Какая марка стали самая прочная

Особенности высокопрочных сталей

  1. Общее описание
  2. Марки
  3. Применение
  4. Сварка
  5. Какая сталь самая прочная в мире?

Знание особенностей высокопрочных сталей — в том числе и того, какая из них самая прочная, — очень полезно для заказчиков металлургической продукции. Внимание придется уделить конкретным маркам и расшифровке их маркировки. Также актуальными темами будут применение таких металлов и ГОСТ на них, состав и свойства сталей конкретного типа, их сварка.

Общее описание

Начать следует с определения того, что же, собственно, следует считать высокопрочными сталями. В России под таким термином подразумевают сплав железа с углеродом, который способен переносить более или менее длительное время нагрузку 1800—2000 МПа и выше. Помимо этого показателя, очень важен и другой момент — хорошая устойчивость к хрупкому разрушению. Дополнительно требуется контролировать пластичность и вязкость. Только при четком соблюдении всех этих моментов металлургии производители могут заявить, что они действительно делают высокопрочный металл.

Марки

Среди упрочненных сплавов популярностью пользуется низкоотпущенная сталь со средним легированием. В ней содержится от 0,25 до 0,4% углерода. Специалисты научились значительно повышать в таких сплавах вязкость и пластичность. Их состав включает:

Популярная марка 30ХГСА выпускается согласно различным ГОСТ — сообразно форме исполнения. Так, сортовой прокат должен соответствовать стандарту 4543 от 1971 года. Калиброванные прутки делают по ГОСТ 8559-75. А для полос применяют ГОСТ 103-2006, и это еще не полный перечень. Необходимая прочность поддерживается за счет старения мартенсита.

Такие мартенситно-стареющие стали имеют привлекательные технологические свойства. После закаливания они будут весьма пластичны и хорошо обрабатываемы режущим инструментом. Вырабатывают эти металлы в индукционных печах либо электрошлаковой плавкой. Мартенситно-стареющие стали имеют иногда высокую коррозионную устойчивость. Рассмотреть их состав уместно на примере маркировки 03Х9К14Н6М3Д.

В нее входят:

Также стоит обратить внимание на ПНП-стали, делящиеся на две подгруппы. Одна имеет полностью аустенитную структуру — и называется еще трип-сталями. В таком виде сплавов создается высокая концентрация никеля и прочих стабилизирующих аустенит компонентов. Это существенно удорожает продукцию. Свариваемость ПНП-металла ограничена, обработать его механически также будет весьма трудно.

Многофазные марки стали содержат аустенит, обогащаемый углеродом. В процессе деформации или при активном механическом воздействии он будет преобразовываться в мартенсит. Концентрация углерода составляет 0,2%. Доля марганца достигает 1,5%.

Подобные стали, наряду с высокой прочностью, имеют еще одно хорошее свойство — они легко деформируются, что позволяет получать конструкции со сложной геометрией.

Говоря про другие марки, надо упомянуть еще 20Х2Г2СНВМ. При концентрации углерода 0,18—0,25% она содержит также:

Среди трип-сталей выделяется 30Х9Н8М4Г2С. Это метастабильный аустенитный сплав. В его состав входят:

2% марганца и кремния.

Применение

Особо стойкие марки стали применяют не только для болтов и других крепежей. Тот же сплав 30ХГСА используют, чтобы делать:

прочие улучшаемые части, эксплуатируемые при температуре до 200 градусов;

сварные конструкции, применяемые для ответственных работ;

прочие изделия, рассчитанные на знакопеременные нагрузки.

Марка 35ХГСА после грамотного отпуска прочнее предыдущего сплава. Такой материал подойдет для получения:

сварных сложных деталей;

прочих изделий, рассчитываемых на особые нагрузки.

Примечательна сталь ЭИ643. Она подходит для дисков и валов. Из нее делают шестеренки редукторов и различные крепежи. Ее, наряду с 30ХГСА и ВЛ-1, используют даже в авиационной промышленности. Мартенситно-стареющая сталь представлена еще и сплавом Н18К9М5Т; здесь аналогами будут:

Мартенситно-стареющий металл может работать при охлаждении до — 196 градусов и при нагреве до 400 градусов. Допускается его эксплуатация в среде со слабой химической агрессивностью. Такие вещества имеют превосходную эрозионную стойкость. Хорошими примерами являются:

Такие металлы применяют, чтобы делать:

резервуары, рассчитанные на высокое давление;

зубчатые передачи различных моторов;

двигательные валы на вертолетах.

Сварка

Высокопрочные стали варят по особой технологии. Среднеуглеродистый легированный металл относительно вязок и пластичен. Рессорная сталь с легирующими компонентами варится при условии непременной предварительной термической обработки. В ходе самой работы требуется обеспечить подогрев. Но и после окончания сварки придется заниматься термообработкой.

Средние по содержанию углерода сплавы отличаются хорошей прокаливаемостью. Прогрев свариваемых изделий не понижает скорости падения температуры. Это приводит к ускоренному росту зерен. Вывод прост: варить подобный металл следует без заблаговременного подогрева.

Однако могут использоваться специализированные методики: блочная, каскадная сварка, работа на укороченных участках.

