Меню

Состав стали хв5 алмазка

Сталь ХВ5 — характеристика, плюсы и минусы для ножей

Несмотря на перечень ножевых сталей, более 10 видов, не каждая из них подходит для изготовления рыболовных, охотничьих или бытовых ножей. Спорными характеристиками обладает алмазная сталь ХВ5, которая относится к инструментальным легированным. В современной промышленности из нее изготавливают резцы, сверла, штампы. Главное достоинство — высокая износостойкость.

В отношении металлов используется такая характеристика, как хрупкость. Сталь высокой прочности обладает и высокой хрупкостью, и при этом она может спокойно выдержать вес 100 кг и более. Но при достижении критического веса она разрушиться без остаточной деформации — т. е. внезапно.

Алмазная сталь

Свое название Алмазная ХВ5 получила за то, что в советское время из нее делали инструменты для обработки алмазов. И как подтверждение названию стали — это близкое расположение на шкале твердости Мооса к алмазу, практически рядом: алмаз 10 единиц, ХВ5 — 9,5. Родиной стали считается Япония.

Кстати, в Европе аналогов этой марке до сих пор нет.

Такую высокую твердость использовали для производства оружия: мечей, кинжалов и т. д. Добыча руды, плавление и термомеханическая обработка представляла трудоемкий процесс. Печь-горн строили всем селением, ее растопка и насыщение ее углеродом занимала 3 дня и требовала около 8 тонн угля. После расплавления, печь оставляли дол полного охлаждения. Это был большой плюс, так как медленно остывающая сталь становилась пластичной (насколько возможно при таком содержании углерода), не требовала отжига и хорошо принимала форму при ковке, не образуя трещин и других дефектов.

Минус такой выплавки — это неоднородность слитка по химии и строению. Поэтому после остывания проводили калибровку. Полученный слиток извлекался из печи после ее разрушения и скидывался с высоты. Разбиваясь на куски, каждый из которых осматривался и сортировался, сталь с более темным цветом шла на ковку, а остальная отправлялась обратно на переплавку.

Естественно, что речь о легировании углеродом, и тем более вольфрамом с хромом, в точно заданном количестве, в те времена не шла. Видимо были включения этих элементов в руде. Вся технология базировалось на интуиции, опыте и мастерстве сталеваров–кузнецов. Уже новое поколение алмазной стали получает точный химический состав, в котором исследовательским методом определено лучшее соотношение и количество нужных элементов.

Химический состав ХВ5

Марку ХВ5 изготавливают на базе высокоуглеродистого металла (С-1,45). Легирующие элементы способствуют измельчению зерна, что приводит к увеличению вязкости и пластичности без снижения прочности.

  • Хром — первый легирующий элемент определяет коррозионную стойкость, особенно в сочетании с кремнием. Здесь его содержание числится в количестве 0,5-0,7 %, чтобы обеспечить коррозионную стойкость, его содержание должно быть не менее 13 %. Поэтому ХВ5 относится к ржавеющим сталям.
  • Вольфрам — основной легирующий элемент, присаживается в количестве 4,5-5 %, придает очень высокую прочность при температурах выше 250 ºС. Попадая в расплав, вольфрам образует карбиды, более устойчивые и прочные, чем карбид железа (FeC). Температура его плавления 3695 ºC, из-за чего получить его удается с помощью сложных химических процессов и последующего дробления в специальных жерновах. Использовать этот метод научились 19 веке, соответственно и получение быстрорежущих сталей тоже.
  • Второстепенный легирующие элементы кремний и марганец добавляются в небольших количествах, около 0,3-0,4 %, в соотношении 1:1. Влияние этих элементов в таком количестве на сплав невелико, но его вполне хватает, чтобы связать свободный кислород.

Хрупкость этой стали (при любой термической обработке, даже правильно выдержанной) это естественный недостаток. Кроме этого ХВ5 подвержена коррозии и ее нельзя полноценно использовать ни на рыбалке, ни на кухне.

Возможности ножевых сталей

Все виды ножевых сталей обладают прочностью, также дополнительно может преобладать:

  • коррозионная стойкость;
  • упругость (для метательных ножей);
  • низкая стоимость;
  • высокая технологичность (обрабатываемость) это может быть хорошая прокаливаемость, легкая обработка резанием или штампованием, такое свойство необходимо для массового производства.

Все эти возможности у стали ХВ5 сдвинуты со значительным преобладанием к прочности, что делает ее узконаправленной и соответственно дорогой.

Плюсы или где можно использовать ХВ5

С целью уменьшения влияния хрупкости на технические возможности ножа, оптимальным решением будет уменьшить его длину и увеличить высоту лезвия, а также уменьшить режущую кромку. Угол заточки может быть любым.

