Сталь хв5 характеристики применение

Алмазная сталь ХВ5 — тверже алмаза

О свойствах алмаза знает любой. Но доводилось ли вам слышать о существовании алмазной стали? Такое название носит сталь ХВ5, из которой делают ножи повышенной прочности. О ее преимуществах стоит узнать подробнее, именно благодаря им ножи пользуются невероятной популярностью.

Производство и характеристики алмазной стали

Каждый охотник мечтает о качественном ноже, который окажется великолепным помощником в любых условиях. Кроме охотников подобная продукция имеет успех у рыбаков, путешественников. Действительно, нож из стали высшего качества станет подспорьем на привале, в работе.

О свойствах, которыми обладает алмазная сталь, отзывы поступают исключительно позитивные, говорят сами за себя. Этот сорт создан не вчера. Впервые о производстве стали с алмазной твердостью стало известно в 1825 году.

Тогда в российском «Горном журнале» появилась статья, где описывалась технология ее создания. Правда, в то время маркировки ХВ5 еще не существовало. Дело в том, что ХВ обозначает «хромо-вольфрамовая», а вольфрам в ту пору был не известен.

Поэтому в сталь добавляли платину.

Без наличия углерода невозможно создать сплав, способный быть жестким и с усиленной твердостью. Современная алмазная сталь имеет в составе 1,2-1,5% углерода и является высокоуглеродной. Благодаря присутствию вольфрама (до 5%), сплаву обеспечены повышенные режущие характеристики.

Производство данного сорта стали сегодня отработано до мелочей. Для ее создания используют формы из чугуна, плотно закрытые, чтобы исключить попадание внутрь воздуха. Сначала происходит плавка при повышенных температурах – около 1500 градусов. Затем отлитую в формы массу охлаждают.

Специалисты должны внимательно следить, чтобы в стальной массе присутствовал углерод в нужных объемах, – лишь такая сталь может считаться «созревшей» и готовой к дальнейшему использованию. Сама ковка осуществляется после того, как металл будет соответствовать установленным стандартам.

Алмазной марка стали названа потому, что ее показатель твердости составляет около 68 HRC. Именно этот параметр максимально приближен к степени твердости алмаза.

Ножи из стали ХВ5 – преимущества

Сегодня клинки из алмазной стали нельзя купить за копейки. Стоят они дорого, но цена обусловлена великолепными качествами изделия. Основным их плюсом можно назвать длительный период службы. Вы можете не беспокоиться о том, что нож придет в негодность, сломается. Поскольку металл чрезвычайно прочен, он прослужит много лет.

Не стоит упускать из виду то обстоятельство, что ножи из алмазной стали очень часто украшаются по лезвию гравировкой. Помимо того, они оснащаются качественными рукоятками, которые создаются из древесины ценных пород.

Они всегда выглядят очень стильно и потому нередко становятся объектом интереса коллекционеров. Любой нож алмазка ХВ5 способен составить гордость коллекции холодного оружия. Особым успехом пользуются те клинки, лезвие которых украшено рисунками.

Каковы же преимущества ножей, созданных из стали ХВ5? К числу явных их плюсов относятся:

• высокое качество изготовления;
• первоклассные режущие характеристики;
• возможность длительной заточки;
• эстетичный внешний вид.

Если вы заточили ножи из ХВ5, то можете быть уверены – они долго не затупятся. Кроме того, клинком можно резать даже достаточно твердые материалы – например, древесину. Изделия этой маркировки износоустойчивы и прочны.

Вместе с тем, есть некоторые минусы ножей из стали ХВ5, характеристики их все же не могут быть идеальными. К недостаткам можно отнести определенные трудности в обработке лезвия. Поскольку вольфрам придает стали особую твердость, приходится прилагать усилия, чтобы заточить нож.

Возникают и вопросы относительно устойчивости клинка к воздействию коррозии. Одни охотники дают о стали ХВ5 отзывы хвалебные, отмечая ее невосприимчивость к ржавчине.

Другие считают, что в этом вопросе могут возникнуть определенные затруднения.

Поэтому наряду с общепризнанным бытует и мнение о том, что нож из алмазной стали ХВ5 лучше всего использовать в быту, а не в суровых походных условиях.

Чтобы избежать возникновения коррозии на «алмазном» клинке, следует периодически натирать его животным жиром. Такая рекомендация особенно актуальна, если нож длительное время остается без использования. Прислушайтесь также к советам специалистов о хранении такого изделия вне ножен, постарайтесь избежать контакта лезвия с поверхностями из кости или металла.

