Металлы и сплавы: свойства, применение
Здравствуйте, друзья! Сегодня я предлагаю рассмотреть некоторые металлы и их сплавы. Постараемся в этой статье охватить все возможности и характеристики металлов и выделим основные их достоинства и качества.
Металлы и их сплавы
Примечание: основным материалом при изготовлении различных изделий является металл. В зависимости от химических и физических качеств, которыми он наделен, металл используется практически во всех видах изделий и работ.
Железо
Железо не считается древним открытием человека. Его начали производить только в 13 веке до нашей эры. Постепенно оно заслуживало все больше значения не только в производстве, но и в деле постройки дома, и др. различных строений. Без железа и изделий из него, сейчас трудно представить любую хозяйственную и строительную деятельность, хотя справедливости ради надо заметить, что прогресс не стоит на месте, и все чаще железо заменяется различными видами пластика
Итак, обычно в работах по металлу применяется не чистое железо, а сплавы – чугун или сталь.
Сплав железа с углеродом
Сплав железа с содержанием углерода, превышающего 2% — есть чугун.
Примечание: Известно несколько видов чугуна: антифрикционный (АЧС), жаростойкий (ЖЧЮ, ЖЧС, ЖЧХ), высокопрочный (ВЧ), ковкий (КЧ), белый (БЧ) и серый (СЧ).
Определение марки стали по искреЧугун почти не поддается обработке (и уж тем более сверлению), отличается высокой хрупкостью. Применение чугуна весьма ограничено (чаще его используют при литье, всем например известны старые, «добрые» чугунные отопительные батареи).
Сплав железа с содержанием менее 2% углерода – это сталь. Она различается по количеству содержания в себе углерода.
Малоуглеродистый сорт стали (углерод не превышает 0,3%) больше годится для чеканки или ковки вручную, поэтому её ещё называют поделочной. Этот сорт стали превосходно поддается сварке и соответствует высокой стадии ковкости. Плохо поддается закаливанию лишь особо низкоуглеродистая сталь (меньше 0,1% углерода).
Средне-углеродистый сорт стали (сочетает до 0,85% углерода) применяется для производства большинства метало-изделий. Т.н. конструкционная сталь. Отлично поддается закаливанию и ковке, но очень плохо поддаются сварке.
Высоко-углеродистая сталь (сочетание углерода достигает до 1,35%) является самой твердой, и применяется для производства частей механизмов и инструментов, подверженных высокому износу. Эта сталь практически не куется и плохо поддается сварке.
Сталь для разных поделок выпускается в виде заготовок, на производствах. Но выгоднее использовать ее детали, которые пришли в негодность. Чтобы узнать к какому сорту стали относится деталь, есть много различных методов определения
К примеру, если надпилить напильником стальную деталь, раскалить её до красна и резко остудить в воде. И если при повторном надпиливании, чувствуется легкость – это малоуглеродистая сталь. При затруднении – проценту углерода больше. Можно определить сорт стали и по искрам от наждачного круга. Но это сможет определить уже достаточный специалист.
Существуют специальные таблицы по которым довольно точно можно узнать марку, и даже содержание добавок в стали.
Профили металлов, металлосырье
Элементарными профилями металлов считаются прокат, трубы, листы, проволока и стержни разных сечений.
Листовой металл делится на тонко-листовой и толсто-листовой.
Края листового металла лучше всего обработать стругом, полученным из использованного ножовочного полотна. Абразивным трехгранным бруском вытачиваем в полотне угловой вырез – струг готов.
Стальные трубы производятся бесшовными (цельнотянутые) или сварные (внахлестку). Первые известны как газовые или паровые трубы.
Удобнее всего резать жестяную трубу – консервным ножом. Заход делаем обычной ножовкой.
Трубы из чугуна обычно используются в водо-канализационных системах.
Проволока имеет три (основные) и более видов сечений — квадратное, круглое или прямоугольное. Ее поверхность может быть омедненная, луженая, оцинкованная или неизолированная. Также может быть упругой либо мягкой.
Стержни производятся круглого, шестигранного, квадратного или плоского сечения.
Искусство самостоятельного приготовления легких сплавов могут стать очень полезным. Самое главное не допустить перегрева металла.
Металлы и сплавы
Самые распространенные виды металлов и сплавов являются: —медь, бронза, латунь, алюминий, цинк, свинец, олово, хром, никель, нейзильбер и мельхиор.
Легкие сплавы
Для поделок как правило используется чистая медь (то есть красная), или различные легкие сплавы.
Красная медь особо подходит для чеканки, она очень ковкая, легко обрабатывается различными хим. веществами, для получения разных оттенков цвета. Кроме того она прекрасно шлифуется и полируется, характеризуется высоким сопротивлением к коррозии.
