Сталь 440: характеристики, плюси і мінуси для ножів

У виробництві інструментів домашнього вжитку та праці існує потреба в міцних матеріалах, здатних витримати підвищені навантаження. Одним з таких плодів індустріального розвитку стала сталь 440.

За своєю природою цей матеріал був спеціально розроблений для ножів та інших ріжучих виробів. Давайте більш детально розглянемо властивості даного матеріалу.

Характеристики стали марки 440

Як відомо, сталями називають сплав хімічного заліза з вуглецем. Почалася їх загальна історія багато століть назад. Методом проб і помилок, предки змогли визначити, що концентрація вуглецю (в якості якого деякий час застосовувався деревне вугілля) безпосередньо впливає на характеристики міцності кінцевого продукту.

Більш того, після ряду випробувань був також отриманий чавун. Вдалося встановити, що перевищення концентрації вуглецю в сплаві більше 2.14% обіцяє появою цього важкоатлета.

Але навіщо такі премудрості? Вся справа в тому, що вуглецю вдавалося стабілізувати кристалічну решітку металу, надаючи йому міцності. Платою за це стає зниження пластичності і гнучкості. Трохи поправити ситуацію стало можливо завдяки специфічним присадкам, а, якщо бути точніше, то хімічним добавкам (рисунок 1).

За своєю природою в поєднанні зі сплавами вони можуть поліпшити одні якості, погіршивши інші. Сплави – тонка наука, що вимагає грамотного розподілу компонентів. Також грає роль і процес виплавки злитка, температура і спосіб охолодження (різкі перепади температури після виплавки здатні «вбити» матеріал). Як легуючі компонентів можуть виступати неметалеві елементи, на кшталт марганцю або силікону.
Сталь 440 характеристикиМалюнок 1. Сталь 440 поєднує в собі міцність і гнучкість

Під кожну задачу існує свій сплав, наприклад, ріжучі інструменти з температурною віддачею по металу понад 200 градусів виготовляють з жароміцної, призначеної конкретно під витримку високих температур без втрат в ріжучої здатності. Такими є Р6М5К5 і Р18. Додавання вольфраму, хрому та кобальту в суміш здатна посилити міцності, знизити вразливість до зносу і корозії.

Але для повсякденного використання згодиться і сталь 440, з характеристиками, спеціально підведеними під використання в ріжучих інструментах широкого спектру дії. Характеристики марки стали 440 – оптимальні для виготовлення домашніх ножів, похідних клинків, а також специфічного спорядження на кшталт льодорубів.

Хімічний склад

Оскільки область застосування 440-вої досить невибаглива, склад її спеціально підігнаний саме під ріжучі потреби населення. Безперечно, цей матеріал, як і ряд інших, можна застосовувати в будівництві, спорудженні армованих конструкцій (рисунок 2).

Давайте розглянемо саму суть кристалічної решітки, а саме склад стали 440:

  1. Існує три типи цього матеріалу, від низьковуглецевої до високовуглецевого.
  2. Тип 440А передбачає концентрацію вуглецю в діапазоні від 0.65% до 0.75%, що відповідає простий конструкційної. Гнучкий і пластичний.
  3. Тип 440В – вже більш жорсткий, в цьому сплаві вуглець становить 0.75% часткою в межах до 0.95%.
  4. Наступний, тип 440С, з високим вмістом вуглецю від 0.95 до 1.2%, короткий опис марки стали 440С – тендітна, але міцна.

Сталь 440 складМалюнок 2. До складу матеріалу входить відразу кілька елементів

Правильна розшифровка назв марок сталі 440А / В / С всього лише показує підвищення рівня концентрації вуглецю. Від англійської А (найменше зміст) до англійської С (найвищий вміст).

Це основні відмінності, наступні елементи містяться в рівних частках:

  • Молібден – 0.75%;
  • Хром – 16% (до 18%);
  • Марганець – 1%;
  • Кремній – 1%;
  • Сірка – 0.03%;
  • Фосфор – 0.04%.

Врахуйте, що деякі елементи, як то фосфор, являють собою не що інше, як виробничі домішки.

характеристики міцності

Всі типи металів і сплавів володіють однією складною характеристикою – динамічної деформацією. Під впливом певних умов, матеріал може показувати себе з різних сторін. Вологість сприяє окисленню. Кислотне середовище піддає кристалічну решітку навантажень, знижуючи міцність. Температурні перевантаження і зовсім призводять до розширення і звуження. Така розкіш недопустима у виробництві, проте, побутові варіанти не настільки вимогливі.
Міцність стали 440Малюнок 3. Відмінна риса стали 440 – здатність добре тримати заточку

Заточка стали 440 тримається добре, адже в основному вона не схильна до деформації під впливом навантажень. Заточувати її можна як алмазним кругом, так і на звичайному точильному камені. Для похідного застосування рекомендується кут нахилу кромки в 30 градусів, для більш побутового застосування підійде 20 градусів (рисунок 3).