Алмазная сталь ХВ5: описание, технические характеристики и применение

Алмазной называется легированная сталь с повышенным содержанием углерода, отличающаяся особой твёрдостью. Сравнение её с драгоценным камнем является просто красивым выражением. По уровню твёрдости данная сталь значительно уступает алмазу. Она имеет не только образное поэтическое название, но и техническое.

Самую распространённую марку обозначают аббревиатурой ХВ5, что расшифровывается как хромовольфрамовая. По некоторым параметрам алмазная сталь превосходит любые другие сорта. Она широко используется в промышленности для разрезания более мягких металлов. Из-за сферы наиболее частого применения эту сталь называют инструментальной.

Она была изобретена много веков назад, но современный процесс её получения отличается от старинного.

Общие характеристики

Свойства алмазной стали обусловлены её химическим составом. Соединение железа с углеродом создаёт исключительную твёрдость. В популярные современные марки также добавляют хром и вольфрам для придания дополнительной устойчивости к коррозии и высоким температурам.

Оптимальным считается содержание 1 % углерода в сплаве. Увеличение его доли в составе стали негативно влияет на качество изделий, поскольку вязкость и пластичность материала снижаются при повышении твёрдости. Металл со сравнительно большим содержанием углерода становится хрупким.

Клинки и инструменты из алмазной стали обладают отличными режущими свойствами, но легко могут сломаться. Твёрдость лезвий из сплава ХВ5 составляет 60-65 HRC по шкале Роквелла, что является максимальным показателем.

Предельное значение этого параметра для любых клинков по данной системе измерения не превышает 65 единиц.

Современный сплав содержит около 1 % хрома, который делает его неподверженным ржавчине. Но количество этого компонента ограничено, поскольку он снижает прочность материала. Для сравнения: сплав считается полностью нержавеющим при содержании не менее 18 % хрома.

В состав алмазной стали ХВ5 также входит вольфрам. Это исключительно тугоплавкий и плотный металл, обладающий уникальными свойствами. Помимо жаропрочности вольфрам отличается устойчивостью к воздействию кислот и других агрессивных веществ. Он улучшает режущие свойства стали и предохраняет её от износа.

В сплаве ХВ5 содержится 4-5 % вольфрама.

Тамахаганэ

История изобретения алмазной стали уходит корнями в средневековую Японию. В эпоху самураев этот металл был известен под названием тамахаганэ. В переводе с японского языка это означает «драгоценная сталь». Именно из неё ковали легендарные самурайские мечи.

Сохранилось множество мифов о старинном японском холодном оружии, свидетельствовавших о их принадлежности воинскому сословию. Одна из легенд рассказывает о том, что для проверки качества меча его вертикально вонзали в дно ручья и пускали лист бумаги по течению.

Лезвие должно было разрезать его пополам.

Процесс получения и обработки тамахаганэ был окружён тайной. Только кузнецы знали все секреты изготовления стали и передавали своё искусство наследникам.

Руда, из которой добывали тамахаганэ, встречалась рядом с руслами рек в виде чёрного железного песка. Это был продукт распада естественных залежей. Требовался трудоёмкий процесс обогащения песка, поскольку он содержал только около 1 % железа.

Породу промывали водой в каналах. Частички железа оседали на дне и задерживались специальными преградами.

Процесс выплавки

Для производства стали было необходимо большое количество рабочих. Процесс получения тамахаганэ происходил в традиционных японских плавильных печах. Особенность технологии заключалась в том, что они сооружались из глины и были предназначены для одноразового использования. После завершения выплавки стены приходилось разрушать для извлечения готового металла.

Несколько помощников кузнеца путём сжигания древесного угля и раздувания пламени доводили температуру в печи до 1200-1500 оС. После этого начиналась поэтапная загрузка обогащённого железного песка. Весь процесс выплавки занимал три дня.

Для получения нужного количества углерода вес сжигаемого древесного угля должен был почти в два раза превосходить массу железного песка.

Сортировка

В результате одной выплавки обычно получали около двух тонн стали. В печи образовывался металлический блок внушительных размеров, и для его извлечения глиняные стены разрушали. Но слиток был неоднородным по содержанию углерода.

Необходимо было раздробить его на части и выбрать наиболее подходящие по качеству. Около трети полученного материала обычно уходило в брак. На территории Японии до сих пор сохраняется некоторое количество чрезмерно массивных стальных блоков, которые не удалось разбить для сортировки.

Они служат своеобразными памятниками традиционному искусству выплавки металлов.