Если рассматривать нож как средство для того, чтобы резать, то сталь ХВ5 как нельзя лучше подходит для этого, — у него самый высокий показатель прочности. Под такие требования идеально подходит тип ножа, применяемый для раскроя сыромятных, дубленых шкур и прочих материалов с подобной фактурой и жесткостью. Великолепно себя показывают в сапожном, меховом ремесле. Можно стругать дерево, но не рубить.

Читайте также:  Гост для стали 20гл

При длине лезвия 15-25 см, нож практично используется для освежевания туш в мясных цехах, где более «мягкий» резец придется править после разделки каждой единицы. Если при номинальных требованиях, что заточки такого ножа должно хватить на разделывание одной туши без правки, стали хватит не на один день работы.

Минусы ХВ5

Однако ХВ5 не очень подходит для использования в лагерной жизни или домашнего быта. Так как хрупкость, особенно при нарушении технологии закалки, может сослужить плохую службу при динамических нагрузках:

  • нанесением ножом ударов по жестким материалам (керамике, металлу и т.д.),
  • рубке;
  • использовании его как рычага для открытия чего-либо. — Излом, как правило, образуется либо в самом тонком месте (кончик ножа, режущая кромка), либо при наличии в структуре плохо отпущенного мартенсита (при некачественной обработке).

Клинок способен слегка изогнуться, чувствуется большая упругость, но невозможно уловить грань, при которой происходит резкое разрушение.

Что касается коррозии, то эта марка не обладает этими качествами в полной мере. При отсутствии контакта с влагой, нож хорошо сохраняется. Но при резке продуктов будет оставаться неприятный вкус железа, а при соприкосновении с кислотами, любого происхождения, на лезвии будет появляться ржавчина.

Использовать такие ножи рыбакам, охотникам и туристам не то чтобы не желательно, но и даже опасно, — можно остаться без ножа в тайге или в другой экстремальной ситуации, например, при нападении хищника или при срочной надобности обрезать веревку, да мало ли чего на охоте не бывает. Ножи сложно заточить, даже имея под рукой шлифмашину, тем более вне дома.

Сталь имеет свойство со временем набирать прочность, что может привести к трещинам уже при слабых ударах. Его пользование при низких температурах (ниже -30-40 ºС) усугубляет положение.

Термическая обработка стали

Прочность стали ХВ5 после закалки может достигать 68 единиц по Роквеллу. Термомеханическая обработка состоит из нескольких этапов:

  1. Отжиг в диапазоне t 800-600 ºC с понижением 50 ºС в час;
  2. Ковка при t 1100-870 ºC;
  3. Закалка при t 800 ºC с охлаждением в масло до 200 ºC, далее на воздухе.

В целом, если точно выдержана технология термоупрочнения, ножи из стали ХВ5 очень ценятся за их практичность. И любителей ценных изделий не останавливает стоимость на них от 100 долларов и выше.

Источник

Какой состав стали хв5?

Часто у мужчин перед покупкой режущего прибора для рыбалки или охоты встает вопрос: а из какого материала лучше всего купить себе агрегат? В этом обзоре читатель узнаете о плюсах, минусах и даже об особенностях алмазной стали или, как ее еще называют, ХВ5.

Кстати, по-научному этот хвшку величают хромовольфрамовой сталью. Но перед ознакомлением, пойдет повествование об истории этого сплава.

История создания

Давным-давно японцы использовали печи татара (которые сделаны из глины), далее, при температуре в 1300 (сейчас больше из-за добавления вольфрама) градусов, сплав насыщалась углеродом. Для правильного его содержания в металле, печь «работала» трое суток.

На 15 тоннах дерева получалось порядка 9 тонн металла. Особенностью является то, что печи после окончания работ было необходимо разрушить (для того, чтобы достать содержимое). Готовый продукт скидывали с большой высоты, затем собирали осколки. Из них делалось оружие, например, тесаки и мечи самураев.

Между прочим, жители Страны восходящего Солнца называли такой вид стали «тамахаганэ«.

Плюсы

Для начала вы прочитаете в чем хорошие стороны данного сплава. Для начала: почему этот вид металла называют алмазным? Скорее всего, потому что она очень прочная. Действительно, по шкале Мооса она имеет 9.5 баллов твердости, тогда, как алмаз — 10.

Для сравнения, у алюминия такой показатель около двух. Почему так хорошо? Все просто: ХВ5 содержит около 1.5% углерода (то есть является высокоуглеродным). Также в составе присутствует вольфрам (до 4.70%) и хром (0.7%), что еще сильнее увеличивает прочность материала.

Ходят слухи, что можно затачивать предметы из мягких металлов, олова, например.

Из этого вытекают еще некоторые плюсы, такие, как долгий срок службы, что особенно поможет туристам, так как любые изделия из такой алмазника практически не тупятся, это позволяет думать о чем то другом, пусть даже насущном.