У кожного типу стали 440 твердість по Роквеллу різна:

  1. Тип А. Самий м’який, його показники знаходяться в межі 55-57 по Роквеллу.
  2. Тип В. Усереднений. 57-59 по Роквеллу.
  3. Тип С. Міцний. 58-60 по Роквеллу.

Межа міцності на розрив стали 440С залежить від температури відпустки, на 204 градусах це 2030 мПа. Підвищення температури при відпустці негативно позначається на результуючої міцності.

Слід зазначити, що гнучкість змінюється від С, досягаючи свого піку в А. Наприклад, якщо встромити ніж з маркою С скельний проміжок і спробувати на ньому підтягнуться, він з великою часткою ймовірності може обламати. У той час як виріб з марки А буде схильне до загинання в подібних ситуаціях. Тип В знаходиться в оптимальному ділянці між цих двох показників.

Ця марка обробляється двома способами:

  1. загартування: перегрівання понад критичною стійкості, подальше різке охолодження. Підвищує крихкість, але підсилює міцність.
  2. відпустка: нагрів нижче критичної точки (зазвичай починаючи від 204 градусів) з подальшим повільним охолодженням. Дозволяє підвищити гнучкість матеріалу без значного зниження міцності.

зварюваність

Потреба зварити два шматки металу між собою виникає аж ніяк не рідко. Однак всі три типи ножової сталі 440 володіють поганими показниками в даній області. Проблема визначається словом «важкозварювальних» і в експлуатації рекомендується не експериментувати з цим показником (рисунок 4).
Як зварити стальМалюнок 4. Зварювання даного типу металу вважається складною і практикується рідко

Якщо ризик виправданий, то зварити різновид все ж можна шляхом попереднього нагріву і застосування специфічних присадок. Також буде потрібно знизити синьо-і красноломкость шва і близько шовного зони. Доцільно подібне тільки в рамках лагодження тріснутих ділянок при неможливості заміни деталі. В іншому ж випадку, слід замінити весь пристрій.

Призначення легуючих компонентів

Для того щоб виготовити нержавіючу сталь 440 типу, необхідно легувати залізо за допомогою додаткових елементів. Легування – воно ж додавання корисних домішок – необхідно для підвищення якості матеріалу: більшої гнучкості або більшої твердості.

Листова нержавіюча сталь 440 робиться на основі:

  1. хрому – хромування, як засіб від іржавіння навіть при підвищеній вологості, підвищення міцності в кілька разів.
  2. Марганцю і кремнію – запобігання окислення під час плавлення під температурами понад 1600 градусів, утримання граничної планки твердості матеріалу.
  3. молібдену – загартовування матеріалу, підвищення зносостійкості, сприяння якісному прокаливанию і загартуванню без тріщин.
  4. Сірки і Фосфору – додавання корисних домішок.

аналоги

Серед близьких за властивостями до стали 440 з її характеристиками можна виділити японські марки AUS6, AUS8 і AUS10. Їх використовують найчастіше на території Тайваню для виготовлення недорогих ножів. Рідше підвиди AUS використовуються європейськими та американськими компаніями для виробництва кованих клинків. Аналоги практично не відрізняються за складом і, відповідно, технічним характеристикам (малюнок 5).
Сталь 440 аналогиМалюнок 5. Аналоги стали 440 не поступаються їй в міцності

Однак користувачі AUS частіше відзначають, що клинки можуть покривати незначним нальотом іржі. Також основною відмінністю стає твердість стали 440 по Роквеллу, – аналоги містять менше хрому в складі, що призводить до ослаблення зносостійкості. Втім, у менший вміст хрому є і зворотна сторона – AUS більш гнучка.

Застосування для ножів

Для виготовлення ножа 440 сталь, характеристики якої перевершують параметри більшості аналогів, є ідеальною основою. Вироблені на її основі клинки і інструменти відрізняються довговічністю, що не затираються і не дряпаються, мають максимальну міцність (рисунок 6).
Сталь 440 застосуванняМалюнок 6. Метал застосовується не тільки для виробництва зброї, а й у багатьох інших сферах

Де застосовується сталь 440: у виробництві хірургічних інструментів і машинних деталей, штифтів, підшипників і навіть насосів. Особлива увага приділяється похідним, туристичним мисливським клинкам. Для більшості якісних ножів складного типу, які можна придбати в туристичних магазинах або військторгу, 440 марка також є основою.

Більш детальні характеристики стали 440 наведені в відео.

Ссылка на основную публикацию