Сталь 440 сравнение с

Химический состав стали 440 марки

Полоса стали 440С 250*30*4мм. Из представленной таблицы видно, что основным легирующим элементом сплава является хром, поэтому по химическому составу сталь 440 относится к классу хромистых.

Содержание других легирующих веществ – молибдена, марганца и кремния – не превышает 1% для каждого из элементов. Стандартом установлено и предельное количество фосфора и серы, являющихся для сталей вредными примесями.

По содержанию углерода сталь 440 классифицируется на 3 марки:

• 440А – низкоуглеродистая (0,65-0,75%);
• 440В – среднеуглеродистая (0,75-0,95%);
• 440С – высокоуглеродистая (0,95-1,20%).

Углерод

Процентный диапазон содержания этого элемента в составе стали достаточно узок. На практике влияние на эластичность материала оказывает изменение количества углерода на сотые доли процента. Прочность и твердость стали с увеличением концентрации элемента возрастают, при этом снижаются пластичность и обрабатываемость материала. Оптимальным значением содержания углерода является 1%, как у стали 440C.

Марганец

В процессе выплавки стали марганец обеспечивает защиту от окисления и предотвращает образование сульфидов, что улучшает условия закалки.

Содержание этого элемента в количестве 1% в сталях серии 400 гарантирует высокую стойкость к ударным и скручивающим нагрузкам.

Хром

Кристалы металла хрома.

Содержание хрома в нержавеющих сплавах составляет 12-28%. Элемент обеспечивает антикоррозионные свойства стали, а образующиеся при взаимодействии с углеродом карбиды увеличивают прокаливаемость и износостойкость. Для марки 440 его содержание – 16-18%.

Молибден и кремний

Как и хром, молибден влияет на коррозионную стойкость нержавеющих сплавов. Для различных типов и марок его содержание не превышает 6%. В стали 440 этот показатель составляет 1%, что гарантирует высокую прочность, износостойкость, прокаливаемость и предотвращает образование горячих трещин.

Кремний выполняет такую же роль в составе сталей, как и марганец: повышение стабильности сплава, обеспечение стойкости к трещинообразованию. Предельное содержание элемента в стали 440 – 1%.

Примеси фосфора и серы

В металлургии эти элементы считаются вредными техническими примесями. Повышенное содержание серы и фосфора негативно влияет на механические и антикоррозионные свойства сплавов, увеличивает их хрупкость. Предельное количество таких примесей в составе стали 440 – не более 0,03% и 0,04%.

Свойства порошковой стали

Процесс изготовления порошковой стали сводится к основным этапам: производство и смешивание порошков, уплотнение и спекание. У производителей могут отличаться особенности технологического процесса.

Ножи из такой стали стоят дороже. Качество готового изделия зависит от размера и распределения образующихся карбидов. Использование методики позволяет производителям получать высокотехнологичный сплав, увеличивать количество легированных элементов, повышать характеристики материала.

По порошковой технологии изготавливается большинство армейских и охотничьих ножей, т.к. в данных случаях необходима повышенная прочность в сочетании с антикоррозионными свойствами.

Лезвия из порошковой стали острее в сравнении с прототипами из цельного металла. Выдерживают перепады температур, устойчивы к деформации, поддаются шлифовке. Режущая кромка долго сохраняет остроту.

В домашних условиях порошковая сталь требует аккуратной заточки.

Сталь 440C: плюсы и минусы, характеристики, свойства

Родиной этой марки стали считается Америка, где после изобретения она стала активно использоваться для изготовления ножей. Европейцам эта сталь также пришлась по душе и долгое время находилась на пике популярности. И только совсем недавно ее потеснили новые марки, созданные на основе современных технологий. Тем не менее, 440C продолжает оставаться одной из наиболее востребованных ножевиками. Такая широкая известность появилась не на пустом месте, высокие технические характеристики сплава обусловливаются образующими его компонентами.

Химический состав

Американская инструментальная легированная нержавеющая сталь 440C относится к углеродистым хромистым. Это обусловлено высоким содержанием хрома и углерода, каждый из которых оказывает существенное влияние на свойства металла.