Минусом же красной меди является её плохая свариваемость (необходимы особые электроды для сварки) и быстрое окисление на открытых воздушных массах, отчего её первоначальный блеск теряется.
Примечание: При контакте меди с воздухом, она окисляясь принимает темно-красный оттенок. А под воздействием влаги покрывается характерным зеленым цветом – патиной.
Медные заготовки (пруты)Бронзу получают при сплавлении олова с медью. Заготовки из нее более твердые и прочные, чем из самой меди. Бронза отлично годится для литья и ковки. Готового сплава бронзы, вы вряд ли найдете в продаже. Поэтому мастера чаще производят ее сами.
Листы бронзы и латуни в рулонахЛатунь – есть сплав меди и цинка. В кузнечных делах её используют с отдельными легирующими элементами: алюминием, никелем, свинцом и т. п.
Латунь лучше полируется и режется, нежели красная медь. Она прекрасно покрывается золотом, серебром, никелем. Но латунь в пластичности уступает меди.
На заметку: Марка латуни квалифицируется разным процентом содержания красной меди – Л72 – 72%, Л66 – 66%. Для поделочных заготовок рекомендуется применять сплавы с наибольшим содержанием меди.
Алюминий – легкий, мягкий металл светло-серебристого цвета. Его плотность в три раза ниже чем у стали. Алюминий, а в частности его сплавы (высокопрочный конструкционный, технический деформированный, дюралюминий и пр.), которые широко используются в легкой промышленности, отлично обрабатываются в обычных условиях.
Цинк имеет серебристо-голубой оттенок. При воздействии с кислородом покрывается матовой пленкой, она предохраняет металл от коррозии. Цинк очень полезен для защиты различных черных металлов от коррозии, и в этом он чаще всего применяется (т.н. «оцинковка» — например всем известные водосточные трубы, оцинкованный металл автомобилей, и т.д.).
Свинец – мягок, пластичен и в то же время тяжелый металл. Устойчив к воздействию кислот. Как правило используется для производства легкоплавких припоев, и в электрохимической промышленности.
Олово – пластичный и мягкий металл светло-серебристого цвета. Используется для образования антикоррозийных покрытий. Устойчив к пищевым кислотам и потому широко используется при изготовлении крышек, консервных банок и пр.
Хром – металл светло-синего цвета. Обладает превосходными антикоррозийными свойствами и высокой твердостью. Эффективность изделий из стали или чугуна покрытых хромом, существенно возрастает.
Никель – светло-серебристый металл. Но в отличие от хрома имеет нежный желтоватый оттенок. Более устойчив к воздействиям агрессивных сред. Как и хром имеет широкое использование для защиты декоративных покрытий металлов – так называемая никелировка.
Нейзильбер и мельхиор образуется путем сплавления меди и никеля. Присутствия меди в них достаточно высоко – 82% и 66% соответственно. Из-за этого они отличаются хорошей пластичностью.
Во время обработки уксусного свинца и гипосульфата натрия, дают разные оттенки. Поверхности данных металлов прекрасно полируются и несут ряд других важных особенностей.
На этом заканчиваю статью про металлы и их сплавы.
В дальнейшем предлагаю рассмотреть также свойства и строение древесины. До новых встреч.
С лучшими пожеланиями, Вадим!
odnastroyka.ru
Медицинская сталь (хирургическая): состав, применение, свойства сплава
Медицинская сталь (или как ее еще называют – хирургическая) имеет особый сплав, который обладает определенными свойствами, необходимыми для применения в лечебном деле. Существует несколько марок, каждая из которых используется в той или иной медицинской сфере (хирургия, стоматология, травматология и т.д.).
Особенности медицинской стали
Для начала сразу определимся с понятиями. Сталь – это не железо, а его сплав с углеродом. Железо и углерод, по сути, это полезные ископаемые (минералы), добываемые из земли. Нагревая их до предельных температур и смешивая в определенных пропорциях с добавлением других элементов, и получают сплавы с самыми разными свойствами. Например, инструментальная сталь получается путем добавления в железо более 0,7% углерода. И она обладает отличными прочностными характеристиками.
Хирургическая сталь должна обладать коррозионной стойкостью. В противном случае скальпель или какой-нибудь зажим заржавеет спустя несколько применений. Опасность в том, что процесс коррозии начнется незаметно для глаза человека: на поверхности инструмента или посуды появятся трещины, в которые будет попадать пыль и микробы. А это чревато инфицированием.