Иногда используются специальные приспособления, подогревающие шов. Это позволяет поддержать его дольше при заданной температуре. Чтобы перегреть сталь, исключая возникновение мартенситной структуры, могут применять отжигающие валики. Концентрация углерода в создаваемом шве должна составлять максимум 0,15%. Иначе обстоят дела при сварке на умеренно легируемых глубоко прокаленных сталях особой прочности.

Это требует подбора сварочных материалов, позволяющих формировать швы с повышенной деформационной способностью. Такое свойство должно достигаться при ограниченном насыщении ванны водородом. Недопустимо применение электродов с органическими покрытиями. В шве должно содержаться максимум:

1,5% хрома и марганца;

0,5% кремния и ванадия;

Среднеуглеродистый металл варят под аргоновой защитой. При этом используют неплавкий электрод. Присадочное вещество подбирают сообразно применяемому газу.

Улучшить работу помогает использование активирующего флюса. Он позволит отказаться от разделки кромок.

Какая сталь самая прочная в мире?

Наивысшую прочность имеет нитинол. Такая сталь известна также как SM-100. Изначально ее создавали для использования в ракетах в США. Этот металл весьма прочен и отличается жесткостью. Сегодня SM-100 применяют широко и для изготовления ножей.

Ножевой ликбез: самая твердая сталь в мире

Возможно на вполне увлечения ножами, вы начали разбираться в типах сталей, характеристиках и особенностях. Однако, многие представители ножевого сообщества считают, что самыми твердыми сплавами являются инструментальные порошковые сплавы американского или европейского производства. Но это не так.

Давайте же вместе найдем ответ на вопрос, который заботит многих из нас — что является самой твердой сталью, известной человечеству? Короткий ответ — нитинол, также известный как Ni-Ti-Nol.

Ножи из этого сплава высоко ценятся среди известных коллекционеров. Не только благодаря своей твердости, но и за счет способности приобретать яркую и непредсказуемую окраску в процессе термической обработки.

Нитинол, также известный как Ni-Ti-Nol, был впервые обнаружен еще в 1959 году учеными Уильямом Булером и Фредериком Вангом в лаборатории военно-морских сил. Сокращение Ni-Ti-Nol означает «лаборатория никель-титановых сплавов».

Булер и Ванг искали сверхупругий сплав для носовых конусов ракет, который был бы гибким при экстремальных температурах, но после охлаждения вернулся бы в свою первоначальную форму. Их усилия увенчались успехом. Но полученный ими прочный сплав был настолько сложен в обработке, что не использовался в течение долгого времени.

Как нитинол стал SM-100

Интерес к этому металлу пришел много лет спустя и, как водится, «оттуда откуда не ждали». Угадайте с одного раза, кого может заинтересовать высокотвердый и редкий сплав, который дает яркий и непредсказуемый узор в процессе термической обработки?

Ножевой дизайнер Дуэйн Двайер из Strider Knives заинтересовался нитинолом еще в 2005 году, когда искал сплав сверхтвердых металлов, который не ржавел бы. Он обратился к металлургу и другу Скотту Деванне, вице-президенту по технологиям SB Specialty Metals, и поинтересовался возможностью производства нитинола с использованием технологии, которая никогда не применялась.

Вскоре после этого Скотт познакомил Дуэйна с Эриком Боно, металлургом и производителем ножей, который также интересовался нитинолом, и они втроем начали изучать возможности создания клинков из этого сплава.

Обладая знаниями и опытом в области металлургии, Боно в 2006 году разработал рабочий вариант сплава, получивший название «SM-100», в виде порошкового металла. Еще несколько лет ушло на рафинирование сплава и процессов, и в 2009 году Боно и его деловой партнер Фред Йолтон создали компанию Summit Metals LLC для производства SM-100.

С тех пор SM-100 (60% никеля и 40% титана), который компания продает под названием «HIPTiNite», завоевал интерес не только у ножевой промышленности, но и у американского космического агентства NASA и у представителей различных команд Формулы-1.

Свойства стали SM-100

Запатентованный и брендированный сплав SM-100 нитинола, как и его предшественник, чрезвычайно прочен и очень тяжело поддается обработке. Например, одна шлифовальная лента может использоваться для шлифовки нескольких ножей из нержавеющей стали, однако для одного ножа из сплава SM-100 требуется несколько лент. Как правило, шесть и более лент.

Естественно, что работа с таким сплавам доступна только небольшому количеству найфмейкеров. Изготовленные и продаваемые в небольших количествах ножи из SM-100 стоят недешево. Если добавить к этому стоимость ремней и дополнительное время на грамотную обработку материала, то стоимость одного ножа, как говорится, улетает в космос. По словам создателей сплава, нож из SM-100 можно бросить в соленую морскую воду и через 50 лет вы не найдете на нем ни капли коррозии.

Во время разработки SM-100 Боно обнаружил, что он может быть окрашен в теплые оттенки, превращаясь в изысканную радугу цветов. Благодаря содержанию титана, SM-100 окисляется при термической обработке, как и другие сплавы, содержащие титан, но процесс достижения цветовых эффектов совершенно иной. Однако, создатели уверяют что дело не только в высокой температуре. Боно уверен, что магия происходит во время процесса термообработки, в котором он допускает попадание небольших воздушных пузырьков на поверхность ножа. Перед термообработкой клинки обматываются фольгой, под которой сознательно оставляются воздушные каналы.

