Все свойства, за которые так ценится сталь Р12М, известная как быстрорез, возникают в результате взаимодействия легирующих компонентов, которые вводятся в состав сплава во время его производства. К числу этих компонентов относятся:
ТОП ножевых сталей
Если вы когда-либо задумывались о том, какие стали для ножей самые лучшие, то этот текст именно для вас. Если термины, такие как 154CM и 20CV, звучат для вас как совершенно инопланетные, если наименование компаний, например, Crucible, больше ассоциируется с названием фильма или игры, а Бёлер Удденхольм вызывает недоумение, вы зашли по нужному адресу. Имеющийся ниже материал поможет вам глубже разобраться в этом вопросе!
- Эта статья создана и переведена с портала BladeHQ. Несмотря на свою объемность и сложность, материал был адаптирован специально для сайта KNIVES&EDC, чтобы предоставить пользователям русскоязычного пространства возможность легко усваивать информацию и, что немаловажно, принимать обоснованные решения в выборе сталей для ножей!
Хотя переработанный материал не отличается сложностью, он весьма объемен. Поэтому вы можете поделиться этой статьей в своих социальных сетях или сохранить её в закладки; уверен, вы еще не раз вернетесь к этим сведениям в будущем. Нужные кнопки для этого расположены внизу данной статьи.
Не хватает времени на изучение графиков? Нож нужен как можно скорее? Тогда просто нажмите на любую марку стали и выберите нож. Каждая из них подойдет для выполнения всего спектра задач, которые могут встать перед вами, и вы точно не прогадаете с выбором.
ФАКТОРЫ (КРИТЕРИИ) ВЫБОРА СТАЛИ
Перед тем как погружаться в изучение графиков, важно разобраться в основных физических свойствах сталей, которые имеют первостепенное значение для ножевых изделий. Безусловно, главный функциональный элемент ножа — это его клинок, который должен хорошо резать. Однако его способность сохранять остроту в течение времени и качество реза зависят именно от этих факторов. Например, если клинок обладает превосходным удержанием остроты, он сможет эффективно выполнять свои функции даже после 1-2 месяцев активной эксплуатации. Это можно будет наглядно увидеть на графиках, особенно если сравнить премиум стали с более обычными вариантами. Для полевых ножей, особенно с фиксированными клинками, важнейшим критерий является прочность, так как ножи подвергаются значительным нагрузкам. Сопротивление коррозии становится весьма актуальным для тех, кто увлекается рыбалкой или проживает в районах с высокой влажностью. Параметр легкости заточки также имеет большое значение: сталь может оказаться мягче, но это дает возможность легко подправить или заточить клинок в условиях полевых активностей.
- Удержание остроты — этот параметр говорит о том, насколько долго ваш нож сможет оставаться острым. Не имеет значения, открываете ли вы коробки или рубите дрова — все мы согласны, что никто не любит пользоваться тупыми ножами!
- Прочность — чем выше показатель прочности, тем бо́льшие нагрузки сможет вынести ваш нож, включая выламывание, излом, строгание, рубку и колку. В общем, речь идет о ситуации с жесткой и не всегда аккуратной эксплуатацией.
- Сопротивление коррозии — если вы планируете отдых или работу вблизи воды, или часто используете нож для нарезки кислых продуктов, вам необходима сталь с высокой устойчивостью к коррозии. Существуют стали, которые легко сопротивляются окислению. Если вы забудете сполоснуть или вытереть такой нож, то это не создаст для вас серьезной проблемы, в отличие от ножей из углеродистой стали.
- Простота заточки — важный параметр, влияющий на то, насколько быстро и легко вы сможете вернуть ножу его остроту. Возможность заточки ножа в полевых условиях за считанные минуты окажется важным преимуществом. Важно, однако, учитывать, что такие ножи могут иметь меньшие показатели удержания остроты.
Также стоит отметить несколько важных моментов:
- Термическая обработка клинка (ТО) — этот процесс крайне значим. Правильная термообработка обеспечит оптимальное соотношение всех указанных выше факторов для каждого типа стали. Тем не менее, высокая твердость стали может улучшить удержание остроты, однако это иногда может повредить прочности.
- Геометрия клинка — данная тема обширная, но если говорить просто, то чем тоньше клинок и чем меньше его сведение, а также чем выше углы спусков клинка, тем более эффективно он будет резать. В противном случае нож будет менее резучим, но при этом гораздо более прочным.
