Сталь 95х18: характеристики, отзывы, термообработка и изготовление ножей

Минусы сотой стали

Низкая термостойкость. Конструкционная сталь 100Х13М теряет эксплуатационные свойства при резком перепаде температур

Нагревать металл следует максимально осторожно. Для выравнивания теплового режима по объему габаритных деталей (заготовок) стоит воспользоваться ступенчатым нагревом

Высокая степень образования трещин на металле предполагает после горячей деформации медленное охлаждение с дальнейшим отжигом на уровне выше точки АС1 близко 30–50 °С.

Высокая цена. Стоимость элитного сорта нержавейки превышает среднюю. Завышение цены обосновано объективными факторами (дороговизной сплава, сложностью обработки). Однако орудия благородной серии недоступны массовому покупателю.

Прочность уступает дамасским сплавам. Продолжительное время в России бытовало мнение, что качество клинков из «сотки» вне сравнения. Это неверная информация. Лидирующие позиции по надежности металла занимает дамасская сталь.

Необходимость постоянного ухода
Сталь 100Х13М обладает меньшими антикоррозийными свойствами, относительно марки 95Х18 — важно держать нож чистым, обрабатывать льняной пропиткой перед длительным хранением (до нового охотничьего или грибного сезона). Правку и заточку стоит выполнять мелкофрационными минералами или японскими водными брусками, кожаной натиркой и пастой ГОИ.

Общие сведения

Как и любой другой сплав эта марка стали в основе своего состава имеет углерод и железо. Четко выверенные пропорции двух компонентов позволяют получить прочный материал. Помимо основных компонентов, в сплав внесены легированные добавки, которые способствуют улучшению качества сплава. Таких добавок огромное множество, например, хром. Особое значение имеет не только состав, но и технология производства. Сталь – это не однородный материал. Она представляет собой своего рода «слоеный пирог». В некоторых случаях количество слоев может доходить до нескольких сотен. Наряду с тем, что сталь марки 65х13, относится к нержавеющим материалам, она имеет относительно невысокую стоимость.

Антикоррозийными свойствами эта сталь обладает именно благодаря наличию в ее составе хрома. Это подтверждает буквенное обозначение «х» в названии.

Твердость. С бытовой точки зрения сталь этой марки обладает высоким уровнем твердости. При этом стоит отметить, что специалисты до сих пор не пришли к единому мнению об этом показателе в отношении данного материала.

Учитывая этот фактор разумнее приобретать сталь у крупных производителей. На сталелитейных предприятиях технология досконально изучена, процесс автоматизирован и ведется непрерывный контроль.

Вспомогательные компоненты

Выше уже упоминалось о так называемых легирующих компонентов. Для изготовления стали марки 65х13 применяют следующие:

1. Марганец. Оказывает влияние на жесткость материала и прочность будущего изделия. Позволяет создать определенную фактуру стали.
2. Хром. Отвечает за антикоррозийные свойства сплава. Минимально возможное количество при изготовлении стали составляет 13% от общей массы состава.
3. Молибден. Еще одна добавка, которая отвечает за прочность материала. Имеются ввиду именно такие свойства как ломкость и хрупкость. Минимальное допустимое количество этого компонента составляет 1%.
4. Кремний. Компонент определяющий упругость будущей стали.
5. Никель. Еще одна добавка, которая способствует повышению антикоррозийных свойств. При этом она оказывает благотворное влияние и на вязкость стали.
6. Вольфрам. Используется при изготовлении стали, предназначенной для производства элитных клинков. На ряду с повышением прочности стали, положительно влияет на «режущие» свойства будущего ножа.
7. Ванадий. Еще один компонент, внесение которого направлено на улучшение стандартных свойств материала.

Описание химического состава и его расшифровка

Сталь 95Х18 представляет собой сплав железа с углеродом, легированный хромом. Помимо базовых элементов в составе присутствуют примеси, оказывающие как положительный так и отрицательный эффект на качество сплава. Это – кремний, марганец, сера, фосфор, никель, медь, титан. Какой же процент данных компонентов содержится в стали и как они связаны с ее свойствами?

