая американской металлургической компанией Crucible Materials Corporation (USA). Для CPM M4 характерно высокое содержание ванадия. При производстве этой стали используется технология Crucible Particle Metallurgy, обеспечивающая лучшую однородность и высокую прочность. Средний диапазон закалки составляет 61-65 HRс

Состав стали: Углерод(C) — 1,42%, Хром(Cr) — 4,00%, Молибден(Мо) – 5,25% , Ванадий(V) – 4,00%, Марганец(Mn) — 0,30%, Кремний(Si) — 0,25%.

Наличие хрома в CPM M4 придает сплаву антикоррозионные свойства и повышает ее износостойкость. Молибден предотвращает ломкость и хрупкость стали, придавая необходимую жесткость. Ванадий отвечает за упругость и усиливает свойства хрома, придает стали устойчивость к агрессивным химическим средам. 

Клинки из стали CPM M4 требуют тщательного ухода после эксплуатации или же должны иметь антикоррозионное покрытие, т.к. эта сталь относится к типу «полу-нержавейки».

Аналоги: нет.
 

CPM 20CV (Duratech CV20) — высоколегированная мартенситная нержавеющая порошковая сталь, выпускаемая американской металлургической компанией Crucible Industries LLC (USA). В состав стали CPM 20CV входит большой объем карбидов ванадия, что обеспечивает исключительно хорошую износостойкость, а также самое большое содержание хрома, чем в других современных нержавеющих сталях. Лучшие характеристики CPM 20CV проявляются на 58 HRс. Средний диапазон закалки составляет 56-59 HRс

Читайте также:  Карта иркутской области с компасом. Компас онлайн определить стороны света в квартире

Состав стали: Углерод(C) — 1,90%, Хром(Cr) — 20,00%, Молибден(Мо) – 1,00% , Ванадий(V) – 4,00%, Вольфрам(W) — 0,60%.

Сталь CPM 20CV, при закалке в 58 HRс, является самой сбалансированной по прочности, износо- и корозионной стойкости, чем стали CPM 9V, CPM Rex M4, 440C и 420. Процесс CPM приводит к более тонкому и равномерному распределению карбидов, что обеспечивает улучшенную вязкость и простоту обработки/заточки высоколегированной стали.

При закалке CPM 20CV до 61-63 HRc в производстве лезвий ножей, значительно повышается стойкость РК к нагрузками и снижается простота заточки клинка.

Сталь CPM 20CV используется в производстве топовых серийных и авторских (кастомных) ножей. CPM 20CV стала прототипом популярной в РФ австрийской стали М390.

Аналоги: США CTS-204P; Австрия М390.
 

CPM S30V (СРМ S30V) – порошковая мартенситная(высокоуглеродистая) нержавеющая сталь компании Crucible Materials Corporation(США), с 70-х годов XX века производящей семейство порошковых сталей CPM (Crucible Particle Metallurgy process): СРМ S30V, СРМ S60V,СРМ S90V.

Состав стали: Углерод(C) — 1,45%, Хром(Cr) — 14%, Ванадий(V) – 4%, Молибден(Мо) – 2%.

Наличие в химическом составе стали большего количества карбидов ванадия значительно повышают режущие  и прочностные свойства клинков ножей. 

 Клинок из стали S30V обладает в четыре раза более высокой прочностью на излом, чем сталь 440С и в 3,5 раза стали 154СМ. Благодаря этому режущая кромка отлично противостоит выкрашиванию и сколу, что делает ее отличным материалом для клинков. По способности держать заточку (износостойкости) сталь S30V превосходит 440С на 45%, а 154СМ на 30%. По мнению компании Buck Knives сталь S30V  "самая лучшая сталь для клинков из доступных сталей".

 S30V для производства клинков используют практически все ведущие компании-производители ножей: Buck, Spyderco, Zero Tolerance, Emerson, Strider Kives, Cold Steel, Chris Reeve и другие. Её смело можно назвать "золотым стандартом" для серийных и штучных ножей среднего и высшего  класса. Большинство производителей обрабатывают её до твердости 58-60 Hrc

  По своим свойствам S30V одна из самых сбалансированных сталей в сравнении с современными D2, 440C и 154CM. Обладает отличными режущими свойствами, высокой коррозионной стойкостью, ударной вязкостью, способностью держать заточку длительное время и быстро восстанавливать ее при правке.
 

CPM S35VN — мартенситная порошковая нержавеющая сталь, выпускаемая с 2009 года американской металлургической компанией Crucible Industries (USA), представляет собой улучшенный вариант стали CPMS30V по ударной вязкости. Технологический процесс изготовления порошковой стали позволяет производить очень однородную, высококачественную сталь, которая характеризуется превосходной стабильностью, однородностью и жесткостью по сравнению со сталями традиционного производства плавок. В разработке этой стали принимал участие известный ножевой дизайнер Крис Рив (Chris Reeve) из Южной Африки (ЮАР).

Состав стали: Углерод(C) — 1,40%, Хром(Cr) — 14,00%, Ниобий(Nb) — 0,50%, Молибден(Мо) – 2,00% , Ванадий(V) – 3,00%.

Наличие карбидов ниобия в S35VN позволяют упростить обработку и повысить прочностные свойства клинка по твердости на 15-20% по сравнению со сталью CPM S30V. Улучшенная сталь CPM S35VN более устойчива к выкрашиванию РК в процессе работы и лучше держит заточку по сравнению с обычными высокохромированными сталями, такими как 440С и D2.

Такие мировые производители ножей, как MicroTech, Bark River, Chris Reeve, Spyderco и др., производят свои клинки из порошковой стали S35VN.

Лезвия из стали S35VN легко затачиваются. Диапазон твердости клинков составляет 58-61 Hrc.
 

CPM S90V (420V) — мартенситная нержавеющая порошковая сталь c добавлением ванадия и углерода для исключительно высокой износостойкости. Выпускается американской металлургической компанией Crucible Industries LLC (USA).

Высокое содержание ванадия в CPM S90V способствует образованию твердых ванадиевых карбидов вместо карбидов хрома для высочайшей износостойкости РК (особенно в сравнении с инструментальными сталями 440С и D2). А наличие свободного хрома обеспечивает высокую устойчивость к коррозии, лучшей чем у стали 440C. Средний диапазон закалки составляет 56-59 HRс

Состав стали: Углерод(C) — 2,30%, Хром(Cr) — 14,00%, Молибден(Мо) – 1,00% , Ванадий(V) – 9,00%.

Заточка клинков из стали CPM S90V будет сложнее, чем клинков из стали 440C или D2 и сравнима с заточкой клинков из стали CPM S60V и CPM S110V.

Премиум-сталь CPM S90V используется в производстве эксклюзивных, авторских и, реже, серийных ножах.

Аналоги: США — CPM S60V, -S110V; Австрия -N690.
 

CPM S110V — высоколегированная мартенситная нержавеющая инструментальная порошковая сталь, выпускаемая американской металлургической компанией Crucible Industries LLC (USA). Для стали S110V характерна чрезвычайно тонкая и равномерная микроструктура содержащихся в ней карбидов. Средний диапазон закалки составляет 61-63 HRс

Состав стали: Углерод(C) — 2,80%, Хром(Cr) — 15,25%, Молибден(Мо) – 2,25% , Ванадий(V) – 9,00%, Ниобий(Nb) — 3,00%.

CPM S110V сочетает в себе высокое содержание углерода с большим количеством хрома, ванадия и ниобия. Такой состав стали обеспечивает исключительную…

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here