- Заточка — создать острие можно для любого ножа, однако будет ли он выполнять свои функции? Главным критерием заточки является угол режущей кромки. Чем меньше этот угол (например, 30°), тем лучше будет рез, в то время как более тупой угол (например, 60°) приведет к заметному ухудшению качества реза. Однако нож с углом в 60° будет более устойчив к выкрашиванию. Оба типа клинков, при этом, могут быть эквивалентно острыми и без труда строгать волос на весу, но качество реза и долговечность будут существенно различаться.
- Цель приобретения ножа — универсальной или идеальной стали просто не существует. Стальные сплавы с высокой твердостью хорошо режут и сохраняют остроту длительное время, но они могут оказаться непригодными для рубки дерева в лесу. В то же время, высокоуглеродистые стали продемонстрируют оптимальное сочетание качества реза и прочности, но будут менее эффективны в условиях высокой влажности.
Итак, рекомендуем сравнивать графики и выбирать нож, который будет максимально соответствовать вашим требованиям!
Состав и расшифровка
Антикоррозийные свойства и механическая устойчивость стали X30Cr13 зависят от легирующих добавок и особенностей термической обработки, которые происходят в процессе сталелитейного производства. Даже при нагреве до высоких температур, жаропрочный металл сохраняет свою способность противостоять окислению. Изделия и ёмкости из закаленной жаропрочной стали успешно выдерживают агрессивные воздействия.
Состав стали X30Cr13 характеризуется соотношением основных компонентов (около 0,4-0,6% углерода и 13% хрома), что относит данную марку к среднеуглеродистым металлам с высоким уровнем легирования. Корректирующими добавками служат марганец, фосфор, кремний и другие элементы, каждый из которых обладает уникальными свойствами.
Углерод представляет собой ключевой компонент, необходимый для производства стальных сплавов, так как соединяясь с железом, он образует атомы цементита F3C. Однако, при повышении содержание углерода, металл становится более твердым, но также склонным к нежелательной хрупкости, что может проявляться во время термической обработки при закалке стальных изделий.
Чтобы избежать возникновения закалочных дефектов и повысить технологичность металла в процессе обработки, нужно добавлять в сплав дополнительные модифицирующие компоненты, которые делают металл более пластичным и обеспечивают его устойчивость к температурным перепадам.
Хром, будучи вторым по значимости элементом после углерода в легированной стали, способствует быстрому восстановлению железа, что подвергается окислению. Таким образом, хром выступает защитником от коррозии и разрушающего воздействия.
Кремний служит полезной добавкой, которая снижает риск возникновения окислительных процессов в металлическом полотне. В дополнение, кремний, взаимодействуя с железом, препятствует соединению последнего с фосфором во время закалки, что в свою очередь предотвращает образование трещин. Марганец помогает уменьшить содержание серных соединений, что, в свою очередь, увеличивает вязкость стали и её устойчивость к ударным нагрузкам.
Никель делает сплавы более мягкими, но в малом количестве он также увеличивает вязкость и антикоррозионные свойства. Ванадий, соединяясь с углеродом, усиливает прочность стали и её износостойкость. Кобальт включается в состав высокопрочных сталей для улучшения взаимодействия с другими элементами, а также позволяет использовать максимальные температуры при обработке материала.
Такой сложный состав сплава позволяет использовать сталь марки X30Cr13 для производства различного рода приборов и инструментов, применяемых в различных отраслях экономики.
Характеристики и свойства
Износостойкость этого материала обеспечивается высокой степенью предела текучести, а ударная вязкость, тугоплавкость и устойчивость к окислению гарантируют стабильность свойств металла на протяжении длительного времени.
При изучении химических и физических характеристик стали X30Cr13, эксперты в металлургической сфере отмечают её превосходство перед многими аналогами. Подобные показатели по твердости и износостойкости демонстрируют американская сталь 420 и японская SUS420J2. Наилучшими российскими аналогами являются 1-14, 1-18, 20X13, 2X13 и прочие.
Технологические свойства
Антикоррозионные характеристики стали достигаются благодаря сложному технологическому процессу, включающему специальную закалку. В процессе закалки происходит полное растворение карбида, что приводит к образованию антикоррозионной защиты. Потеря стойкости к коррозии во многом обусловлена низким содержанием хрома в карбиде или понижением температуры плавления до 600°C. При правильном проведении технологического процесса подобные явления не должны наблюдаться.