• Углерод (0,9-1%) повышает твердость и одновременно уменьшает пластичность сталей, что соответственно сказывается отрицательно на литейных свойствах и обрабатываемости стали давлением.
• Хром (17-19%) увеличивает прокаливаемость (эффективность упрочнения термообработкой), повышает абразивный износ, жаропрочность, коррозионностойкость.
• Марганец (до 0,8%) снижает вероятность образования микротрещин, увеличивая тем самым качество поверхности детали. Способствует повышению свойствам пластичности, свариваемости и возможности обработки ковкой.
• Кремний (до 0,8%) повышает прочность и прокаливаемость сплава, не уменьшая при этом значение его пластичности.
• Фосфор (до 0,03%) и сера (до 0,025%) относятся к группе вредных примесей. Их повышенное содержание в химическом составе стали сильно ухудшает механические характеристики сплава. Добавление серы до 0,05% снижает предел упругости в 2,5 раза.
• Титан (до 0,2%), медь (до 0,3%), никель (до 0,6%) положительно влияют на прочность, коррозионностойкость и жаропрочность стали. Но их процент в составе не велик, поэтому и воздействие на общие свойства металла незначительны.

Аналоги

Сталь 95Х18 является российским обозначением данного сплава. Существуют также его зарубежные аналоги. В особенности следует отметить следующие:

• Соединенные штаты Америки – 440С;
• Япония – SUS440C;
• Европейский союз – X105CrMo17.

Улучшение свойств материала

Для повышения стойкости и антикорозийности сварных швов, снижения способности к зернообразованию в решетке вводят в состав карбидообразующие элементы. Дополнительное снижение зернистости происходит при включении в сплав микродоз поверхностно-активных компонентов, самым эффективным из которых является церий. Такое микролегирование редкоземельными элементами оказывается полезным только при тщательно дозированном введении и с соблюдением технологии.

На снижение хладоемкости сталей влияют следующие примеси:

• азот и углерод — при суммарном количестве в составе этих примесей ≤ 0,01% значительно возрастает прочность и работоспособность сварных швов их ферритных сталей с высоким содержанием хрома;
• кислород, фосфор, в некоторой степени сера, кремний и марганец также снижают хладоемкость материала.

Если говорить о требовании чистоты ферритных хромистых сплавов, то соблюдение такого показателя качества ведет к повышению точности при технологических процессах и выплавке. Антикоррозийная стойкость против разрушения межкристаллических соединений достигается при содержании азота и углерода в суммарном соотношении 0,01−0,015%. Если этот нормированный показатель превышается, то дополнительно используют стабилизаторы в виде добавок ниобия и титана.

Повышенная хрупкость ферритных сталей возникает из-за нарушения температурной технологии обработки, иногда при интервале 540−860˚С выделяется их твердого раствора средняя фаза и появляется «475˚С хрупкость». Такие виды повышенной ломкости материала являются обратимыми и убираются при правильном термическом воздействии.

Для повышения поверхностных качеств важно связывание силикатных включений с продуктами раскисления, для этого используют метод легирования кремнием. Способ не дает возможности появляться точечным коррозиям на поверхности за счет действия кремния в виде пассивной пленки

Механические нагрузки для металла выбирают строго по назначению, так как повышенная хрупкость провоцирует разрушение кромки и появление кривизны лезвия при неправильном использовании предметов. Несмотря на антикоррозийные качества металла, длительное пребывание лезвий в условиях насыщенного раствора соли ведет к нарушению поверхностной целостности и плохо сказывается на эксплуатационных качествах изделия. В большинстве случаев характеристики 95×18 используются для изготовления деталей, которые при монтаже не подвергаются сварке.

Достоинства стали 95Х18

Несомненным достоинством стали данной маркировки является ее прочность и износостойкость, которая обеспечивается повышенным содержанием углерода. Кроме того, высокое содержание хрома наделяет сталь способностью качественно сопротивляться коррозии и ржавчине. Это означает, что изделие из этой стали прослужит долго. Сталь превосходно подходит для термической обработки и ковки.

В процессе ковки имеющиеся пустоты в молекулярной структуре, плотно заполняются атомами. В результате такой обработки зерно металла уменьшается, увеличивая его податливость при сохранении прочности.