Кстати! Понятие «медицинская сталь» подразумевает обобщенное название сотен марок высококачественных и дорогостоящих сплавов, применяемых в медицине, а также в некоторых других сферах (ювелирное дело, изготовление оружия).
Состав сплавов для хирургической стали
Но обычная нержавеющая сталь тоже не годится для изготовления медицинских инструментов и оборудования. Важны и другие свойства, которых добиваются путем добавления в сплав различных легирующих элементов. Для таких целей применяют медицинский сплав, преимущественно, молибден, хром и никель.
Молибденовый сплав
Из него изготавливают оборудование и инструментарий (скальпели, фрезы, стоматологические боры), а также высококачественную посуду, применяемую в медицинских целях. Молибден значительно улучшает механические прочностные характеристики стали: она становится устойчива к перепадам температур, сохраняя первичные свойства. Т.е., если даже инструмент сильно перегреть или переохладить, он не станет более хрупким и не будет подвергаться коррозии.
Количество молибдена в хирургической стали может варьироваться от 0,2 до 0,5%. Этого достаточно для обеспечения необходимой прочности и стойкости. Молибден – достаточно дорогой легирующий элемент, и увеличение его содержания в составе сплава повышает стоимость готового материала. Но все затраты оправдывают себя, когда речь идет о здоровье и жизни пациентов.
Хромоникелевый сплав
Идет на изготовление стоматологических и хирургических инструментов, посуды, оборудования. Главное свойство хромоникелевой стали – отличная стойкость к коррозии и окислению. Из нее делают, например, брекеты, которые человек может носить несколько лет. При этом замочки не заржавеют, во рту не будет ощущаться привкуса металла и т.д.
Самая популярная в медицине марка так и называется: сталь 18/10, где 18 – это процентное содержание хрома, 10 – процент никеля. Также она содержит 0,12% углерода. Все это придает стальным приборам высокую плотность (на их поверхности нет микропор, через которые могли бы попасть микробы и пыль) и твердость (поверхность не подвержена сколам и царапинам).
Ферритно-хромистый сплав
Сфера его применения – приборы и оборудование, часто подвергающееся воздействию высоких температур. Из ферритно-хромистой стали делают стерилизационные емкости для кипячения, а также стоматологические протезы, некоторые приборы. Дополнительно она обладает высокой пластичностью и длительным сроком службы.
От процентного содержания хрома в такой стали зависит предельная температура готового изделия. Максимально она достигает 1050 градусов. Если дополнительно легировать сплав молибденом и никелем, получится смешанная марка, которая будет выдерживать до 600 градусов.
Кстати! Лезвия некоторых инструментов обрабатывают дополнительно, например, алмазным напылением. Это позволяет придать им еще большую твердость и прочность, и, соответственно, повышает стоимость.
Изделия из хирургической стали
Хирургическая сталь фигурирует и в ювелирном деле. О ней наверняка слышали девушки, у которых проколоты уши. Первые серьги должны быть сделаны именно из этой стали, потому что они не вызывают кожных реакций; не ржавеют и надолго сохраняют блеск; достойно смотрятся (переливаются, сверкают) и напоминают драгоценные украшения. Когда ушки заживают, можно переходить на золото или серебро, хотя многие остаются верны стальным украшениям. По тем же причинам бусины для пирсинга тоже делают из медицинской стали.
Коллекционеры и просто любители холодного оружия отличного качества часто заказывают себе клинки из хирургической стали. Ведь хороший нож – это тот, который устойчив к агрессивным средам, нехрупкий, легко затачивается и долго служит. Все эти свойства присущи медицинским сплавам, поэтому самые лучшие ножи делают из них.
Основные свойства хирургической стали
Подведем итоги и выделим 5 самых главных отличительных свойств, которыми обладает медицинская сталь.
- Стойкость к окислению и коррозии.
- Плотность и отсутствие микропор на поверхности.
- Легкость затачивания (качественный скальпель прорезает кожные покровы, как горячий нож масло).
- Отсутствие токсичности, несмотря на присутствие легирующих элементов.
- Гипоаллергенность.
Чтобы стальные инструменты, используемые в хирургии и стоматологии, прослужили еще дольше, соблюдаются специальные правила ухода за ними. Для их мытья используются специальные растворы и материалы, никаких металлических мочалок: только фланелевые или поролоновые губки. Контролируется длительность пребывания инструментария в растворах и способ сушки. Хранятся скальпели, фрезы, зонды и другие инструменты в закрытых стерильных биксах, что обеспечивает еще большую защиту от внешней среды и продление свойств.