Читайте также  Стали перлитного класса марки

При термической обработке на клинке возникают различные цветовые сочетания в зависимости от содержания кислорода на определенных участках. Учитывая относительную новизну этого сплава, будем надеяться, что мы еще о нем услышим и, может быть, даже увидим в ближайшее время на территории Российской Федерации.

Какая сталь для ножей самая лучшая: рейтинг топ 10

Стальные ножи отличаются своей долговечностью, устойчивостью к коррозии и повреждениям. Эти свойства зависят от состава сплава и качества его термообработки. При выборе ножа нужно не только ориентироваться на область его применения, но и обращать внимание из какой стали он выполнен. Какая сталь для ножей лучшая, рассмотрим в данной статье.

  1. Характеристики стали
  2. Состав стали
  3. Рейтинг — топ 10 сталей

Характеристики стали

Свойства стали зависят от добавления в сплав легирующих веществ. Но в целом материал для изготовления ножей ценится за следующие характеристики:

  • прочность, упругость, что придает изделию устойчивость к продольному изгибу;
  • выдерживает широкий диапазон температур (от — 30 до + 100 градусов Цельсия);
  • твердость, которая оценивается по шкале Роквелла (оптимальным показателем для ножей считается 55 и выше единиц);
  • устойчивость к внешним воздействиям, антикоррозийные свойства;
  • продолжительность удержания заточки (лезвие будет реже тупиться у изделия из твердой стали, но затачивать его сложнее и лучше у профессионалов своего дела).

Состав стали

Сталь является металлом, где основными компонентами выступают железо и углерод. Дополнительные вещества называются легирующими и придают стали особые свойства, улучшают ее характеристики. Жесткость материала зависит от количества углерода в его составе и по типу разделяют низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую сталь.

Для изготовления ножей используют металл с примесями, они придают ему следующие дополнительные свойства:

  • марганец – прочность;
  • хром – устойчивость к коррозии;
  • молибден – снижает ломкость клинка, дает возможность закалить его до максимальной жесткости;
  • кремний – прочность, устойчивость к внешним воздействиям;
  • вольфрам – прочность, защита от ржавчины;
  • никель – устойчивость к коррозии;
  • ванадий – упругость, долговечность, защита от агрессивного воздействия веществ.

Рейтинг — топ 10 сталей

Самые популярные марки стали для ножей.

  1. Сталь M390.

Сталь австрийского производства уверенно держит высокий уровень популярности на протяжении нескольких лет. Известные компании — изготовители ножей активно используют ее в своем производстве. По своим характеристикам сталь М390 относится к премиум-сегменту, но не проста в закалке, а именно ее качество оказывает решающее влияние на конечный результат.

М390 является мартенситной хромистой порошковой сталью. Она получила широкое применение в станкостроении, где необходимо обрабатывать твердые материалы, в изготовлении хирургических и медицинских инструментов, в производстве ножей среднего и высокого класса.

Состав:

  • хром – 20,0 %;
  • ванадий – 4,0%;
  • углерод – 1,9 %;
  • молибден – 1,0 %;
  • кремний – 0,7 %;
  • вольфрам – 0,6 %;
  • марганец – 0,3 %.

Преимуществами М390 являются высокие антикоррозийные показатели, превосходной износостойкостью и режущей способностью.

К недостаткам можно отнести только необходимость правильно закаливать и затачивать профессионально.

Аналоги стали М390: CTS-XHP, CTS 204P, Duratech 20CV (CPM 20CV).

  1. Сталь D2.

Сталь D2 проверенная временем, показавшая себя хорошо и стабильно, в сочетании с адекватной стоимостью. Это инструментальный легированный сплав. Страна-производитель США.

Область применения достаточно широкая, даже несмотря на возможность подвергаться коррозии. В промышленности широко используют для изготовления высокоскоростных резцов.

Состав:

  • хром – 12,0 %;
  • ванадий – 1,1 %;
  • углерод – 1,5 %;
  • молибден – 1,0 %;
  • кремний – 0,6 %;
  • никель – 0,3 %;
  • марганец – 0,6 %.

Ножи их стали D2 долго сохраняют заточку благодаря высокой прочности материала. Но нет стопроцентной защиты от ржавчины.

Аналоги стали D2: Х12МФ, Х155CrVMo12-1.

  1. Сталь Х12МФ.

Марка стали Х12МФ российского производства, легированная инструментальная штампованная. Достаточно легкая в обработке, обладает высокими антикоррозийными показателями и отличается недорогой ценой.

Широко применяется в производстве изделий сложной формы для тяжелого машиностроения. Востребована для изготовления клинков охотничьих ножей. По шкале Роквелла закалка составляет 59-61 единицу.

Состав:

  • хром – 11,75 %;
  • ванадий – 0,07 %;
  • углерод – 1,55 %;
  • молибден – 0,5 %;
  • кремний – 0,3 %;
  • никель – 0,35 %;
  • марганец – 0,3 %.