углерода достаточно значительное, поэтому 440С имеет повышенную прочность и твердость. Большое процентное содержание хрома позволяет получить сплав с хорошими антикоррозийными свойствами, а также увеличить износоустойчивость материала.

Легирующие компоненты, входящие в состав стали, улучшают ее свойства, придавая им новые оттенки

Например, наличие марганца особенно важно на этапе выплавки: он делает сплав еще более прочным и твердым. С ним «в паре» работает кремний, дополнительно наделяя сталь стабильностью и надежностью

Молибден в составе не превышает 1%, однако и этого достаточно, чтобы предотвращать хрупкость и ломкость, добавляя ему жесткости и стойкости к воздействию высоких температур.

Входящие в состав сера (S) и фосфор (Р) считаются вредными примесями, поэтому металлурги стараются максимально снизить их количество и постоянно контролировать процентное содержание

Это важно, потому что даже незначительное превышение (Р), улучшая прочностные качества, ведет в дальнейшем к повышению хрупкости. Микропревышение серы (S) снижает жаростойкость, что ухудшает качество стали

Свойства и характеристики

Физические свойства и характеристики, которые отличают 440C от других видов стали:

• твердость, которая имеет по Шкале Роквелла отличные показатели;
• прочность при воздействии внешних разрушающих факторов;
• устойчивость к коррозийным процессам;
• экологически безопасный сплав, не имеющий вредных и ядовитых компонентов, что дает возможность использовать его для изготовления кухонных ножей.

Достоинства и недостатки

Как и любой металл, сталь 440C для ножей имеет свои плюсы и минусы. Ее широкое применение обусловлено прекрасными эксплуатационными качествами, которые проявляются в готовом изделии. Ножи 440C отличаются:

Что касается минусов, которые неизбежны для любого материала, то у стали 440C выделяют следующие недостатки:

необходимость постоянного ухода после окончания работы, особенно – во влажной или химически активной среде: в противном случае на клинке могут появиться ржавые пятна и потемнения;
повышенная осторожность в использовании, в связи с очень острой заточкой лезвия, которая сохраняется долгое время;
повышенные показатели твердости снижают так важную для изделий гибкость и пластичность: если поверхность клинка неоднократно испытывает значительные нагрузки, он может сломаться.

Применение стали

Хотя сегодня 440С частично уступает современным высокотехнологичным сплавам, она продолжает соответствовать требованиям для изделий бытового назначения.

https://www.youtube.com/watch?v=ePynETAFabk

Сталь 440C – отличный материал для изготовления ножей, о чем свидетельствуют многочисленные отзывы мастеров и покупателей. Из нее производятся изделия следующих категорий:

• кухонные, предназначенные для разделки всех видов свежих пищевых продуктов, замороженных полуфабрикатов;
• для туристов, охотников, рыбаков: ими можно разрезать леску, резину, разделывать небольших животных, резать кожу и мясо, потрошить рыбу, открывать банки с консервами и другие действия, требующие высокого качества от стали ножа.

Не менее широко для производства ножей различного назначения используются аналоги 440С. К ним относятся углеродистые высоколегированные стали AUS-6, AUS-8, AUS-10, являющиеся и использующиеся для производства режущего инструмента разного назначения, в том числе – хирургического, а также клинков для холодного оружия.

Термообработка

К сожалению, металл — это такой материал, все достоинства которого очень легко потерять путем простого несоблюдения норм термической обработки. В результате некачественной закалки или последующего отпуска изделие может покрыться трещинами, деформироваться, стать излишнее хрупким, а в некоторых случаях еще и стать излишне мягким и пластичным. Чтобы этого избежать, нужно как минимум знать критические температурные точки для проведения ковки, закалки. Для стали 440 и основных ее производных описание техпроцессов следующее:

• Отжиг сталей проводиться при температуре 870-900 °С.
• Ковочный коридор начинается на отметке 1000­ °С и заканчивается при 1200 °С.
• После ковки следует провести нагрев до ковочной температуры, а затем медленно остудить заготовку вместе с печью или на открытом воздухе.
• Закалять изделие следует при температуре 1020 °С в разогретом масле.
• Далее следует провести отпуск при температуре 250 °С на протяжении часа.
• Итоговая твердость изделия (при условии соблюдения всех вышеописанных условий) колеблется от 58 до 60 единиц по шкале Роквелла.