Современные методы

В сегодняшней Японии продолжается производство стали тамахаганэ.

Современный процесс производства отличается от старинного тем, что на этапе обогащения руды железные частички отделяются от породы при помощи магнита.

Этот метод применяется вместо трудоёмкого промывания песка водой в каналах. Эпоха самурайских мечей давно закончилась, но изготовленные в Японии кухонные ножи из алмазной стали пользуются спросом на мировом рынке.

Особенности сплава ХВ5

Современные технологии выплавки значительно превосходят по эффективности старинные методы. Обогащённую руду очищают от шлаков при помощи извести. Расплавленное железо извлекают из печи и помещают в центрифугу для улучшения его структуры.

Характеристики алмазной стали ХВ5 совершенствуются путём добавления в неё других металлов, в основном вольфрама. Его исключительная тугоплавкость требует разогрева печи до температуры в 3000 оС.

Добавление этого компонента повышает износостойкость сплава ХВ5.

Эксплуатационные преимущества

Главной характеристикой алмазной стали является её твёрдость. Клинки и другие изделия из этого сплава могут долгое время обходиться без заточки.

Они обладают превосходными режущими свойствами и способны не только обрабатывать более мягкие металлы, но и снимать с них тонкую стружку. Хром в составе сплава ХВ5 предохраняет его от коррозии.

Но изделия из этого сорта стали не являются полностью нержавеющими и только в небольшой степени выдерживают воздействие влажной среды.

Недостатки

Высокая твёрдость материала делает его хрупким. Например, бриллиант невозможно поцарапать, но легко расколоть. Недостатки алмазной стали ХВ5 являются следствием её твёрдости. Лезвия из этого сплава требуют бережного обращения, поскольку на режущей кромке могут появиться зазубрины. Данная проблема характерна для любого сорта высокоуглеродистой инструментальной стали.

Иногда изделия из подобного материала разбиваются при падении на пол. Попытки найти оптимальное соотношение твёрдости и хрупкости привели к изобретению сплавов с пониженным содержанием углерода. В качестве примера можно привести производимый в Японии сорт стали под названием H1. В его составе присутствует только 0,15 % углерода.

К недостаткам алмазной стали ХВ5 также нужно отнести её высокую стоимость.

Клинки и инструменты из данного сплава имеют много сфер применения. Часто встречаются сувенирные и коллекционные ножи из алмазной стали ХВ5.

Такие изделия обычно украшены гравировкой авторской работы, а их рукоятки изготавливаются из ценных пород дерева.

Иногда на поверхности клинка естественным путём образуются причудливые узоры, которые увеличивают эстетическую ценность изделия. Причина этого явления заключается в неравномерном распределении углерода в стали.

Ножи для походных условий

Клинки из сплава ХВ5 находят практическое применение на охоте и рыбалке. Благодаря отличным режущим качествам они позволяют быстро разделать добычу. Но отзывы об алмазной стали со стороны охотников и рыболовов не вселяют особого оптимизма. Хрупкие лезвия требуют крайне бережного обращения.

Они легко могут получить повреждения и прийти в негодность. В походных условиях ненадёжные ножи создают серьёзные проблемы, если подводят своих владельцев в неподходящий момент. Кроме того, устойчивость хромовольфрамовой стали к ржавчине оставляет желать лучшего.

Клинки из этого материала больше пригодны для эксплуатации в домашних условиях.

Обращение и хранение

Если нож из хромовольфрамовой стали не используется в течение продолжительного времени, его клинок следует смазывать жиром животного происхождения. Не рекомендуется хранить изделие в ножнах. В случае появления ржавчины необходимо обработать клинок при помощи наждачной бумаги. После эксплуатации желательно насухо протирать нож и смазывать его жиром.

Следует проявлять осторожность при контакте клинка с такими твёрдыми поверхностями, как кость, камень и металл. От сильного нажатия или удара лезвие может раскрошиться. Хрупкость является неизбежным недостатком хромовольфрамовой стали.

Но стоит принять во внимание, что технология закаливания клинка варьируется у разных производителей, поэтому качество изделий бывает неодинаковым.

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.

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.

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.

Заключение

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.

Сталь хв5 характеристики применение — Справочник металлиста

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.  

Сталь 5ХВ2С

Инструментальная штамповая сталь 5ХВ2С используется для изготовления деталей, работающих при повышенных ударных нагрузках – штампы сложной конфигурации, обжимные матрицы/ пуансоны при холодной работе, резьбонакатные плашки, ножи для холодной резки металла.