Преимущества: твердость, высокие режущие свойства, стойкость к износу.

Аналоги стали Х12МФ: D2, Х6ВФ, Х12Ф1, Х12ВМ, 2310, 1.2379.

  1. Сталь ELMAX.

Австрийская сталь Elmax порошковый инструментальный металл, отличающийся очень высокими противокоррозийными свойствами. Он прочный, прост в заточке, долговечен. В сочетании с этим Elmax имеет невысокую себестоимость, обеспечивающую идеальный баланс цены и качества.

Нашла широкое применение в изготовлении ножевых клинков, а также режущих элементов станков по обработке пластмассовых изделий.

Состав:

  • хром – 18 %;
  • ванадий – 3 %;
  • углерод – 1,7 %;
  • молибден – 0,1 %;
  • кремний – 0,8 %;
  • марганец – 0,3 %.

Преимущества: клинок из стали Elmax имеет высокие режущие свойства, легко поддается заточке, не заржавеет.

Среди отрицательных характеристик следует отметить низкую прочность на излом.

Аналоги стали ELMAX: S30V, RWL34.

  1. Сталь 95Х18.

Легированная мартенситная нержавеющая сталь российского производителя. Сложна в обработке, очень требовательна к закалке, но недорогая в сравнении с аналогами. Диапазон закалки: 58 — 60 HRC.

Применяется в изготовлении деталей механизмов, подвергающихся высокому износу: втулки, подшипники, оси и т.д.

Состав:

  • хром — 18 %;
  • никель — 0,6 %;
  • углерод — 1,95 %;
  • кремний — 0,8 %;
  • марганец — 0,8 %.

Плюсы: нержавеющий материал, прочность, износостойкость (при соблюдении процесса закалки).

Минусы: сталь сложна в обработке, не переносит сильные нагрузки на излом.

Аналоги стали 95Х18: 440B, 440C, 1.4125

  1. Сталь VG-10.

Высокоуглеродистая, устойчивая к коррозии японская сталь. Особую твердость и вязкость придает используемый в составе кобальт. Диапазон закалки: 60 — 63 HRC. Многие мировые бренды выбирают именно VG-10 для изготовления клинков к своим ножам.

Состав:

  • хром — 14,5-15,5 %;
  • кобальт — 1,3-1,5 %
  • углерод — 0,95-1,05 %;
  • молибден — 0,9-1,2 %;
  • ванадий — 0,10-0,30 %.

Плюсы: высокие показатели устойчивости к коррозии, легко затачиваются, долго сохраняют заводскую остроту.

Минусы: высокая стоимость за счет применения в составе кобальта.

Аналоги стали VG-10: ATS-34, ATS-55.

  1. Сталь CPM S30V.

Высокоуглеродистая нержавеющая марка стали производства США. Ножи из нее отличается высокими режущими свойствами и особой прочностью. Самая сбалансированная из подобных по составу. Диапазон закалки: 58 — 60 HRC. Используется для производства клинков для ножей многих известных компаний.

Состав:

  • хром — 14 %;
  • углерод — 1,45 %;
  • молибден — 2,0 %;
  • ванадий — 4,0 %.

Плюсы: ножи этой стали отлично режут, прочны на излом и износостойкие. Подходит идеально для серийного и штучного производства ножей среднего и высшего сегмента.

Аналоги: D2, 440C и 154CM.

  1. Сталь 440C.

Еще одна марка стали американского производства. Хромистая, твердая нержавейка. За свои свойства (долго сохраняет режущий край острым и легко поддается заточке) широко применяется в изготовлении клинков. Сталь 440С считается стандартом среди ножевых сталей.

Состав:

  • хром — 17 %;
  • фосфор — 0,04 %;
  • углерод — 1,1 %;
  • кремний — 1,0 %;
  • молибден — 0,75 %;
  • сера — 0,03 %.

Преимущества: режущая кромка сохраняет свою остроту длительное время, нержавеющий материал, легко затачивается при высокой твердости.

Недостатком является довольно высокая цена в аналогичном сегменте.

Аналоги: 95Х18, X102CrMo17, Z100CD17, AUS-10.

  1. Сталь AUS-8.

Нержавеющая сталь японского производства. В сочетании с относительно низкой ценой придают изделиям достаточную механическую выносливость, гибкость и твердость. Диапазон закалки: 56-59 HRC. Область применения сосредоточена в основном на изготовлении ножей.

Состав:

  • хром — 14,5 %;
  • марганец – 0,4 %;
  • углерод — 0,8 %;
  • кремний — 0,6 %;
  • молибден — 1,1 %;
  • ванадий – 0,3 %.

Плюсы: клинки из стали AUS-8 обладают отличными режущими свойствами, хорошо переносят механическое воздействие, не заржавеют.

Аналоги стали AUS-8: 440С, АЕВ-L, 8Cr13MoV, 75Х16МФ, 95Х18.

  1. Сталь ZDP-189.

Еще один японский представитель стальных сплавов. Порошковая инструментальная сталь с высоким уровнем углерода и хрома в составе. Самая сбалансированная среди высокоуглеродистых вариантов. Используется в производстве ножей.