Система обозначений AISI

Углеродистые и легированные стали. В системе обозначений AISI углеродистые и легированные стали, как правило, обозначаются с помощью четырех цифр. Первые две цифры обозначают номер группы сталей (табл. 7), а две последние – среднее содержание углерода в стали, умноженное на 100.

Так сталь 1045 относится к группе 10ХХ качественных конструкционных сталей (нересульфинированных с содержанием Mn менее 1%) и содержит углерода около 0,45%.

Сталь 4032 является легированной (группа 40ХХ), со средним содержанием 0,32% С и 0,2 или 0,25% Mo (реальный состав стали 4032: 0,30–0,35% С, 0,2–0,3% Mo).

Сталь 8625 также является легированной (группа 86ХХ) со средним содержанием: 0,25% С (реальные значения 0,23–0,28 %), 0,55% Ni (0,40–0,70%), 0,50% Cr (0,4–0,6%), 0,20% Mo (0,15– 0,25%).

Помимо четырех цифр в наименованиях сталей могут встречаться также и буквы. При этом буквы B и L, означающие, что сталь легирована соответственно бором (0,0005–0,03%) или свинцом (0,15–0,35%), ставятся между второй и третьей цифрой ее обозначения, например: 51B60 или 15L48. Буквы M и E ставят впереди наименования стали, это означает, что сталь предназначена для производства неответственного сортового проката (буква M) или выплавлена в электропечи (буква E). И наконец, в конце наименования стали может присутствовать буква H, означающая, что характерным признаком данной стали является прокаливаемость.

Таблица 7. Обозначения углеродистых и легированных сталей в системе AISI

Коррозионно-стойкие стали. Обозначения стандартных коррозионно-стойких сталей по AISI включают в себя три цифры и следующие за ними в ряде случаев одну, две или более буквы. Первая цифра обозначения определяет класс стали. Так обозначения аустенитных коррозионно-стойких сталей начинаются с цифр 2ХХ и 3ХХ, в то время как ферритные и мартенситные стали определяются в классе 4ХХ. При этом последние две цифры, в отличие от углеродистых и легированных сталей, никак не связаны с химическим составом, а просто определяют порядковый номер стали в группе. Значения букв, следующих за цифрами, даны в табл. 8.

Таблица 8. Дополнительные буквы и цифры, используемые для обозначения коррозионно-стойких сталей по AISI и UNS

Приведем примеры.

Сталь 304 относится к аустенитному классу, содержание углерода в ней < 0,08%. В то же время в стали 304 L углерода не более 0,03%, а в стали 304 H – 0,04–0,10 %. Указанная сталь, кроме того, может быть легирована азотом (тогда ее наименование будет 304 N) или медью (304 Cu).

В стали 410, относящейся к мартенситоферритному классу, содержание углерода < 0,15%, а в стали 410 S – углерода < 0,08%.

В стали 430 F в отличие от стали 430 повышенное содержание серы и фосфора, а в сталь 430 F Se добавлен еще и селен.

Что влияет на характеристики сплава

Окончательная характеристика любой стали зависит от двух основных параметров:

• химического состава;
• термомеханической обработки.

Первое является перечнем различных легирующих элементов, которые позволяют в сумме добиваться параметров, неприсущих отдельно взятой добавке.

Термомеханическая обработка металлов заключается в изменении межатомных расстояний посредством механического воздействия под температурой и закалке, которая непосредственно влияет на прочность и твёрдость стали.

Химический состав

По сути, 420 является базовой маркой хромистых металлов, потому что её состав включает в себя минимальное регламентированное число элементов, влияющих на свойства стали:

• марганец – 0,8%;
• углерод – 0,15%;
• кремний – 0,8%;
• хром – 0,13-0,17%.

В модифицированных версиях этого сплава применяются и другие добавки, которые необязательны к регламентированию из-за очень низкого допустимого содержания (сотые и тысячные доли).

Клинок из стали 420.

