Начинающих мастеров часто возникает вопрос: «Какая сталь лучше?». И этот вопрос вызывает возмущение бывалых мастеров: «Нет стали лучше или хуже. У каждой – свои плюсы и минусы. И у каждой стали своё предназначение». Поэтому мы начинает публиковать серию коротких сообщений о разных марках стали.
Наиболее часто можно услышать от человека несведущего в кузнечном ремесле, что самая лучшая сталь для ножа – это «нержавейка». Но, если вы хоть чуточку разбираетесь и понимаете в качествах и свойствах стали, то сразу скажите о том, что на её качество во многом влияет состав, способ выплавки, температурный режим, легирующие элементы. Еще один вопрос, который возникает у новичков: «Нашёл рессору/ клапан/ шестерню/ мех. пилу… из неё можно что-то сделать?». Ответить на этот вопрос можно всегда положительно, но стоит задуматься о таком понятии «как усталость металла». Усталость металла - это явление, приводящее к разрушению после многократного изменения его напряженного состояния. Это разрушение идёт путем прогрессивного развития "трещины усталости", возникающей в зоне максимальных напряжений. Наиболее благоприятны условия для возникновения такой трещины, когда величина напряжения много раз последовательно изменяется с положительного значения на отрицательное. Если при этих условиях металл выдерживает бесконечно большое количество изменений напряжения, то максимальная величина такого напряжения наз. пределом усталости. И сейчас мы предлагаем вам задуматься о том, какого качества будет ваш нож, сделанный из б/у стали?
Итак, давайте рассмотрим, из чего должна состоять сталь:
C (углерод) – повышает прочность;
Mn (марганец) – улучшает качество прокаливания металла, формирование его структуры. Этим повышается износостойкость лезвия;
Cr (хром) – обеспечивает устойчивость перед коррозией. Но избыток этого элемента делает металл менее прочным;
Ni (никель) – повышает стойкость к коррозии и прочность клинка;
Mo (молибден) – один из «универсальных» в воздействии на материал элементов. Кроме перечисленных свойств (прочность, «антикоррозийность», прокаливаемость) придает некоторую «эластичность» лезвию. Металл становится менее хрупким, что снижает риск того, что при сильном изгибе он сломается;
V (ванадий) – повышает красностойкость и сопративление абразивному износу;
Si (кремний) – добавляют для увеличения прокаливаемости стали и при этом незначительно повышает механические свойства.
Кроме вышеперечисленных химических элементов, в состав стали могут входить вольфрам (W), азот (N), сера (S), фосфор (P) и ряд других.
Хром и никель отрицательно сказываются на резе. Также хром отрицательно влияет на свариваемость металлов между собой и из-за него отпускная хрупкость и образование флокенов. А вот кремний наоборот хорошо влияет на свариваемость сталей. Cера и фосфор очень сильно ухудшают свойства стали – это вредные примеси.
Ещё следует обратить внимание на то, что для массового производства метизов, а также деталей сложной формы были разработаны автоматные стали, допускающие производство с наименьшей себестоимостью и соответственного качества при производстве станками-автоматами. Для этого такие стали должны обладать наилучшей обрабатываемостью резанием (поскольку большинство операций производится именно таким образом), а значит обладать следующими свойствами:
• хорошим свойством надлома стружки для быстрого её удаления;
• малой шероховатостью получаемой поверхности;
• наименьшим износом режущего инструмента;
• допустимостью резания деталей на повышенных скоростях для увеличения производительности
Свойства автоматных сталей обусловливается легирующими примесями и их количеством, а также последующей обработкой.
Для получения необходимых свойств вводят следующие легирующие добавки:
• Сера (0,08-0,2 %) — введение серы приводит к созданию в сплаве сульфидов марганца, способствующих улучшению надлома стружки, получению низкой шероховатости обработанной поверхности, а также оказывает смазывающее действие, уменьшая трение между обрабатываемой поверхностью, стружкой и инструментом, что повышает стойкость режущего инструмента.
• Фосфор (0,06-0,15 %) — наряду с серой улучшает обрабатывание резанием;
• Свинец (0,15-0,30 %) — повышает стойкость инструмента в 3 раза и допустимую скорость резания на 25-50 %.;
• Селен (0,04-0,10 %);
• Кальций — образовывает в зоне резания кальцийсодержащий слой толщиной несколько микрон, играющего роль внутренней смазки и препятствующего образованию адгезии. Кроме того, наличие кальция в стали приводит при определенных скоростях резания к возникновению на поверхности обрабатывающего инструмента отложений, предотвращающих и компенсирующих износ;
• Теллур;
• Висмут — обладает способностью смазки в зоне резки;
• Никель;
• Хром;
• Марганец (0,7-1,7 %).
Содержание фосфора и серы в автоматных сталях должно быть строго ограничено из-за отрицательных свойств, которые те придают сплаву.