Похожие записи
medoperacii.ru
Жаропрочные сплавы — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 января 2016; проверки требуют 15 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 января 2016; проверки требуют 15 правок. Схема турбореактивного двигателя. Детали последних ступеней компрессора высокого давления и детали турбины изготавливаются из жаропрочных сплавов на никелевой основе.Жаропрочные сплавы — металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов — период нового этапа в развитии авиации, связанного с появлением реактивной авиации и газотурбинных двигателей (ГТД).
Жаропрочные сплавы могут быть на алюминиевой, титановой, железной, медной, кобальтовой и никелевой основах. Наиболее широкое применение в авиационных двигателях получили никелевые жаропрочные сплавы, из которых изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбины, детали камеры сгорания и т. п. В зависимости от технологии изготовления никелевые жаропрочные сплавы могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050—1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках[1].
ru.wikipedia.org
Твердый сплав. Марки, характеристики, применение. Твердосплавный инструмент :: SYL.ru
Твердые металлы и сплавы представляют собой износостойкие материалы, способные сохранять свои характеристики при повышенных температурах (900-1100 градусов). Они известны человеку более ста лет. 
Общая характеристика
Твердые сплавы изготавливаются преимущественно на основе хрома, тантала, титана, вольфрама с добавлением различного количества никеля или кобальта. При производстве используются прочные карбиды, не подверженные разложению и растворению при высокой температуре. Твердый сплав может быть литым или спеченным. Карбиды отличаются хрупкостью. В этой связи для формирования твердого материала их зерна связывают подходящими металлами. В качестве последних выступают железо, кобальт, никель.
Литые соединения
Твердосплавный инструмент, полученный указанным способом, отличается высокой сопротивляемостью к истиранию материалом заготовки и сходящей стружки. Они не теряют своих характеристик при температуре нагрева от 750 до 1100 градусов. Установлено, что изделиями, произведенными путем плавки или литья с добавлением килограмма вольфрама, можно обработать в пять раз больше материала, чем предметами из быстрорежущей стали при таком же содержании W. Одним из недостатков таких соединений выступает их хрупкость. При уменьшении в составе доли кобальта она повышается. Скорость, которой обладают твердосплавные резцы, в 3-4 раза превышает показатели для стали.
Спеченные материалы
Они включают в себя металлоподобное соединение, связанное сплавом или металлом. В качестве основы, как правило, используется карбид (сложный в том числе) титана или вольфрама, а также тантала, карбонид титана. Реже при изготовлении применяют бориды. Матрицей для удержания зерен материала выступает связка — сплав или металл. Как правило, ею является кобальт. Это нейтральный по отношению к углероду элемент. Кобальт не образует собственные карбиды и не разрушает другие. Реже в связке используется никель и его соединение с молибденом. 
Сравнительная характеристика
Спеченные материалы получают порошковым методом. Обработка твердых сплавов этого типа осуществляется только шлифованием либо физико-химическими способами (лазером, травлением в кислотах, ультразвуком и прочими). Литые изделия подвергаются закалке, отжигу, старению и так далее. Они предназначены для наплавки на инструмент. Порошковые материалы прикрепляют посредством пайки или механическим способом.
Классификация
Она зависит от содержания карбидов кобальта, тантала, вольфрама и титана. В этой связи рассматриваемые материалы разделяются на три группы. При обозначении марок соединений используют буквы:
- Карбид вольфрама — «В».
- Кобальт — «К».
- Карбид титана — первая «Т».
- Карбид тантала — вторая «Т».
Цифры, указанные после букв, обозначают приблизительное процентное содержание компонентов. Остальное в соединении (до 100 %) — карбид вольфрама. Указанные в конце буквы обозначают зернистость структуры: «В» — крупная, «М» — мелкая, «ОМ» — особо мелкая. Промышленность выпускает твердые сплавы марок ВК (вольфрамовые), ТТК (титанотанталовольфрамовые) и ТК (титановольфрамовые).
Отличительные признаки
Основные свойства твердых сплавов заключаются в их высокой прочности, износостойкости. При этом рассматриваемые материалы отличаются меньшей вязкостью и теплопроводностью в сравнении со сталью. Это необходимо учитывать при эксплуатации изделий. Выбирая твердый сплав, необходимо придерживаться ряда рекомендаций:
- Вольфрамовые изделия в сравнении с титановольфрамовыми отличаются меньшей температурой свариваемости со сталью. В этой связи их используют для работы с чугуном, цветными металлами и неметаллическими материалами.
- Для стали целесообразно использовать соединения группы ТК.
- Твердый сплав марки ТТК обладает повышенной вязкостью и точностью. Его применяют для работы со стальными поковками, отливками в неблагоприятных условиях.