Состав:

  • хром — 19,0-20,5 %;
  • марганец — 0,5 %;
  • углерод — 3,0 %;
  • вольфрам — 0,6 %;
  • кремний — 0,35 %;
  • молибден — 0,9-1,0 %;
  • ванадий — 0,25-0,35 %.

Плюсы: ударопрочность, высокая устойчивость к коррозии.

Какой металл самый прочный? — Их виды и применение

На сегодня человечеству известны 118 химических элементов. Среди них 96 – это металлы. Все они, за исключением ртути, в естественном природном состоянии находятся в твердом виде и характеризуются разной твердостью, хорошо проводят электрический ток. Если единственный жидкий из них – ртуть, то какой металл самый прочный?

Читайте также  Чернение стали ортофосфорной кислотой

Самые прочные металлы в мире

Все относительно, в том числе и анализ прочности материалов. Сравнения нужно проводить по единым критериям, при соблюдении одинаковых условий. Сделать это практически невозможно.Ту же относительную твердость можно рассматривать как по шкале Мооса, так и по методам Бринелля, Виккерса, Шора и пр. Существует еще ряд параметров, позволяющих произвести сравнительный анализ различных материалов. Оценивать, какой самый крепкий металл в мире, нужно с учетом показателей:

  • предела прочности при растяжении;
  • модуля Юнга;
  • относительной твердости;
  • предела текучести и других.

От чего зависит прочность металлов?

Если понятие «надежность» свойственно для характеристик готовых конструкций, сооружений или изделий, то металлы или их сплавы должны быть заведомо не хрупкими. Иначе элементы любого объекта, подвергающиеся нагрузкам на растяжение или изгиб, не смогут быть надежными при эксплуатации. Поэтому прочность считается одним из основных механических показателей. Силовая ненадежность проявляется в том, что любая нагрузка, превышающая порог прочности и усиливающаяся в точках концентрации напряжений, вызывает разрушение.

Какие же тогда самые прочные металлы? Те, что способны нивелировать силовые перегрузки локального и общего характера внутри материала, обеспечить оптимальную пластичность и надежность при использовании. Устоять перед разрушением под воздействием внешних нагрузок.

Надежность любого металла зависит от его вязкости, предельной и начальной прочности. Максимальное значение напряжения, оказываемое на металл до начала фазы его разрушения, принято считать пределом прочности (ПП). Кратковременная его величина определяется при исследованиях на деформацию, растяжение. Для сравнения приведены пределы кратковременой прочности для некоторых сталей по ДСТУ 7809:

Металл

ПП(МПа)

Выделяют несколько ПП:

  • на сжатие. Способность металла выдерживать нагрузки, провоцирующие его на уменьшение в размерах;
  • на растяжение/разрыв. Сопротивляемость материала растягивающим нагрузкам;
  • на изгиб. Максимальное напряжение, которое выдерживает металл при влиянии изгибающих нагрузок.

На величину предельной прочности влияет наличие/отсутствие в металле примесей, способных повысить/понизить ее значение.

Самый прочный металл и предел текучести (ПТ)

ПТ обозначает промежуточное стояние между конечным этапом упругой фазы и началом пластической деформации. Если порог ПТ превышен, формоизменение изделия становится необратимым (пластичным). Так как у холоднокатанной стали и многих других материалов ПТ выражен слабо, то для них оперируют условным пределом текучести – напряжением, вызывающим пластичную (необратимую) деформацию, степень которой составляет 0,2%.

Вольфрам

На земном шаре самый прочный металл, хотя и мало распространенный в его недрах, но входящий в состав инструментальных и самых тугоплавких сплавов, вольфрам (Wolframium) или W. В основе его кристаллического строения лежит объемно-центрированная кубическая решетка.

Свойства

Вольфрам светло-серого цвета, похож на сталь. Характеристики позволяют использовать его для жаропрочных сверхтвердых сплавов и сталей, эксплуатируемых в предельно высокотемпературном поле. Другие физические характеристики:

Параметр

Значение

Твердость, кгс/мм 2

Плотность, (г/ см 3 )

линейного термического расширения (10 в минус 6) (м/мК)

Как видно, вольфрам имеет наименьший коэффициент линейного расширения, что объясняется постоянством атомной решетки. Прочность возрастает при холодной деформации. Из недостатков: низкая пластичность, высокая вероятность ломкости при отрицательных температурах, плохая свариваемость и обрабатываемость резанием, невысокая окалиноустойчивость. Нивелировать эти недостатки при легировании стали вольфрамом помогает добавление других химических элементов.

Области применения

Металл востребован как в чистом виде, так и в твердых, жаропрочных, контактных и износостойких сплавах на основе карбида вольфрама. Коррозионная устойчивость способствует применению в жидкометаллических составах ртути, лития, натрия, калия, востребованных в энергоустановках. Вольфрам также незаменим и в других областях:

  • как легирующий или основной компонент инструментальных, быстрорежущих сталей (Р6М5, Р6М5К5, Р6М5Ф3);
  • при производстве сверл, фрез, пуансонов, штампов;
  • как основной компонент для нитей накаливания, неплавящихся сварочных электродов дуговой сварки, катодов и деталей конструкций мощных электровакуумных приборов;
  • в производстве сопловых вкладышей твердотопливных двигателей;
  • при изготовлении деталей электростатического ионного двигателя из порошка вольфрама;
  • в качестве заготовки – штабики/слитки – для проволоки, прутков, ленты, в виде мелкодисперсных порошков – для изготовления твердых сплавов.