Как элементы влияют на структуру

В зависимости от процентной концентрации каждого элемента структура будет видоизменяться, как и её рабочие свойства, которые являются результатом взаимодействия легирующих добавок:

1. Базовую роль играет кристаллическая решётка, которая в этом случае образована базовым компонентом (Fe – железо) и её изменение в сочетании с определёнными химическими элементами.
2. Следующий момент – это взаимодействие веществ на уровне молекул: образование новых карбидов и различных второстепенных соединений, а также их месторасположение в кристаллической решётке.
3. Последнее – это сегрегация, то есть способность атомов изменяться под воздействием высоких температур, образовывая новые связи и тем самым влияя на конечные свойства.

Характеристики любой стали регулируются такими основными параметрами:

• прочность;
• пластичность;
• вязкость;
• устойчивость к коррозионным воздействиям;
• электропроводимость;
• закаливаемость;
• свариваемость.

Изделия из стали AISI 420 получают мартенситным методом.

Максимальное воздействие на каждый параметр оказывают легирующие компоненты. В основе таких процессов лежит способность кристаллической решётки изменять свою структуру, так, любое её искажение вне зависимости от применяемого вещества приводит к увеличению показателя прочности:

• углерод – его атомы в два раза меньше атомов железа, за счёт чего они легко помещаются между вторыми, образуя карбиды, что искажает решётку. Чем больше его содержание в составе, тем сталь прочнее, но при этом она становится более хрупкой;
• хром – при содержании в пределах 13-17% придаёт сплаву стойкость к ржавлению и несколько увеличивает прочность. Объясняется это уникальным свойством образовывать оксидную плёнку на соседних молекулах, которые по размеру равны молекуле хрома. На поверхности такая плёнка создаёт прочный щит, через который не могут проникать атомы кислорода, что исключает коррозию следующих слоёв;
• кремний – применяется как технологическая добавка для удаления остаточного кислорода при выплавке. Он не образует карбиды, однако сдвигает их в сторону границ зерна, что делает структуру более однородной;
• марганец – наиболее эффективен при использовании его с кремнием в пропорциях 1:1. В таком случае марганец обеспечивает стабильность легирующего сплава, исключая смещение ядер, благодаря чему получается плотная и однородная кристаллическая решётка.

Назначение легирующих компонентов

Термин «легирование» означает «связывание» и «соединение». Введение в расплавы легирующих элементов приводит к их растворению в составе железа и образованию карбидов, интерметаллических соединений или несвязанных включений. Правильный выбор компонентов и их количества дает возможность изменять структуру и получать сплав различных свойств и характеристик.

Для коррозионно-стойких сталей, в т.ч. AISI 440, основным легирующим элементом является хром. В структуре железа он образует твердый раствор или карбиды. При введении в расплав более 12,5% этого металла на поверхности остывающего материала образуется прочная защитная оксидная пленка Cr2O3.

Аналогично взаимодействует с расплавом стали 440 молибден. Кроме этого, он способен образовывать в железе мелкозернистую структуру, обеспечивающую сплаву высокую прочность и твердость.

Ножи серии Ganzo G7321.

Функцией марганца и кремния в качестве легирующих элементов является раскисление стали – связывание растворенного кислорода за счет образования окислов, что оказывает влияние на повышение прочностных качеств, пластичности и прокаливаемости стали.

Особенности состава

Известно, что основной легирующей добавкой, придающей стали твердость, является углерод. Именно разницей в содержании этого химического элемента в составе стали 440-й серии и отличаются друг от друга. В остальном состав примесей идентичен, что свидетельствует о его хорошей сбалансированности. Таким образом, состав всех трех сталей выглядит следующим образом:

• Углерод — 0,70 % (440А); 0,850 % (440В); 1,1 % (440С) — содержание углерода в стали в целом достаточное, чтобы придать сплаву твердости, примерно сопоставимой с инструментальными сталями, применяемыми для изготовления режущего инструмента высокой прочности. К сожалению, это негативно отразилось на пластичности и ударной вязкости.
• Хром — 171 % — учитывая значительное содержание в составе, многократно увеличивает стойкость сплава к высоким температурам, прочность и устойчивость к истиранию. Также дополнительным плюсом является то, что хром образует на поверхности изделия пленку из оксидов, которая препятствует появлению ржавчины.
• Молибден — 0,75 % — несмотря на относительно малое содержание, он значительно облегчает процесс закалки и отпуска, так как препятствует образованию различного рода дефектов при термообработке и при дальнейшей эксплуатации изделия.
• Марганец — 1 % — положительно сказывается на прочности стали, ее устойчивости к нагреву, однако снижает устойчивость к ударным нагрузкам.
• Кремний — 1 % — природный раскислитель, поэтому выступает некоторым уравнителем в отношении прочностных характеристик стали, так как повышает ее пластичность, но снижает и без того излишнюю твердость.
• Сера — 0,03 % — увы, неизбежная примесь, образующаяся при промышленном литье металлов и сплавов, приносящая в структуру стали множество внутренних дефектов, негативно сказывающихся на качестве получаемого изделия. Но не стоит переживать — при таком незначительном содержании влияние добавки на сталь незначительно.
• Фосфор — 0,04 % — неизбежный спутник вышеописанной примеси с примерно сходным набором пагубных воздействий. Как видно, состав сплава подобран максимально грамотно, что позволило сократить список входящих в его состав примесей и дать в полной мере раскрыться уже имеющимся.

Химический состав

Американская инструментальная легированная нержавеющая сталь 440C относится к углеродистым хромистым. Это обусловлено высоким содержанием хрома и углерода, каждый из которых оказывает существенное влияние на свойства металла.

Содержание углерода достаточно значительное, поэтому 440С имеет повышенную прочность и твердость. Большое процентное содержание хрома позволяет получить сплав с хорошими антикоррозийными свойствами, а также увеличить износоустойчивость материала.

Легирующие компоненты, входящие в состав стали, улучшают ее свойства, придавая им новые оттенки

Например, наличие марганца особенно важно на этапе выплавки: он делает сплав еще более прочным и твердым. С ним «в паре» работает кремний, дополнительно наделяя сталь стабильностью и надежностью

Молибден в составе не превышает 1%, однако и этого достаточно, чтобы предотвращать хрупкость и ломкость, добавляя ему жесткости и стойкости к воздействию высоких температур.

Входящие в состав сера (S) и фосфор (Р) считаются вредными примесями, поэтому металлурги стараются максимально снизить их количество и постоянно контролировать процентное содержание

Это важно, потому что даже незначительное превышение (Р), улучшая прочностные качества, ведет в дальнейшем к повышению хрупкости. Микропревышение серы (S) снижает жаростойкость, что ухудшает качество стали

Какая сталь лучше для ножа: 420 или 440?

Металл в AISI 420 и 440 переживает мартенситное превращение, в результате которого кристаллическая решетка металла имеют неравновесную тетрагональную форму, которая обеспечивает мартенситной заготовке высокую прочность, твердость. Необходимое содержание углерода от 0,5% и выше, хрома — 12 — 13%.

Кроме того, используются такие легирующие добавки как вольфрам, медь, никель, ванадий.

Ее российский аналог – сталь 40Х13. Это коррозионностойкая, жаропрочная, недорогая сталь, которая идет на производство недорогих бытовых ножей. По сравнению с инструментальными она достаточно мягкая, поэтому срез быстро тупится, но заточить его можно в домашних условиях. Чтобы компенсировать мягкость металла, клинок из 420 делают толще, из-за чего он выходить более тяжелым.

Главное преимущество 420 стали – абсолютная устойчивость к коррозии, поэтому она широко используется для кухонных и спортивных ножей для дайверов. Качество материала сильно зависит от страны-производителя: низкое качество AISI 420 из Китая и Индии здорово подпортили репутацию этой марки среди производителей ножей. В то время как производства Германии, Финляндии и Японии предлагают отличное качество. За соответствующую цену.

420J2

Усовершенствованный вариант японского производства с большим содержанием углерода, легирующих добавок, за счет чего у этой марки более высокая прочность при сохранении гибкости, коррозионной стойкости. Содержание углерода – 0,4 – 0,5%, добавлен молибден – 0,6%. В результате получилась отличная ножевая сталь.