- Чистовое и тонкое точение с небольшим сечением стружки обеспечивают борфрезы твердосплавные с мелкозернистой структурой и меньшим содержанием кобальта.
- При неблагоприятных условиях и черновой работе с материалами с ударной нагрузкой целесообразно использовать соединения с высоким содержанием кобальта. При этом они должны обладать крупнозернистой структурой.
- Чистовая и черновая обработка в процессе непрерывного резания осуществляются преимущественно соединениями со средним процентным содержанием кобальта.
Порошкообразные материалы
Они представлены двумя группами: содержащие и не содержащие вольфрам. В первом случае твердый сплав представлен в виде смеси технического порошкообразного W и ферровольфрама с науглероживающими компонентами. Изготавливался он еще в СССР. Называется этот твердый сплав «вокар». Процесс изготовления материала следующий:
- Высокопроцентный ферровольфрам и технический порошкообразный W смешиваются с молотым коксом, сажей и прочими аналогичными компонентами.
- Полученная масса замешивается на сахарной патоке или смоле в густую пасту.
- Из смеси прессуются брикеты, которые слегка обжигаются. Это необходимо для удаления летучих соединений.
- Брикеты после обжига размалываются и просеиваются.
Готовый материал, таким образом, имеет вид хрупких черных крупинок. Их величина — 1-3 мм. Отличительной особенностью таких материалов выступает их большой насыпной вес. 
Сталинит
Этот твердый сплав не содержит вольфрама, что обуславливает его низкую стоимость. Он также был изобретен в советские годы и достаточно широко используется в промышленности. Как показала практика, несмотря на то что этот твердый сплав не содержит вольфрама, он обладает высокими механическими характеристиками, в большинстве случаев удовлетворяющими технические требования. Сталинит обладает значительными преимуществами перед вольфрамовыми материалами. В первую очередь это низкая (1300-1350 градусов) температура плавления. Вольфрамовые материалы подвергаются изменениям, только начиная с 2700 градусов. Температура плавления в 1300-1350 градусов значительно облегчает наплавку, повышает ее производительность. В качестве основы сталинита используется смесь дешевых порошкообразных ферросплавов, ферромарганца и феррохрома. Изготовление этого материала аналогично процессу производства вольфрамовых соединений. В сталините присутствует 16-20% хрома, 13-17% марганца. 
Применение
В современной промышленности твердые сплавы получили широкое распространение. При этом материалы постоянно совершенствуются. Развитие этого производственного сектора осуществляется в двух направлениях. В первую очередь улучшаются составы сплавов, совершенствуется технология их изготовления. Кроме этого, внедряются инновационные способы нанесения соединений на изделия. Твердосплавный инструмент способствует существенному повышению производительности труда. Это обеспечивается высокой сопротивляемостью износа и теплостойкостью изделий. Подобные характеристики позволяют осуществлять работу на скоростях, в 3-5 раз превышающих показатели для стали. Такими достоинствами, например, обладают современные борфрезы. Твердосплавные материалы, изготавливаемые с применением передовых технологий (электрохимических и электрофизических способов), в том числе с использованием алмазных заготовок, являются сегодня одними из самых востребованных в промышленности.
Разработки
Сегодня в отечественной промышленности проводятся различные исследования, включающие глубокий анализ возможности повышения характеристик твердых сплавов. Главным образом они касаются гранулометрического и химического состава материалов.
В качестве довольно удачного примера за последние несколько лет можно привести соединения группы ТСН. Такие сплавы специально разработаны для узлов трения, работающих в агрессивной кислотной среде. Эта группа продолжает разработки новых соединений в группе ВН, предложенных Всероссийским НИИТС.
При проведении исследований было установлено, что при уменьшении размера зерна карбидной фазы значительно повышаются такие характеристики, как прочность и твердость сплавов. Использование технологий регулирования и плазменного восстановления гранулометрического состава на сегодняшний день позволяют выпускать материалы, величина фракции в которых менее микрона. Сплавы марки ТСН сегодня широко используются в производстве узлов нефтегазовых и химических насосов. 
Российская промышленность
Одним из передовых предприятий, занятых в сфере производства и научных разработок, выступает Кировоградский завод твердых сплавов. КЗТС обладает обширным собственным опытом по внедрению инновационных технологий в производство. Это позволяет ему занимать первые позиции на промышленном рынке России. Предприятие специализируется на выпуске спеченных твердосплавных инструментов и изделий, металлических порошков. Выпуск налажен с января 1942 года. В конце 90-х годов на предприятии была проведена модернизация. В течение последних нескольких лет Кировоградский завод твердых сплавов направляет свою деятельность на выпуск усовершенствованных многогранных сменных пластин с износостойкими многослойными покрытиями. Предприятие занимается также разработкой новых безвольфрамовых составов.