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.

Вернуться

Расшифровка

Расшифровка стали ХВ5 позволяет получить следующие данные:

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

Вернуться

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.

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.

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.

Поковка алмазки ХВ5

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.

Вернуться

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.

Вернуться

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.

Нож из ХВ5

К недостаткам стали относятся:

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

Вернуться

Технические характеристики

Главные характеристики стали ХВ5 при нормальных условиях:

Вернуться

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.

Вернуться

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.

Другие марки:

• 12Х18Н10Т;
• 17Г1С;
• 40ХН;
• Р18;
• М390.

Полезно? Сохраните себе на стену! Спасибо за лайк!

Алмазная сталь, рубящая астероидную скалу

Алмазная сталь входит в ТОП – 10 ножевых сталей. Она обладает стойкостью к износу, в связи, с чем из нее изготавливают особые инструменты: резцы, сверла, ножи. Во времена СССР металл использовался для выпуска инструментов принимающих участие в огранке алмазов. В соответствии со шкалой твердости Мооса, она занимает позицию рядом с алмазами – 9.5 балов из 10.0.

История происхождения алмазной стали

Страной, где впервые выплавили алмазную сталь стала Япония. Основа ее – железо. Свою особую крепость эта сталь приобретает, в процессе соединения с углеродом, который занимает 1.5% в составе. Современные ножевые сплавы имеют 5.0 % вольфрама и 0.7% хрома.

Кузнецы-кокадзи позаимствовали у китайцев особые глиняные печи татара, которые уничтожали после каждой плавки. Внутри них, при Т 1300 С железо объединялось с углеродом. Процесс длился три дня, на производство 8 тонн стали, уходило примерно 13 тонн угля.

После переплавки болванку затаскивали на скалу, и сбрасывали с нее для получения осколков, которые затем сортировали. Самые обогащенные газом куски забирали, именно их использовали для изготовления ножей и другого оружия, например, мечей самураев. Интересен тот факт, что порядка 30% бракованного металла повторно отправляли на переплавку.

Повторение действия выполнялось для устранения воздушных пузырьков ослабляющих оружие, попадающих в сталь в процессе нагрева. Кроме того, каждый новый процесс создает слои в металле, что увеличивает прочность лезвия и обеспечивает равномерное распределение естественного упрочняющего свойства в углероде по всему оружию.

Нож из алмазной стали

Для охлаждения, лезвие нельзя было просто воткнуть в холодную воду, так как слишком быстрый процесс делал его ломким, а медленный — мягким и тупым. Поэтому самурайские мечники разработали метод оптимального охлаждения для максимальной прочности.

Тонкий слой глины, сделанный из пепла, воды и глины, наносился на режущий край меча, сохраняя его твердым и острым, а более толстый слой накладывался на тыльную сторону меча, делая его упругим и небьющимся.

 Двапроцесса охлаждения с различной скоростью придавали мечу характерную кривизну.

Химический состав и характеристики

В России алмазная сталь маркируется ХВ5, она отличается высокой теплостойкостью и практически не деформируется. Иногда во время мехобработки на поверхностной структуре сплава можно обнаружить трещины и прожоги, что не мешает получить инструмент высшего качества имеющего высокие требования по уровню твердости.
Сталь ХВ5 расшифровывается:

• Х – свидетельствует о наличии хрома (Cr) в сплаве;
• В – вольфрамовая присадка;
• 5 – 5.0 % содержания вольфрама(W).

Альтернативными сплавами западного производства являются стали – N690 (Швеция),
X105CrCoMo18-2 (Германия) и VG-10 (Япония).

Сплав характеризуется значительным количеством углерода более 1.45% и добавлением легирующих компонентов W и Cr, которые изменяют свойства стали, увеличивают вязкую и пластинчатую составляющую и уменьшают зернистость, без снижения прочностных качеств.

Хром снижает коррозию, но поскольку в ХВ5 содержание Cr находится в пределах 0.5-0.7%, он не способен обеспечить антикоррозионную защиту. Вольфрам формирует высокопрочные карбиды, с Т плавления 3695 С, сплав получают исключительно при химреакции, с последующим дроблении.

Технические характеристики ХВ5 :

• вязкостные качества 455.0 кДж/м2;
• свариваемость металла — не ограничена;
• твердость 62.0-64.0 по Роквеллу;
• плотность 7940.0 кг/м3;
• Т плавки 1390 С.

Плюсы и минусы

Хромовольфрамовая сталь относится к легированной стали ХВ5 и является одной из самых твердых инструментальных сталей, именно из-за этого качества ее называют «алмазной сталью».