Плавка стали осуществляется в печах открытого типа или индукционных кузницах.
Температура плавления колеблется от 850 до 1100°C. Такие температуры вполне достаточны для полного деформирования стали. Чтобы избежать образования трещин в процессе производства, предусмотрены режимы нагрева и охлаждения, которые осуществляются попеременно.
На изображении: расплавленная сталь 40Х13.
Термообработка
При наличии высоких количеств хрома сталь 40Х13 требуется калить при высоких температурах, и такая термообработка должна проходить с высокой точностью.
Правильная закалка обеспечит высокий уровень твердости (58HRC), но это может сказаться на её пластичности. Считается, что твердость стали 40Х13 должна находиться в диапазоне от 53 до 56 HRC. Показатели, превышающие этот лимит, являются либо неверными, либо указывают на нарушения в технологии закалки. Если этот процесс нарушается, сталь может стать слишком хрупкой.
Характеристики
Сталь VG-10 является традицией среди японских производителей ножей, наряду с некоторыми американскими брендами. Производители учитывают как плюсы, так и минусы этого материала.
Плюсы
Рассмотрим, прежде всего, положительные стороны данной стали:
- высокие прочностные характеристики, что позволяет сохранять резкие свойства на длительное время;
- твёрдость, которую обеспечивает присутствие дорогого легирующего элемента — кобальта;
- высокая износостойкость;
Важно отметить, что указанные характеристики актуальны для VG-10 только после многослойной термической обработки: отжиг, ковка, закалка и отпуск. Работанная таким образом сталь приобретает как прочность, так и долговечность.
Минусы
К сожалению, универсально идеальных сплавов не существует. Теперь обращаем внимание на недостатки:
высокая стоимость ножей — даже качественные варианты VG-10 могут оказаться недоступными для многих покупателей;
сложный процесс заточки — наличие Cr и Mo в сплаве создает высокую вязкость. Это обеспечивает отличную сохранность режущей кромки и даже эффект самозаточки, особенно при работе с твердыми и скользкими材料ами. Примером такого эффекта служит резьба ножом по дереву. Но стоит отметить, что процесс заточки лезвия потребует значительных усилий;
VG-10 капризен в ковке — такая операция необходима для достижения оптимальных свойств.
Важно соблюдать температурный режим во время обработки, иначе содержание углерода в стали может снизиться, и заготовка станет непригодной для использования.
На изображении: японский нож для суши и ролов, клинок выполнен из стали VG-10.
Аналоги
По характеристикам и составу, ближайшим аналогом стали 3Cr13 является сталь 30Х13 российской разработки. Она используется для производства режущего и мерительного инструмента, пружин, а также предметов домашнего быта, подшипников, деталей компрессоров и других изделий, работающих при температурах до 400-450 градусов Цельсия и в слабоагрессивных средах. Не кажется ли вам, что данное описание очень похоже на характеристики китайского производителя? Учитывая, что цена на эти два материала практически идентична, можно говорить о их схожести без каких-либо сомнений.
Нож из стали 30Х13.
Другие аналоги:
- 420 (американского производства);
- X30Cr13 (немецкого производства).
Отзывы
Андрей, 34 года, Волгоград:
Приношу извинения за возможные ошибки, но данный отзыв – это мой крик души. У меня есть ножичек из 3Cr13, и он мягковат, хотя заявленная твердость составляет 57 единиц. Режущие качества оставляют желать лучшего, ощущение, что с этим сплавом что-то не так, как и с другими китайскими сталями, которые пытают закалить до предела.
Китайцы могут заявить на клинке что угодно, но это необходимо проверять, анализируя состав и свойства в сравнении с известными брендами. Конечно, могут использовать оригинальные стали, а могут и состряпать свои копии. Страна, как Китай, не дает однозначного ответа. После работы с этим металлом у меня остался неприятный осадок.
Максим, 26 лет, Луцк:
Уже полгода пользуюсь ножом из 3Cr13. На протяжении этого времени не могу понять, почему все говорят, что эта сталь неудачна и мягкая. Может, судьба мне улыбнулась, или мне попался нижний экземпляр, но использую нож в быту и не испытываю никаких нареканий. Заточка требуется довольно часто, но качество реза отличное, а ржавчина не появляется. За свои деньги это очень хорошая сталь для ножа!