Заключение
Положительный опыт многих промышленных предприятий позволяет предположить, что в ближайшее время безвольфрамовые сплавы не только станут еще более популярными, но и смогут заменить другие материалы, используемые для производства штамповой и режущей продукции, элементов машин, осуществляющих работу в тяжелых условиях, приспособлений и оснастки. Сегодня уже создана целая группа соединений на основе карбонитрида и карбида титана. Они применяются во многих производственных сферах. Широко распространены, в частности, твердые сплавы ТВ4, ЛЦК20, КТН16, ТН50, ТН20. К новым разработкам относят материалы групп тантала TaC, ниобия NbC, гафния HfC, титана TiC. Выпуск инструментов с применением этих сплавов позволяет заменить вольфрам относительно дешевыми добавками, расширив, таким образом, номенклатуру используемого сырья. Это, в свою очередь, обеспечивает выпуск изделий, обладающих специфическими свойствами, более высокими эксплуатационными характеристиками.
www.syl.ru
Стали и сплавы для ножей
Каменный век закончился давно. И для изготовления ножей чаще всего применяют различные стали, помимо сталей используют титановые сплавы, кобальтовые сплавы, углеволокно, стеклотекстолит, пластик, стекло, керамические материалы. Но думаю я не ошибусь, если скажу, что 99% всех ножей стальные. Поэтому разговор в статье в основном будет про стали.
В таблице — стали для ножа мы постарались собрать как можно больше информации по химеческому составу сталей использующихся в производстве ножей. Здесь есть практически все стали, от скромной кухонной нержавейки X50CrMoV15 до экзотических суперсталей типа Cowry X.
Но не стоит рассматривать эту таблицу как полноценный справочник. Дело в том что не все производители стали и не на все сплавы предоставляют такую информацию, а некоторые одинаковые марки стали выпускаются разными производителями, поэтому в разных источниках данные могут отличаться. Значения твёрдости приведённые здесь являются приблизительными. Они актуальны именно для стали ножей. Если сталь используется в другой сфере, закалить её могут на другую твёрдость.
Как известно, сталь — это сплав железа с углеродом. Всё остальное, что добавляется в сталь призвано улучшать её свойства и/или корректировать их в ту или иную сторону. Металлурги всего мира бьются чтобы сделать стали ещё лучше, от того и появляются сложные рецептуры и технологии. Борются они за прочность, твёрдость, износостойкость, жаростойкость и прочие радости. Давайте же разберем эти понятия подробнее.
Твёрдость — есть способность вещества сопротивлятся проникновению в него другого тела. То есть способность сопротивляться деформации и изменению формы. Для ножей актуальная методика это измерения по Роквеллу. Проверяется твёрдость путём вдавливания в вещество металлического или алмазного шарика, конуса. Измеряется в условных единицах обозначаемых HRC (или RC). Шкала прибора имеет разметку от 20 до 67 единиц. То есть если Вам хотят продать нож с твёрдостью лезвия, скажем, 75HRC, то это означает, что Вас пытаются обмануть. Твёрдость 60 единиц для ножа есть хорошо. Большинство же нормальных ножей имеют твердость в районе 55-60HRC.
Прочность — это способнось вещества сопротивляться разрушению (не деформироваться необратимо). Особо интересных цифр и букв на тему прочности нету. Производители ножей конкретными цифрами не балуют, только твердят фразы «Наш нож самый крепкий».
Износостойкость — то способность материала оказывать сопротивление изнашиванию (потере веса и формы) в условиях трения. Износостойкость зависит от твёрдости стали (при прочих равных более высокая твёрдость обеспечивает более высокую износостойкость) и от количества и типа карбидов в стали. Карбиды это соединения железа и других металлов с углеродом. Самые твёрдые карбиды, это карбиды ванадия, затем идут карбиды молибдена и вольфрама. Именно высоким содержанием ванадия объясняется чрезвычайная износостойкость сталей CPM S90V, CPM 10V и им подобных. Износостойкость стали практически напрямую влияет на способность ножа удерживать заточку, не тупиться.
Проза жизни такова, что невозможно получить сразу всё. Улучшение какого нибудь одного свойства стали как правило приводит к тому, что страдает другое. Твёрдость и прочность понятия тудносовместимые. Прочность и износостойкость тоже. Для максимальной наглядности приведу две таблицы. К сожалению таблицы составлены по разному, но общее представление способны дать.
Первая таблица демонстрирует соотношения прочности к износостойкости.
Вторая таблица распологает разные стали в координатах Твёрдость-Прочность.