Инструмент из алмазной стали обладают следующими преимуществами:

1. Высокопрочностные характеристики.
2. Высокотехнологичность и хорошая прокаливаемость.
3. Ускоренность штамповки и проста резки.
4. Возможность применения для широкого производства.
5. Сравнительно низкая стоимость.
6. Долгий срок эксплуатации с сохранением внешнего вида.
7. Возможность совершенной заточки, которая не тупится.
8. Отличные режущие характеристики с возможностью обработки твердых материалов.

Алмазная сталь имеет высокопрочностные характеристики

Недостатки алмазной стали:

1. Трудный процесс обработки.
2. Низкие антикоррозионные свойства.
3. Опасность появления касательного напряжения в деталях.

Плюсы и минусы алмазной стали учитываются мастерами-оружейниками при производстве холодного оружия, которое в настоящее время больше относится к произведению искусства, чем применяется в военном деле.

Сфера применения

Из алмазной стали изготавливают инструменты, которые в последствие работают на малых скоростях при обработке высокотвердых и хрупких материалов: отбеленного чугуна, стеклянных и фарфоровых изделий.

Именно из нее выполняют самые прочные ножи, имеющих режущие свойства и твердость выше, чем у аналогичных инструментов из других сталей. Если термообработка выполнена правильно, то меч из ХВ5 покажет характеристики 69.

0-70.0 HRc.

Инструменты из ХВ5 имеют широкую сферу применения. На рынке можно приобрети, как сувенирное, так и коллекционное оружие, с гравированным лезвием, в которых рукоятки выполнены из дорогих пород дерева. На поверхности лезвия ножа имеются причудливые узоры, полученные в результате обработки, увеличивающие эстетическую ценность оружия.

Из алмазной стали часто изготавливают ножи

Ножи из ХВ5 применяются на охоте, они способны качественно разделать любую добычу. Тем не менее, не все охотники разделяют положительные отзывы, из-за хрупкости инструментов, требующих очень бережного обращения. На охоте они могут получить сколы и стать непригодными, да и устойчивость такой стали против коррозии очень низкая.

Правила эксплуатации и ухода

Повреждение в результате неправильного хранения могут навсегда испортить инструмент. Зеркальная поверхность оружия из ХВ5 требует немного большего ухода и специального оборудования при очистке. Если грязь, масло или вода накапливаются в ножнах, лезвие может быть повреждено очень быстро.

В дополнение к регулярной чистке, лезвия должны быть очищены и смазаны специальным маслом после каждого использования. Катана должна храниться с очень тонкой масляной пленкой для защиты от ржавчины.
Со временем, даже при хранении в сая (ножнах), масло вытирается и нуждается в пополнении.

Влага также может накапливаться внутри сая, увеличивая риск появления ржавчины на лезвии.

Основные рекомендации по уходу:

1. Не рекомендуется хранить ножи в помещении с повышенной влажностью или непосредственно над горячими источниками.
2. Ножи с инкрустированной рукояткой лучше хранить в специальной коробке.
3. При повреждении поверхности ее восстанавливают, по технологии, зависящей от марки стали: стальной ватой, наждачной бумагой и другими абразивными материалами.
4. Обработка с применением маслосодержащих средств проводится без соприкосновения с рукояткой из слоновой кости, а для деревянных рукояток, наоборот, чтобы придать более свежий вид, используют льняное масло или растворы, для ухода за древом.
5. Если на ноже или мече появятся начальные следы ржавчины, можно использовать ластик для карандаша, чтобы проверить, можно ли удалить пятна. Это работает только для очень светлых пятен.
6. Для более сильных пятен нужно использовать влажную наждачную бумагу с зернистостью от 600 до 900, в зависимости от конкретного лезвия для удаления пятен. Влажную шлифовку выполняют параллельно лезвию, пока пятна не исчезнут, затем тщательно высушивают и немедленно смазывают маслом.

Для чистки инструментов из алмазной стали используют особые наборы, которые можно приобрести в специальных магазинах в Москве или других областных центрах.

Алмазная сталь, используемая для изготовления катаны — однолезвийного и смертоносного самурайского меча — настолько прочна, что может расколоть сверхтвердую астероидную скалу.

В настоящее время группа из четырех исследователей: трех инженеров и одного мастера-мечника из Японии работают по адаптации процесса катаны, для высокотехнологичной технологии отбора проб, которая может извлекать геологические образцы из астероидов в космосе.