Заточка заготовки дело трудоемкое, так как изделие из этой марки отличается достаточной прочностью. Однако, заточенное лезвие долго сохраняет остроту при правильной эксплуатации.

Основные показатели металла и его свойства

Материал относится к классу сталей, хорошо сопротивляющихся коррозии, поэтому служит для изготовления прочных элементов конструкций, к которым в процессе эксплуатации предъявляются особые требования в части износостойкости, работы в агрессивной среде, при высоких температурах. Промышленность поставляет на рынок сортовой прокат в форме калиброванного, фасонного или шлифованного прутка, полосы, серебрянки, кованых заготовок и поковки.

Механические характеристики

Неправильная закалка и не вовремя выполненный отпуск приводят к появлению отрицательных характеристик. 95×18 сталь относят к мартенситному классу, она упрочняется в процессе закалки, после отжига получается ледебуритная структура с небольшим избытком карбидов, различающихся морфологически:

• форма первичных карбидов вытянута вдоль направления ковки или прокатки, они появляются после жидкой фазы;
• по краям и в самом теле начальных аустеничных зерен при охлаждении выделяются вторичные мелкие карбиды.

С повышением температуры при закалке число остаточных аустенитов достигает максимального значения, твердость набирает экстремальные характеристики, показатели которых колеблются в диапазоне 57−58 H. R. Такие значения в стали получаются при закалке в 1050˚С, для сравнения, твердость 26 HR получается при температуре 1250˚С.

Механические показатели:

• сталь 95×18 имеет удельный вес 7,75 т на кубометр;
• в МПа твердость материала колеблется в пределах 230−245;
• показатель плотности — 7,75×10 3 кг/м3;
• теплопроводность металла — 24,3 Вт;
• удельная теплоемкость стали при 20˚С — 0,483×10 3Дж;
• параметр удельного электросопротивления составляет 0,68×10 6 Ом. м.

Основные параметры обработки

Работа с металлом требует применения правильных технологических приемов для создания материала в соответствии с принятыми ГОСТами на территории России. Для изготовления сортовой или прокатной стали используют метод проката или перековки исходной заготовки при высоких температурных показателях с последующим постепенным охлаждением. Деформация происходит в интервале 1125−900˚С, после этого следует медленное охлаждение или сохранение температуры 750˚С с дальнейшим охлаждением.

Для процесса закалки требуется масло с температурой от 1000 до 1050˚С. Отпуск делают при 200−310˚С, если увеличить показатели до 490−500˚С, то стойкость к коррозии резко идет на спад в результате увеличения количества карбидов. Если после закалки с температурой до 350˚С в воду для охлаждения добавить поваренную соль в виде 3% раствора, то материал получит удовлетворительные антикоррозийные качества.

Для отжига устанавливают предельную температуру в пределах 880−910˚С. Если обрабатывается профиль с поперечным сечением до 700 мм, то применяют технологию перекристаллизации с дальнейшим отпуском. Температура при обработке холодом составляет 70−85˚С, ковку делают при 1195˚С вначале, постепенно доводя температуру до 845˚С, затем выдерживают при 750˚С, охлаждают.

Особенности материала

Несмотря на то что легирование металла происходит в наиболее экономичном для производства режиме, сталь 95×18 в некоторых случаях не рекомендуется использовать для изготовления конструкционных деталей и элементов из-за некоторых особенностей:

• увеличенная способность образовывать зерна при нагревании;
• полученные крупные зерна из-за отсутствия полиморфных процессов при технологической обработке не удается устранить термическим воздействием;
• стойкость к холоду сварных соединений из этого металла и самой стали ограничена порогом -40˚С;
• низкое формообразование в процессе пластической холодной деформации, это получается из-за малого числа задействованных плоскостей скольжения в структурной решетке.

Нюансы производства

Сталь 95Х18 производится довольно сложно из-за несовершенства оборудования. Чтобы получить материал с необходимыми свойствами он подвергается:

• ковке;
• обжигу;
• закаливанию;
• отпуску.