Далее разберем влияние химических элементов, входящих в состав стали для ножа на ее свойста:
Углерод — главный элемент, определяющий свойства стали. Именно благодаря углероду сталь способна принимать закалку. От количества углерода зависит твёрдость и прочность стали для ножей, хотя он же повышает её(стали) склонность к коррозии. Относительно стали для ножей, нас интересуют стали с количеством Углерода не меньше 0.6%. Именно с этой отметки сталь может принимать закалку на нормальную твёрдость. Правда производители часто используют стали и с количеством углерода 0.4%-0.6%, как правило на недорогих простеньких ножах, на кухонных ножах.
Хром — следующий по распространённости в сталях элемент. Хром помогает сплаву сопротивляться коррозии и делает её нержавеющей. Официально сталь считается «нержавеющей» если хрома в ней не меньше 14%. Помимо своего главного свойства Хром негативно влияет на прочность стали.
Молибден — используется как легирующая добавка, повышающая жаропрочность и коррозионную стойкость стали. Молибден усиливает действие хрома в сплаве, улучшает прокаливаемость, делает состав более равномерным. По сути улучшает почти все свойства сплава. Молибден обязательный элемент в быстрорежущих сталях. Стали с добавкой молибдена используются для изготовления деталей работающих в агресивных средах и при высокой температуре. То есть в химической промышленности, в деталях реактивных двигателей. Нож из лопатки самолётной турбины уже стал притчей во языцах. Те стали, из применяемых в производстве ножей в составе которых в сколь нибудь значительных количествах есть этот элемент, зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Пример-сталь 154CM она же ATS-34 с содержанием молибдена 4% по идее она и предназначалась для тех самых лопаток турбин.
Ванадий — замечательный элемент, способный улучшать свойства многих сплавов. Улучшает прочность и значительно повышает износостойкость стали. Его добавляют во всё те же быстрорежущие и инструментальные стали. Для нас это означает, что сталь для ножа будет дольше держать заточку при резе картона, войлока, канатов и других подобных материалов. Но нож будет тяжелее точиться. Пример-стали CPM S30V, CPM S90V и ей подобные (с похожими названиями).
Вольфрам — металл с самой высокой температурой плавления из всех металлов. Используется во множестве всевозможных приборов и отраслей, от лампочек до ядерных реакторов. Волфрам, неотъемлемый элемент в составе быстрорежущих сталей. Помимо устойчивости к температурам, сталь для ножа получает свойства положительно влияющие на твёрдость и износостойкость.
Кобальт — ещё один металл с множеством применений, от корма для коров до космических кораблей. В некоторых количествах кобальт добавляется в быстрорежущие стали и твёрдые сплавы. Из сталей применяемых в ножах кобальт содержат стали VG-10 и N690 в количестве около 1.5%.
Азот — применяют в сталях как заменитель углерода и никеля. Азот повышает стойкость к коррозии и износостойкость стали для ножа. И позволяет стали с очень низким содержанием углерода принимать закалку. Например японская сталь Н1 в которой всего лишь 0.15% углерода, но 0.1% Азота позволяют закалять её на 58 HRC и делают её практически абсолютно нержавеющей.
Никель — так же повышает коррозионную стойкость стали и способен несколько повысить прочность. Много никеля присутствует во всё той же стали Н1.
Кремний — необходимый в производстве сталей элемент. Он удаляет из металла кислород. Ну и заодно способен несколько повысить прочность и коррозионную стойкость.
Сера — не есть полезный элемент, она снижает механические свойства стали и уменьшает её (стали) стойкость к коррозии. Поэтому серы в сталях обычно очень мало, лишь то, что не удалось удалить из стали в процессе её производства. Однако сера может быть добавлена чтобы повысить обрабатываемость каких-нибудь жутко износостойких сталей.
Фосфор — вредная примесь, в стали ему не место, а особенно в стали для ножа, ибо он повышает хрупкость и снижает механические свойства стали. Фосфор стараются удалить из стали.
Марганец — как полезный и нужный элемент применяется на стадии выплавки стали. Способен повышать твёрдость стали. Из сталей со значительным содержанием марганца делают всякие брутальные и монструозные вещи — рельсы, танки, сейфы.
Титан — может добавляться в сплавы для повышения прочности, стойкости к коррозии и температурам. В ножевых сталях как добавка впринципе не актуален ибо количества его там ничтожные.
Ниобий — повышает коррозионную стойкость и износостойкость стали. Ниобий в сталях (или стали с ниобием) жуткая экзотика, но его можно найти в сплаве CPM S110V.