Читайте также:  Нержавеющая сталь 416 характеристики

Из-за своего состава данную штуку можно причислить к нержавеющим, это можно считать положительным аспектом. Всем же “хочется” иметь ржавый инструмент? А еще, безусловно, внешний вид, даже сплошного, без украшения каким-нибудь рисунком, ножа просто завораживает.

Хочется смотреть на переливающиеся блики солнца очень-очень долго.

При должной заточке холодное оружие отлично режет, а в совокупности с большой прочностью можно предположить возможность резать достаточно твердые материалы, например, ветки дерева.

ХВ5 достаточно распространенная штука, поэтому найти ее в интернет-магазинах, не говоря уже об обычных охотничьих, будет весьма просто. Однако если вы попытаетесь найти такую на AliExpress, потерпите поражение – там такой просто нет.

Если вы увлекаетесь выживанием , то этот “убийца” вам пригодится на охоте, однако он совершенно не предназначен для быта. Сосиску, допустим, порезать сможете, но вот картошку почистить – занятие непростое, надо быть очень осторожным. Плавно статья идет к отрицательным сторонам рассматриваемого объекта, которых, скорее больше, чем положительных. Итак, почему же им нельзя чистить картошку?

Минусы

Все просто данный тип стали очень хрупкий и плохо отвечает на попытки скрутить или сильно ударить по боку: изделие попросту может сломаться, но при чистке мы делаем не просто режущие, а скорее скользяще-режущие движения, что может сильно повлиять на целостность изделия. Также этот вид ножей очень нельзя использовать для метания (по тем же причинам). Необходимо отметить, из-за своей хрупкости “алмазный тесак” вам придется носить в специальной мягкой кобуре, это тоже не всегда удобно.

Еще одним не положительным фактором является сложность изготовления — необходимо целых 1500-2000 градусов по Цельсию в печи (уже было написано для чего), но такая высокая температура может попросту сжечь углерод.

И вот еще: заточить заново такую вещь будет задачей весьма проблематичной: вам понадобиться несколько часов, чтобы добиться хоть какого-то результата. Представьте: вместо повседневных дел лежите на диване и точите что-либо днями напролет.

Хотя, для кого-то может такая ситуация не минус вовсе.

Выводы

А теперь долгожданный итог:

  • Плюсы: прочность (это основное), долгий срок службы, при хорошей заточке — способность резать достаточно твердые предметы, ножи практически не тупятся.
  • Минусы: хрупкость (тоже — основной), большое время обработки, огромные сложности при изготовлении и относительно высокие цены на действительно качественные.

В совокупности получаем, что как вещь, купленную для охоты, рыбалки или туризма он отлично подходит, а для использования в быту — нет.

Алмазная сталь ХВ5

В список ножевых сталей входит более десяти наименований. При этом не все они являются универсальными и подходят для производства рыболовных, охотничьих и бытовых ножей.

Такие особенности имеет и алмазная сталь ХВ5, которая причислена к инструментальным легированным. Из нее производят резцы, сверла, штампы. К основным преимуществам ее относится устойчивость к износу.

При СССР данный металл применялся для изготовления инструментов для огранки алмаза. Кроме того, по шкале твердости Мооса, он стоит наряду с алмазом – 9,5 баллов против 10. Впервые сплав был изготовлен в Японии.

Сталь ХВ5 практически не подвержена деформации, характеризуется высокой теплостойкостью. Однако во время механической обработки на ее поверхности могут образоваться трещины и прижоги. В основном из металла изготавливают резьбовой инструмент, тонкостенные и сложные элементы с высокими требованиями относительно твердости.

Материал характеризуется твердостью HRC70, устойчивостью к износу, а после термообработки устойчивость к действию температуры несколько снижается.

Это дает возможность использовать материал для изготовления инструментов, которые эксплуатируются при небольшой скорости вращения для обработки твердых металлов, в том числе чугуна с беленой поверхностью. С его помощью можно срезать стружку с деталей.

Расшифровка

Расшифровка стали ХВ5 позволяет получить следующие данные:

  • Х – наличие в составе сплава хрома;
  • В – наличие в составе слава вольфрама;
  • 5 – 5% вольфрама.

Химсостав

В состав сплава входит большое количество углерода (1,45%), а также легирующие компоненты, положительно влияющие на характеристики материала. В результате использования хрома и вольфрама, а также дополнительных элементов обеспечивается увеличение вязкости и пластичности, уменьшение размеров зерна, но не происходит снижения прочностных показателей.

Читайте также:  Как закалялась сталь тема любви

В состав стали ХВ5 входит хром, который является основным компонентом, снижающим коррозию. В данном металле его процент составляет всего 0,5-0,7%, что не обеспечивает высоких антикоррозионных качеств. Поверхность и масса металла подвержены появлению и развитию коррозии.