Всем привет! Сегодня у меня на обзоре набор кухонных ножей в подарочной упаковке. Скриншот заказа: посылка дошла за три недели. Коробка с ножами, помимо обычного черного почтового пакета, была упакована в лист вспененного полиэтилена, что, к сожалению, не уберегло её от небольшого вмятин по углам.
Химический состав стали
Химический состав стали X30Cr13 прямо влияет на эксплуатационные характеристики изготовленных из неё изделий. Также немалую роль играют легирующие элементы. В этом сплаве их более чем достаточно для получения качественных изделий. Подробный химический состав представлен в таблице ниже:
| C,% | Cr,% | Mn,% | Ni,% | P,% | Si,% | S,% |
| 0,26-0,35 | 12,0-14,0 | 1,0 | 0,6 | 0,04 | 1,0 | 0,03 |
Высокий уровень хрома вывел состав на уровень нержавеющих сталей. Кремний положительно влияет на процессы закалки. Металл не подвергается растрескиванию и эффективно контролирует концентрацию серных соединений.
Никель придает стали X30Cr13 определенную мягкость, что обязательно сказывается на возможности заточки готовых изделий. Этот элемент помогает хрому активно противостоять коррозии и слабым агрессивным растворам.
| Химические элементы и их значение в составе стали для ножей: | |
| Углерод (C) | Без достаточного количества углерода очень сложно достичь нужной твердости. Это самый ключевой элемент в стали, так как он увеличивает прочность сплава. |
| Хром (Cr) | Обеспечивает материалу повышенные антикоррозийные характеристики. Карбиды хрома увеличивают износостойкость и прокаливаемость. Высокое содержание хрома в сплаве может повлиять на его хрупкость. |
| Марганец (Mn) | Увеличивает износостойкость и прочность. Его наличие положительно сказывается на зерновой структуре сплава, а также способствует хорошей прокаливаемости. |
| Молибден (Mo) | Предотвращает ломкость стали, ассистируя в сохранении прочности при повышенных температурах. Также увеличивает сопротивление коррозии, прочность и ударную вязкость. |
| Кремний (Si) | Увеличивает прочность и износостойкость стали, как и марганец, он делает материал более стабильным и надежным. |
| Ванадий (V) | Упрощает структуру карбидов, тем самым увеличивая устойчивость к износу, живучесть и прокаливаемость. |
| Никель (Ni) | Увеличивает устойчивость к коррозии и предотвращает старение стали. Увеличивает прочность сплава. |
| Ниобий (Nb) | Лучшая добавка для формировки карбидов, обеспечивающая коррозионную стойкость, пластичность и износостойкость. |
| Вольфрам (W) | Увеличивает износостойкость стали, повышая её устойчивость при закалке и стойкость к высоким температурам. |
| Кобальт (Co) | Усиливает действия остальных отдельных элементов в более сложных сплавах. Увеличивает прочность и твердость. |
| Сера (S) | Поскольку это нежелательная примесь, серы могут приводить к образованию трещин. Обычно содержание серы в высококачественной стали строго ограничено. Наличие сульфидов недопустимо для критически ответственных деталей. |
| Фосфор (P) | Увеличивает структуру сплава, ухудшая его пластические свойства, вызывая явление хладноломкости. В сталях допускается содержание фосфора только в очень ограниченных количествах. |
Характеристики стали X30Cr13
Относительно небольшое содержание углерода в данной стали не позволяет достигать высшей твердости. Тем не менее, показатель в диапазоне 54-56 HRC достаточно для большинства клинков, которые могут использоваться в самых разных отраслях и областях.
Нержавеющая сталь X30Cr13 мартенситного класса производится в Германии. Изделия, изготовленные из этого сплава, превосходно сопротивляются коррозионным процессам. Кроме того, готовая продукция устойчива к слабым кислотам и щелочам, что делает ее универсальной.
Полировка делает возможным достижение устойчивого слоя оксида хрома на поверхности клинка. Этот слой служит защитой, предотвращая химические реакции с остальной частью металла. На протяжении всего срока службы изделия из стали их форма и внешний вид остаются практически неизменными.
Характеризует сталей высокая ударная вязкость и текучесть. Эти свойства позволяют использовать металл в самых разных областях. Ножи и прочие изделия из данной стали не отличаются высокой ценой, что, безусловно, сказывается на стабильном спросе на готовую продукцию.