Источник
steel-knife.ru
Классификация сталей, сплавов, Ферросплавов и чугунов. Марочник сталей и сплавов
НОВОЕ! Теперь можно сравнивать материалы прямо здесь:| Ферросплав Сталь конструкционная — все марки Сталь инструментальная — все марки Сталь для отливок — все марки Сталь, сплав жаропрочные — все марки Сталь, сплав коррозионно-стойкие — все марки Сталь специального назначения — все марки Сталь электротехническая — все марки Сплав прецизионный — все марки Чугун — все марки Порошковая металлургия Материалы для сварки и пайки | Алюминий, сплав алюминия — все марки Бронза — все марки Золото, сплав золота — все марки Латунь — все марки Магний, сплав магния — все марки Медь, сплав меди — все марки Никель, сплав никеля — все марки Олово, сплав олова — все марки Палладий, сплав палладия — все марки Платина, сплав платины — все марки Свинец, сплав свинца — все марки Серебро, сплав серебра — все марки Титан, сплав титана — все марки Цинк, сплав цинка — все марки Прочие металлы и сплавы |
Вы знаете классификацию материала ( быстрый просмотр ) : Ферросплав
Сталь конструкционная
Сталь инструментальная
Сталь для отливок
Сталь, сплав жаропрочные
Сталь, сплав коррозионно-стойкие
Сталь специального назначения
Сталь электротехническая
Сплав прецизионный
Чугун
Порошковая металлургия
Материалы для сварки и пайки Алюминий, сплав алюминия
Бронза
Золото, сплав золота
Латунь
Магний, сплав магния
Медь, сплав меди
Никель, сплав никеля
Олово, сплав олова
Палладий, сплав палладия
Платина, сплав платины
Свинец, сплав свинца
Серебро, сплав серебра
Титан, сплав титана
Цинк, сплав цинка
Прочие металлы и сплавыСталь конструкционная Сталь инструментальная Сталь для отливок Сталь, сплав жаропрочные Сталь, сплав коррозионно-стойкие Сталь специального назначения Сталь электротехническая Сплав прецизионный Порошковая металлургия Материалы для сварки и пайки Алюминий, сплав алюминия Золото, сплав золота Латунь (медно-цинковый сплав) Магний, сплав магния Медь, сплав меди Никель, сплав никеля Олово, сплав олова Палладий, сплав палладия Платина, сплав платины Свинец, сплав свинца Серебро, сплав серебра Титан, сплав титана Цинк, сплав цинка Прочие металлы и сплавы
Вверх
| Марочник стали и сплавов. К о н т а к т н а я и н ф о р м а ц и я © 2003 — 2018 Контент сайта защищен Авторским свидетельством № 7533 от 8.05.2003 г. При использовании информации сайта гиперссылка на «Марочник стали и сплавов » (splav-kharkov.com) обязательна Администрация сайта не несет ответственность за достоверность данных Раньше данный сайт располагался по адресу: splav.kharkov.com |
splav-kharkov.com
| 20Х13 08Х13 12Х13 | 12Х13,14Х17Н2 12Х13, 12Х18Н9Т, 20Х13 | Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах |
| 30Х13 40Х13 08Х18Т1 | 40Х13 30Х13 12Х17, 08Х17Т | Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость) |
| 14Х17Н2 | 20Х17Н2 | Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами |
| 95Х18 | - | Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа |
| 08Х17Т | 12Х17Т, 08Х18Т1 | Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже -20° С |
| 15Х25Т | 12Х18Н10Т | Аналогично стали 08Х17Т, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температуре от -20 до 400 ° С (15Х28 для спаев со стеклом) |
| 20Х13Н4Г9 10Х14АГ15 10Х14Г14Н3 | 10Х14Г14Н4Т | Заменитель сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9 для сварных конструкций |
| 09Х15Н8Ю 07Х16Н6 | - | Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю – для уксуснокислотных и солевых сред |
| 08Х17Н5МЗ | - | Для деталей, работающих в сернокислых средах |
| 20Х17Н2 | - | Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах |
| 10Х14Г14Н4Т | 20Х13Н4Г9 (08)12Х18Н10Т | Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196° С |
| 12Х17Г9АН4 15Х17АГ14 03Х16Н15МЗБ 03Х16Н15МЗ | - | Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12Х18Н9, 12Х18Н10Т) для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте |
| 15Х18Н12С4ТЮ | - | Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте |
| 08Х10Н20Т2 | - | Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде |
| 04Х18Н10 03Х18Н11 03Х18Н12 08Х18Н10 12Х18Н9 12Х18Н12Т 08Х18Н12Т 06Х18Н11 | - | Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах |
| 12Х18Н10Т 12Х18Н9Т 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ | - | Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80°С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты) |
termoteks.ru