Сырье изготавливается по ГОСТу 5632-72 путем выплавки в кислородно-конвертерном цеху. После этого происходит распределение металла посредством устройства непрерывного литья заготовок, где он разливается в формы блюма, сляба и сортовой заготовки. Большую часть марок стали, включая 95Х18, поставляют в форме сляба – прямоугольной плоской заготовки. За счет того, что на выходе должен получиться довольно крупный полуфабрикат, эту марку стали раскатывают на рулоны в цехе горячей прокатки, где металл перед прохождением валков разогревается до 750–950 градусов. На выходе получается рулон толщиной 1,2-12 мм. Чаще всего ножи изготавливают из сортовой заготовки, в частности, из прутьев, полученных путем волочения.

Рулон или прут может нарезаться на части – листы или меньшие прутья, которые в дальнейшем служат заготовками для создания тех или иных предметов. Важным этапом производства ножа с необходимыми характеристиками является ковка, которая может быть холодной или горячей, а также машинной или ручной. Для промышленного изготовления ножей применяют машинный способ с последующим нарезанием листов или прутьев на фрагменты. Процесс проходит на молотах, деформация производится при температуре в 900-1125 градусов, ровно тогда, когда кристаллическая решетка нестабильна. После ковки происходит постепенное охлаждение до 750 градусов

Важно знать, что отдельным видом ковки считается штамповка, используемая при создании подшипников и ножей

После ковки осуществляется закалка. Суть этого процесса заключается в придании поверхностному слою металла особых прочностных свойств. Самыми важными критериями при этом являются время и температура. Заготовка нагревается до значений выше критической температуры на 30–50 градусов, после чего производится быстрое охлаждение в воде или масле, реже в других веществах, до температуры 450–650 градусов

На этом этапе важно не охладить сырье слишком сильно, одновременно, не давая ему нагреться выше показателя в 650 градусов. В первом случае может произойти размягчение металла, а во втором – значительное увеличение хрупкости

Завершающим этапом является отпуск. Отпуск проводится после естественного остывания материала на воздухе, это необходимо для избавления от внутреннего напряжения и, соответственно, чрезмерной хрупкости. Суть процесса заключается в нагревании стали до 150–650 градусов, после чего происходит охлаждение.

Для производства ножей часто применяется еще одна операция – отжиг. Целью этой процедуры является увеличение податливости металла к обработке. Для этого сталь нагревается до определенной температуры, выдерживается некоторое время и охлаждается естественным путем, после проводится еще один отпуск. Отжиг может проводиться как после получения отливок, так и в самом конце – когда металл будет обрабатываться мастерами. Заготовка может иметь разную форму:

• полоса;
• сортовой прокат;
• прут.

Химический состав

Как ранее было отмечено, химический состав во многом определяет эксплуатационные качества металла. В любом случае основным элементом металла становится железо, которое находится в концентрации около 78 %. Кроме этого, в составе есть большое количество углерода. Рассматривая состав стали 95х18 отметим нижеприведенные моменты:

1. Концентрация углерода составляет 0,95 %. При этом концентрация этого элемента может немного отличаться.
2. В качестве основного легирующего элемента применяется хром. Именно он определяет высокую коррозионную стойкость. Концентрация хрома составляет от 17 % до 19 %. Слишком высокий показатель может стать причиной повышенной хрупкости, которую можно снизить за счет включения в состав других химических веществ.

Особенности стали 95х18 определяют ее широкое распространение при изготовлении самых различных изделий. В состав металла входят и другие элементы, которые несколько изменяют эксплуатационные качества материала. К примеру, есть вредные примеси, высокая концентрация которых приводит к снижению прочности и надежности структуры. Концентрация всех неосновных элементов регламентируется ГОСТ 5632-72. Химический состав определяет то, что сталь 95х18 относится к высоколегированным с повышенной коррозионной стойкостью.

Характеристики различных марок стали

Действие легирующих элементов может существенно изменить эксплуатационные качества металла. К особенностям действия легирующих примесей можно отнести нижеприведенные моменты:

1. Концентрация хрома более 12 % вызывает преобразование поверхностного слоя. За счет этого появляется тонкая защитная пленка, которая намного толще оксидной. Металл может выдерживать воздействие воды и других агрессивных химических веществ. В рассматриваемом случае концентрация составляет 18 %, за счет чего образуется прочная защитная пленка.
2. За счет образования карбидов при высокой концентрации хрома повышается защита от абразивного износа. Именно поэтому легированная сталь 95х18 характеризуется высокой износоустойчивостью.