В чистом виде вольфрам нашел применение в электронике, текстильной, горнодобывающей и химической промышленности, медицине, в производстве катодов и анодов электронных устройств.

Осмий

Наглядный представитель редчайших драгметаллов платиновой группы серебристо-голубого цвета (кристаллы) и темно-синего (в слитке) – осмий. Из-за хрупкости и высокой твердости в чистом виде в природе практически не встречается, присутствует в метеоритном металле. Состоит из соединений изотопов. Их 7, один из которых радиоактивный. Самый ценный, содержащийся в малом количестве (всего 1,6%), и дорогой, осмий-187.

Осмий существует в виде различных форм-соединений с другими химическими элементами. Наиболее распространенные его «компаньоны» – иридий и платина. Входит в состав медной, никелевой руды. Сопутствует натуральной платине. Выделяется из обогащенных пород, путем прокаливания в воздухе при высоких температурах (800-900°С). Из 10000 тонн сырья, содержащего платиновые металлы, добывается всего лишь 28 г осмия.

Свойства

Утверждать, что осмий самый крепкий металл, проблематично из-за его достаточно высокой хрупкости. Но то, что это второй по тяжести металл – факт бесспорный (тяжелее только иридий). Кроме высокой плотности и массы, компактный осмий можно рассматривать как химически устойчивый, довольно твердый материал. Он практически не поддается обработке.

Параметр

Единицы измерения

Значение

Плотность (при н.у.)

Твердость (по Виккерсу/по Моосу)

Редкий и полезный металл труднодоступен. Его добыча обходится слишком дорого, а годовая производительность составляет несколько сотен килограммов. К тому же тетраоксид осмия OsO4 характеризуется высокой агрессивностью, опасен для слизистых, дыхательных путей. В химические реакции со щелочной, кислотной средой, как и с водными осматами, не вступает. Зато взаимодействует с кислородом, парами серы, селеном и другими веществами, находясь в порошкообразном состоянии. Искусственно выращивают (выделяют) осмий методом газового транспорта. Он не поддается обработке давлением, плавится в вакуумных установках.

Области применения осмия

Небольшие партии добычи и уникальные свойства делают Os с атомным номером 76 востребованным лишь в крайних случаях, где его применение максимально оправдано:

  • датировка, анализ кварцев пограничного слоя между Меловым и Третичным периодами;
  • добавка в сплавы для повышения их износостойкости и долговечности;
  • как покрытие на узлах механизмов, активно подвергающихся трению;
  • осмий-187 – в аэрокосмической, военной области;
  • производство точных деталей в машиностроении – в сплавах Osmium и Iridium;
  • получение кардиостимуляторов (сплав, содержащий 90% Pt и 10% Os), медицинских инструментов;
  • добавка в микродозах к сталям режущего типа для увеличения остроты лезвий ножей;
  • чистый металл, как катализатор, при гидрировании органических соединений, для получения аммиака, лекарств;
  • в нитях ламп накаливания, часовых механизмах и компасах;
  • производство осей, опор и опорных гнезд в высокоточных измерительных приборах из твердого и немагнитного осмия.

Иридий

Химический элемент и металл – иридий (Ir) с плотностью 22,65 г/см³ – делит пальму первенства, как самый тяжелый и тугоплавкий элемент, с осмием. Но его можно характеризовать и как самый прочный металл, к тому же редкий: годовая добыча в мире не превышает 10 тысяч кг. По мнению ученых, основные запасы Ir находятся в земном или внешнем ядре. Драгметалл бело-золотого цвета, характеризуется высокой инертностью. Существует вид платоноида со смешанными двумя изотопами: 191 (доля Ir – 37,3 %) и 193 (Ir – 62,7 %). В природе находится в самородном состоянии, встречается как смесь с Pt или Os. Любое из таких соединений можно характеризовать, как самый твердый сплав, долговечный и крепкий. Существует закономерность: там где есть самородная платина, ищите осмистый иридий. Налажено также искусственное производство Ir из переработанной платиновой руды. Это побочный продукт при добыче никеля. Известны три синтетических изотопа (191,192,193).

Свойства

Иридий принадлежит к группе благородных металлов. Характеризуется высокой химической стойкостью. Не вступает в реакцию с водой, устойчив в воздушной среде. Инертен к царской водке, ко всем кислотам, а также их смесям в температурном поле до 100°C.