Эта сталь отличается от 420 более высоким содержанием хрома – до 18%, углерода – от 0,75 до 1,2%. На рынке можно встретить три основные разновидности, у каждой есть свои плюсы и минусы:

Гибкая, прочная, коррозионностойкая сталь, самая дешевая из 440, т.к. самая мягкая из трех разновидностей – твердость Роквеллу 55-57 HRC. Также, как и 420, используется для кухонных, туристических ножей, т.к. не ржавеет, легко точится.

Для производства ножей практически не используется.

Популярная ножевая марка стали из-за своей высокой твердости и прочности – HRC 58-60, но и самая дорогая. Наименее коррозионностойкая из всех 440, поэтому ножи из нее стоит беречь от влаги. Долгое время считалась лучшей для производства, но и сегодня уважаема среди производителей из-за характеристик. Аналоги – российская 95Х18, японская AUS10.

Источник

О нержавеющей стали

«Нержавейка» является углеродистой сталью, в состав которой с целью предотвратить коррозионные процессы, добавляют хром (не менее 13%) и другие присадочные элементы, благодаря которым производительность стали возрастает, но ухудшается вязкость. Из данной категории можно выделить следующие ножевые марки стали:

• 440С имеет прочную кристаллическую структуру и высокое содержание хрома. Благодаря своим характеристикам 440С очень популярна среди производителей ножей. Сталь с твердостью 59 ед. эффективно противостоит внешним механическим факторам. В отличие от стали 1095, 440С менее хрупкая и более износостойкая. Ввиду того, что 440С не ржавеет, ножи, изготавливаемые из нее, наиболее востребованы среди рыбаков и аквалангистов. Преимущественно из 440С изготавливают «складники». Несмотря на то, что 440С не подвержена коррозии, она имеет слабую устойчивость к агрессивным веществам (солям, кислотам), а потому клинки после эксплуатации рекомендуется хорошенько мыть и вытирать насухо. В России аналогом 440С считается сталь 95Х18, в Японии – Sus 440C.
• 154СМ (США) считается улучшенной нержавеющей сталью, в которую добавляют молибден. В отличие от 440С клинок из 154СМ легче заточить и он дольше держит остроту кромки. Кроме того, путем двухэтапной закалки показатель твердости удалось увеличить до 60 HRC. Сплав обладает достаточной гибкостью, чтобы не ломаться под воздействием внешних и внутренних нагрузок. Если за ножом правильно ухаживать, его эксплуатационный ресурс будет увеличен на годы. Сплав идеально подойдет для изготовления ножей EDS. Судя по отзывам владельцев, такие клинки нежелательно долго держать в воде. В противном случае они могут покрыться ржавчиной. Подобные свойства присущи японской стали ATS-34. Как утверждают специалисты, американская сталь является более доступной.
• АУС-8. Производство этого высоколегированного сплава повышенной твердости (60 HRC) осуществляется в Японии. Состав стали представлен углеродом, кремнием, марганцем, молибденом, хромом и серой. Сталь используется для изготовления ножей, скальпелей, топоров и мачете. Клинки легко шлифовать и полировать, острота режущей кромки держится в течение трех месяцев. Однако, если подержать лезвие более семи дней в воде, то оно может покрыться ржавчиной. В России аналогом АУС-8 является сталь 95Х18.
• VG-10. Еще одна японская ножевая сталь. Обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью. Термообработка состоит из последующих этапов: отжига, ковки, закалки и отпуска. После ТО твердость VG-10 составляет 61 HRC. Преимущественно ножами из данной стали класса Премиум пользуются туристы и скалолазы. Единственный недостаток ножа заключается в его высокой стоимости. Прямых аналогов VG-10 не существует.
• CPM S30V. Эта порошковая высокоуглеродистая сталь является разработкой американских специалистов. На ножевом рынке с 2001-го года. В данной марке стали отлично сочетаются коррозионная устойчивость, ударная вязкость, износостойкость и высокая прочность. Термическая обработка обеспечивает CPM S30V твердостью от 58 до 61 HRC. Химический состав представлен углеродом (1,45%), хромом (14%), ванадием (4%) и молибденом (2%). Как утверждают специалисты, у ножей из S30V прочность на излом в четыре раза выше, чем у стали 440С и в три с половиной – марки 154СМ. Ближайшие аналоги S30V: СРМ М4 и S35VN.