Однако, слишком высокая концентрация хрома все же влияет негативно на материал. Примером можно назвать то, что он не подходит для применения при изготовлении листового проката. Компенсировать этот недостаток можно за счет включения в состав никеля. В состав могут включать марганец и кремний, которые способны повысить прочность и другие важные эксплуатационные качества.

На что обратить внимание при выборе

Туристический нож, для производства которого используют сталь 95х18, изготавливают с раскрывающимся клинком. Охотничьи клинки выпускают с фиксированной конструкцией. Ножи из стали 95х18 нужно выбирать по следующим критериям:

1. Конструкция – туристический нож лучше выбирать складной конструкции. Он должен обладать небольшим лезвием и очень компактными размерами. Охотничий нож должен быть минимальных габаритов, но со значительно большей шириной и толщиной, лезвие фиксируется рукояткой. В комплекте с изделием обычно идет чехол.
2. Размер – как туристические, так охотничьи клинки должны быть не менее 15 см в длину, но не более 25 см для их комфортного использования.
3. Рукоять – она должна быть изготовлена из материала, который слабо реагирует на окружающую среду. Лучшим вариантом будут полимеры.
4. Качество лезвия – оно должно быть без сколов, зазубрин, следов коррозии.
5. Заточка – чем больше угол заточки, тем для более грубых работ предназначен нож.

Стоит также обращать внимание и на другие характеристики ножа:

• толщину лезвия – оптимально 1,5–2 мм;
• наличие защиты на ручке – фиксатора, препятствующего скольжению ладони;
• баланс между рукояткой и лезвием.

Приобретая ножи из этой марки у проверенных поставщиков или в специализированных охотничьих и посудных магазинах, можно получить:

• гарантию на товар;
• сертификат качества;
• профессиональную консультацию по выбору.

Соблюдая эти несложные правила, можно быть уверенными, что изделие не подведет при любых условиях эксплуатации и прослужит на протяжении долгих лет.

Химический состав стали 95х18, свойства, применение

Сталь 95х18 — коррозионно-стойкая (нержавеющая) обыкновенная. Содержит 0,95 % углерода (С) и 18% хрома (Х). В ее составе также присутствуют кремний (С) и марганец (Г) — до 0,8% каждого, никель (Н) — до 0,6%, фосфор (Р) — до 0,03%, медь (Д) — до 0,3%, титан (Т) – до 0,2% и сера — до 0,025%.

Эта марка сплава характеризуется высокими показателями твердости, износостойкости, жаропрочности (до 500 °С), коррозионной стойкости. Наличие 18% хрома говорит о принадлежности этой стали к нержавеющей. Изделия из этого сплава устойчивы к химически агрессивной среде. Исходя из этого Сталь 95Х18 применяют:

1. В авиационной промышленности.
2. Машиностроении.
3. Изготовлении клинкового оружия.

Благодаря высокой устойчивости износу из нее изготовляют детали, работающие при трении:

• Оси.
• Валы.
• Подшипники.
• Стержни.
• Втулки.

Характеристики материала

Сталь 95х18 – коррозионно-стойкая, содержит в своем составе 0,95% углерода, 18% хрома, также в небольших долях присутствует кремний, марганец, никель, сера, фосфор, титан, медь. Углерод необходим для увеличения прочности и твердости, одновременно этот элемент снижает пластичность и вязкость. Хром защищает сплав от развития коррозии, обеспечивает дополнительную прочность и инертность к большинству кислот и щелочей. Такие качества позволяют создавать из данной марки надежные ножи, которые можно подвергать многократной заточке. Материал обладает также антибактериальными свойствами. Твердость составляет 60-62 HRC, температура изменения структуры кристаллической решетки – 810 градусов по Цельсию.