ВЫБОР СТАЛИ ДЛЯ НОЖА

Один из основных вопросов, которым задаётся человек (по крайней мере из числа тех людей, кто уже хоть немного «в теме») при покупке ножа, это — из какой стали изготовлен клинок. Так же большую роль играет геометрия клинка и удобство рукояти, но на мой взгляд, всё-таки, важнейшую роль при выборе ножа играет сталь, потому как будь нож трижды удобен, приятен и симпатичен, править его каждые две минуты согласятся далеко не все. Хотя и в стали возможны подводные камни в виде кривенькой термообработки, ввиду чего хорошая, в общем-то, марка будет показывать очень посредственные результаты. Но это, в большей степени, относится к кузнецам-одиночкам, которые делают термообработку «на глазок», хотя и у серийных производителей бывают подобного рода проблемы, но всё же встречаются они значительно реже. И стоит помнить, что есть сталь «X», а есть сталь «X» от производителя «Y» и это могут быть весьма разные по своим свойствам железки.

Читайте также  Отпуск стали виды и назначение отпуска

Кроме того, основное предназначение ножа (для определённой прослойки людей это будет откровением) — резать. Висеть, отжимать двери, поддевать канализационные люки, вскрывать банки с консервами большинством ножей тоже, в общем-то, можно, но некоторыми это получается сделать только один раз. Поэтому, исходя из задачи (резать), попытаемся понять, какие стали из всего многообразия (кроме совсем уж редких и экзотических экземпляров), представленного сейчас на ножевом рынке, подходят нам лучше всего, ну и попутно выясним, какие из них наиболее устойчивы к ковырянию люков (тут стоит заметить, что, всё же, в большей степени, на хрупкость клинка влияет его геометрия, а не сталь).

Весьма популярная железка у заморских кузнецов. Прочная, недорогая, но быстро ржавеет.

Используется в ножах Randall.

1095 / 1080 / 1070 / 1060 / 1055 / 1050 и т.д.

Простая и дешёвая углеродка, аналог российских инструментальных сталей (У8, У10А и т. д.). С убыванием номера после 10, убывает и количество углерода в стали, следовательно сталь становится более мягкой и хуже держит режущую кромку. Поэтому 1050 и 1060 частенько применяются для изготовления мечей, где важна пластичность и стойкость к ударным нагрузкам. В ножах же наиболее часто встречается 1095. Существенный минус — очень низкая коррозионная стойкость.

Яркий пример производителя использующего эту сталь Kabar (1095) и Cold Steel (1055).

Шарикоподшипниковая сталь, весьма популярная у ножеделов. Хорошо держит режущую кромку, но обладает невысокой прочностью и не стойка к коррозии.

Так называемый «быстрорез», то есть сталь, сохраняющая свои свойства при воздействии высоких температур. Хорошо держит режущую кромку. Из минусов стоит отметить низкие коррозионную стойкость и стойкость к ударным нагрузкам.

Сталь, известная своими прочностью и хорошим удержанием режущей кромки. Обладает невысокой коррозионной стойкостью, поэтому требует ухода.

Самая простая ножевая сталь. Используется везде, где только можно (дешёвые кухонные ножи, всевозможные китайцы в ларьках сделаны именно из неё). Из плюсов — низкая стоимость и высокая коррозионная стойкость, быстро правится. Из минусов — мягкая (содержание углерода всего около 0.5%), плохо держит режущую кромку.

Обе эти стали похожи на 440А. 420HC активно используется американской фирмой Buck и их 420 весьма разительно отличается от 420 других производителей, так как благодаря криогенной обработке, Buck выжимает из неё всё возможное.

12С27 это шведская сталь с содержанием углерода около 0.6%.

440A / 440B / 440С

Все три стали обладают высокой коррозионной стойкостью. Содержание углерода в них составляет — 440А (0,75%), 440В (0,9%), 440С (1,2%), соответственно режущую кромку они держат (особенно 440C) неплохо и обладают высокой твёрдостью (56-60 HRC). 440C считается одной из самых сбалансированных по своим свойствам ножевых сталей.

Сталь N690 довольно редко встречается. В её состав входит кобальт и она, по сути, является улучшенной версией 440C.

AUS-4 / AUS-6 / AUS-8 / AUS-10

Это японские нержавеющие стали, сравнимые по своему составу и характеристикам с американскими 440A, 440B и 440C (кроме AUS-4, которая ближе к 420). В отличии от 440 семейства, AUS’ы содержат ванадий, который добавляет им износостойкости.

Из известных производителей, работающих с этой сталью можно отметить Al Mar (AUS-6), Cold Steel (AUS-8A).

154-СМ — американская сталь, а ATS-34 — японский аналог от компании Hitachi. И в том, и в другом варианте это качественная сталь, которая хорошо держит режущую кромку, имеет хорошую коррозионную стойкость (хотя, всё же, уступает 440 семейству) и достаточную вязкость.

Используется в ножах компаний Spyderco и Benchmade.

Очень похожа на ATS-34, но не содержит молибден, благодаря чему, она более дешевая. Используется компанией Spyderco.

Японская сталь, разработанная фирмой Takefu Special Steel Co. Удержание режущей кромки приемлемое (на мой взгляд, примерно на уровне AUS-8, но вообще сильно зависит от ТО), практически не ржавеет. Из отличительных особенностей стоит отметить тот факт, что при заточке нож из этой стали очень быстро выводится в бритву.