С Mn Cr Si V W
1,3-1,35% 0,10-0,30% 0,4-0,7% 0,10-0,30% 0,2% 5%

Вторым основным компонентом является вольфрам, который содержится в количестве 4,5-5%. Он обеспечивает повышение прочности при температуре выше 250 градусов. Его наличие в сплаве приводит к формированию карбидов высокой прочности, устойчивых к различным изменениям в рабочей среде.

Температура плавления такого соединения составляет 3695 градусов, что позволяет получить его только в результате химических реакций и дробления.

Кремний и марганец вводятся в состав алмазной стали ХВ5 в количестве 0,3-0,4% в одинаковом соотношении. Они предназначены для связывания свободного кислорода.

Недостатками материала являются хрупкость, которая является следствием термической обработки, и малая устойчивость к коррозии, что не позволяет применять материал в бытовых условиях и в качестве рыболовной оснастки.

Влияние элементов на свойства

Эксплуатационные характеристики стали зависят от химического состава и взаимодействия компонентов между собой. При этом немаловажно учитывать влияние термической обработки материала, которая положительно сказывается на технических параметрах.

Дополнительные элементы предназначены для формирования кристаллической решетки с особенными свойствами. В зависимости от химических реакций при изготовлении алмазной стали ХВ5 определяются параметры:

  • трещиностойкость, которая обусловлена прочностью кристаллических решеток и наличием карбидных соединений на границах зерен;
  • снижение риска деформации, что зависит от целостности межкристаллических связей;
  • толщина закаленного слоя, в котором температура распределяется равномерно;
  • прочность, зависящая от качества соединения атомов между собой.

Присутствие углерода в составе приводит к формированию карбидов. Эти соединения являются основными при определении параметров хромовольфрамовой стали во время термообработки, при этом учитывается их форма, местоположение и размер.

Легирующую функцию играет хром. Он используется в сплаве для уплотнения кристаллической решетки, делает ее стабильной. Элемент позволяет формировать карбидные соединения такого же размера, как атом.

Cr используется для изготовления стали с высокими антикоррозионными качествами, а при концентрации менее 10,5% — оказывает положительное влияние на прокаливаемость.

Вольфрам и молибден являются обязательными составляющими марки стали ХВ5. Они позволяют увеличить толщину закаливаемого слоя и уменьшить размер зерен, что способствует улучшению качества металла.

Карбидные соединения с их участием характеризуются большей прочностью, с их помощью можно повысить тугоплавкость материала. За счет уменьшения размеров зерновой структуры обеспечивается повышение пластичности без снижения твердости, а также простота термической обработки.

Кремний применяется для повышения прочности металла. Марганец используется для стабилизации состояния металла. Последний становится более вязким и пластичным, но при этом прочным.

Плюсы и минусы стали ХВ5

К основным преимуществам ножевой стали относятся:

  • прочность;
  • технологичность;
  • прокаливаемость;
  • простота резки и штамповки;
  • использование для массового производства;
  • небольшая стоимость;
  • упругость.

К недостаткам стали относятся:

  • сложность заточки без специальных станков и инструментов;
  • невысокие антикоррозионные качества;
  • недопустимость возникновения касательных напряжений в заготовке.

Технические характеристики

Главные характеристики стали ХВ5 при нормальных условиях:

вязкость 410-450 кДж/м2;
свариваемость без ограничений;
твердость по Роквеллу 62-64;
удельный вес 7920 кг/м3;
температура плавления 1280-1380 градусов Цельсия;
класс прочности К52, К55, К60.

Термообработка стали

Термическая и механическая обработка металла осуществляется в определенной последовательности, что обеспечивает повышение технических характеристик:

  • ковка при 1100-870 градусах;
  • отжиг при 800-600 на протяжении 4 часов, который делает сталь ХВ5 более мягкой и гарантирует простоту проведения мехобработки. Часто применяется данный вид температурного воздействия при предварительной холодной прокатке;
  • закалка при 800 градусах с охлаждением в масляной ванне до 200 градусов, после этого – на воздухе;
  • отпуск для снятия внутренних напряжений, который осуществляется при 180 градусах с охлаждением на воздухе.

Закалка осуществляется после проведения мехобработки, не включающей шлифовку. При этом осуществляется нагрев до 830 градусов, после чего – охлаждение. Это обеспечивает переход металла в прочный и мягкий мартенсит. Во время отпуска происходит коагуляция мартенсита с получением сорбита и троостита – более прочной и пластичной формы.

Аналоги

Основная область применения стали ХВ5 – изготовление режущего инструмента. В качестве альтернативных материалов иностранного производства выделяют:

  • шведскую N690;
  • немецкую X105CrCoMo18-2;
  • японские ZA-18 и VG-10.

Последний тип металла используется специально для создания ножей, его состав разрабатывался специализированным заводом, который выпускает клинки холодного оружия.

Источник

Adblock
detector