Используется этот сплав не только для создания ножей. В промышленности его качества необходимы для обеспечения бесперебойной работы различных приспособлений при высоких температурах, поэтому сталь 95х18 применяют для производства подшипников, движущихся элементов механизмов, а также различных защитных барьеров.

Аналогами данной марки являются:

• США – 440B, 440C, 440FSe, A756;
• Япония – SUS440C;
• Германия – X102CrMo17, X105CrMo17.

Расшифровка маркировки

Наименование металла не таит особых секретов, если следовать классической схеме его образования и описывает три базовые характеристики:

1. Первые цифр указывают на содержание углерода в сотых долях процента. Таким образом, получаем параметр 0.95%.
2. Литера, соответствует основному легирующему элементу. Тут необходимо учесть, что марка стали 95×18 – это отечественное наименование, следовательно «Х» – хром.
3. Последние цифры отображают процентное вхождение легирующей примеси. В данном случае это соответствует концентрации хрома на уровне 18%.

Итак, расшифровка такая:

• 9 – это 0,95% углерода С;
• Х – хром;
• 18 – содержание хрома 18%.

Легирующие компоненты

Наличие легирующих компонентов говорит о присутствии некоторых свойств материала. Их добавление способствует приобретению гибкости или твердости металла.

• Марганец. Отвечает за воспроизведение уникальной фактуры и увеличение жесткости, прочности клинка. Стоит отметить, что относительная твердость и жесткость стали 65х13 получена за счет присутствия этого компонента.
• Хром. Ни один материал не будет устойчив к влаге без добавления хрома. Износостойкость — одна из главных качеств ножей. Хром делает сталь нержавеющей при наличии 13% от общего состава.
• Молибден. Выполняет защитную роль — предотвращает ломкость и хрупкость. Придает немного вязкости и твердости, состав должен наличивать как минимум 1% данного компонента.
• Кремний — отвечает за упругость.
• Никель. Служит защитой от коррозии и добавляет вязкости, также является легирующей присадкой.
• Вольфрам. Пользуется спросом у производителей дорогих и элитных ножей. Применяется для эффективного и быстрого повышения уровня износостойкости, увеличения твердости и выдержки высоких температур. При сочетании с хромом или же молибденом становится крайне полезным в улучшении режущих качеств.
• Ванадий. Как и большинство других добавок, выполняет стандартную роль и придает прочность стали. Необходим в производстве мелкозернистых сплавов.

Создание формы

С изделия, которое будем копировать, снимаем отпечаток. Для этого понадобится какой-нибудь легкоплавкий металл, пластилин, гипс или воск. Если используем металл, обрабатываем копируемый предмет мылом и кладем его в картонную коробку. Далее заливаем туда легкоплавкий сплав.

Когда отливка завершена, достаем изделие и полученную форму подвергаем вначале обезжириванию, а затем меднению в электролите. Чтобы избежать металлических отложений с тех сторон, где нет оттиска, расплавляем металл в кипящей воде для получения матрицы. Форму заливаем гипсом. На выходе получаем копию.

Для создания матрицы понадобится такая композиция:

• воск — 20 частей;
• парафин — 3 части;
• графит — 1 часть.

Если форма создается из диэлектрического материала, на ее поверхность наносим электропроводное покрытие. Проводниковый слой наносим либо путем восстановления металлов, либо механическим способом, подразумевающим нанесение чешуйчатого графита при помощи кисточки.

Еще до начала механической обработки поверхности растираем графит в ступе, просеиваем его сквозь сито. Наилучшая адгезия графита наблюдается с пластилином. Гипсовые, деревянные, стеклянные и пластмассовые формы, а также папье-маше эффективнее всего обработать раствором бензина и воска. Когда поверхность еще не просохла, наносим на нее графитовую пыль, а прилипшее вещество сдуваем направленным потоком воздуха.

Гальваническое покрытие нетрудно отделить от матрицы. Если форма металлическая, создаем на поверхности оксидную или сульфидную электропроводящую пленку. К примеру, на серебре это будет хлорид, на свинце — сульфид. Пленка поможет легко отделять форму от покрытия. В случае с медью, серебром и свинцом покрываем поверхность 1% раствором сульфида натрия, чтобы возникли нерастворимые сульфиды.