BG-42 очень похожа на ATS-34, но имеет несколько существенных отличий от неё, а именно — содержание магния в два раза больше и имеется ванадий в количестве 1.2%. Благодаря этому BG-42 держит режущую кромку лучше, чем ATS-34.

Сталь D-2 изредка называют «полу-нержавеющей». Она содержит около 12% хрома, что слегка не дотягивает до полноценной коррозионно стойкой стали (это, напомню, 13%). D-2 (наравне с нашей Х12МФ, являющейся практически полным её аналогом) замечательно держит режущую кромку, и практически не ржавеет (ну разве что может слегка потемнеть если нож надолго оставить мокрым), но она не очень хорошо относится к ударным нагрузкам. Это вовсе не означает, что ей нельзя рубить, просто делать это нужно аккуратнее, чем той же 1095.

Её используют Benchmade, Bob Dozier и другие производители.

СРМ S30V / СРМ S60V / СРМ S90V

Семейство CPM это — порошковые стали. S30V Пожалуй самая сбалансированная по своим свойствам сталь на данный момент. Обладает высокой коррозионной стойкостью, ударной вязкостью, хорошо держит режущую кромку и правится достаточно быстро.

S60V и S90V держат режущую кромку дольше, чем S30V, но они более хрупкие и точить их значительно сложнее.

S35VN разрабатывалась как улучшенный вариант S30V. Она превосходит последнюю по такому важному показателю как ударная вязкость, а кроме того легче полируется.

Высоко углеродистая (3%) порошковая сталь, производится японской корпорацией Hitachi Metals. Великолепно держит режущую кромку, но несмотря на 20% хрома всё-таки весьма не стойка к коррозии, так что ухаживать за ней лучше, как и за углеродкой. Кроме того, ZDP-189 весьма хрупкая сталь и не любит ударные нагрузки, а также капризна в заточке. Прочность примерно в три раза ниже, чем у ATS-34.

Эти стали относятся к инструментальным. Цифрой после буквы «У» в названии указывается среднее содержание углерода в десятых долях процента. По свойствам эти стали подразделяются на стали повышенной вязкости (У7-У9) и стали повышенной твёрдости (У10-У13). Все эти стали неплохо держат режущую кромку, но они не обладают коррозионной стойкостью, поэтому за ножом из такой стали нужен хороший уход. У7-У9 предназначены для инструмента, подвергающегося ударным нагрузкам, поэтому ножом из этих сталей можно безбоязненно рубить, У10-У13, напротив же, весьма хрупки и не предназначены для ударных нагрузок.

Конструкционная подшипниковая сталь. Весьма популярна в среде наших ножеделов. Долго держит режущую кромку, довольно активно ржавеет (в основном поверхностно, в то время, как в тех же У’шках коррозия уходит вглубь клинка), приблизительный аналог 52100.

Пружинно-рессорная сталь, легированная марганцем. Не стойка к коррозии, недолго держит режущую кромку, но обладает высокой ударной вязкостью.

«Быстрорез», аналог зарубежной M-2. Так же имеет высокую популярность в среде российских ножеделов, в основном из-за широкой доступности в нужном виде (полотна механических пил). Так же, как и практически любой быстрорез — хорошо держит тонкую режущую кромку, но подвержена коррозии и сколам.

40Х13 / 65Х13 / 95Х18 / 110Х18

Примерные аналоги зарубежных 420 и 440. Самая распространённая из них 95Х18, так же весьма часто встречается 65Х13, 40Х13 и 110Х18 довольно редки, но тем не менее, купить серийную продукцию из этих сталей не составляет особо труда. При правильной термообработке 95Х18 даёт весьма неплохой баланс между удержанием режущей кромки и прочностью, также она обладает высокой коррозионной стойкостью.

Инструментальная легированная штамповая сталь. Обладает высокой коррозионной стойкостью (хотя бы при минимальном уходе), но при попадании в кислую или щелочную среду, на клинке изготовленном из этой стали, могут появиться тёмные пятна, а в совсем запущенных случаях ржавый налет. Хорошо держит режущую кромку, обладает средней стойкостью к ударным нагрузкам.

Вот мы и рассмотрели наиболее часто встречающиеся ножевые стали (хотя что-то я, наверное, всё же, упустил). Какие выводы можно из всего этого сделать? Тут каждый пусть решает сам. Но вот некоторые советы:

Оптимальным выбором для универсального ножа будет S30V, S35VN или D2/Х12МФ. Не особо хрупкая, долго и приятно режет, широко доступна (особенно последние две).
Если ножом, большей частью, нужно что-то рубить или творить всякие непотребства, типа висения на нём, то У8А или 65Г будет в самый раз. Правда, за ножом придётся ухаживать, ну или протравить его, тогда поверхность клинка будет не так активно покрываться коррозией. Но, в общем-то, можно взять и любую другую сталь, главное толщину клинка сделать миллиметров 5-6, тогда нож очень многое выдержит, просто в силу своей ломовитости.
Для тех, кому не хочется заморачиваться с уходом за ножом подойдёт 420 или 65Х13 (если не пугает перспектива частой правки).
Если нож предназначается исключительно для реза, то наилучшим вариантом будет ZDP-189 (благо, она в последнее время стала широко доступна).