1.用马氏体不锈钢刀具
这个刀具钢材主要是指厨刀的、玩具刀的切割部分钢材。
因为我们对切割有一定的希望和要求,硬度一般是追求的56HRC以上。此时,基本上只有马氏体(特别是不锈钢)才能满足我们的希望和要求。
奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢等都不能满足我们的要求。
二、防锈元素简单
我们已知铬和镍能有效快速地提高钢的防锈能力。
镍很贵,大量添加会扩大和稳定奥氏体,大量铬,是304。
因此,通过添加大量铬,可以快速有效地提高钢材的综合耐腐蚀性。
其他一些贵金属也可以提高电位,但不适合综合考虑价格、冶炼、综合性能、热处理等。
比如钼,它主要是提高钢对氯化物的抗点蚀能力,在以耐腐蚀为重要考量的钢种里面,只做少量添加。
三、硬度关系简单
碳绝对影响硬度。单纯的碳钢,一般碳含量在0.45%,常见淬火最高可达59HRC一般碳含量达到左右0.5硬度可达%60HRC以上。(以上为常见值,特殊情况下可略高1-2HRC)。
四、简单的二合一
当我们添加足够的铬和碳时,我们有一定的防锈和硬度的钢。
足量铬一般指12%(11.8%)或以上。但是这个数据不含碳,因为碳和铬会优先形成碳化物,也就是会占用一部分碳和一部分铬。所以一般铬含量会稍微高一点。
这就是名字Cr13一系列钢材的理论基础。
最著名的是4cr13,也就是420。
然而,420的耐磨性很低。为了提高耐磨性,组织需要携带一些碳化物。
碳化物的尺寸太大,会降低冲击韧性,所以后来有一些钢,让钢有一点碳化物,不仅提高耐磨性,而且不会降低太多的冲击韧性。
在这一宗旨下,山特维克更为著名12C27,13C26,14C28,还有AEB-L等。
在尽可能小的碳化物范围内选择铬和碳含量平衡。
在1150度下,如图1所示,12C27、13C26、14C28等都在左下角半圆弧曲线上方。
也就是奥氏体加额外的奥氏体M7C3型碳化物。
碳化物很容易变小,因为它接近完全奥氏体化。
如图2所示,第一排第二张图,13%铬相图。你可以知道12C27、13C26,在正常淬火温度下γ(奥氏体)加M7C3型碳化物主要靠近左边γ区域。
由图二的1-2-3-4可以找到图片的演变顺序。
随着铬含量的增加,γ减少区域直到消失。γ C2渐渐右移。
γ C/C1/C2和γ C1 C2右移且与γ上移交点。
五、二合一硬度
不管是420,还是14C28,众所周知,硬度不是特别高,正常淬火硬度达不到65HRC,回火后,即使追求保持性,硬度也不会超过62HRC。
最粗暴的解决办法是加碳。
比如19C27就可以突破62HRC到63HRC。
还有一种近似Cr13但不是Cr13系列钢种。Cr12一系列钢种,就是Cr12系列的鼻祖Cr12。2%的碳含量和12%的铬含量很容易突破65HRC。
但随着碳含量的增加,碳化物的数量和尺寸也会增加。碳化物占用大量铬,导致钢材防锈性能下降。
不易锈钢变成易锈钢。
六、提高不锈钢的硬度和耐磨性
因为我们已经知道碳含量是影响硬度的关键,的碳含量会降低防锈和韧性。因此,我们需要一个相对较高但不是特别高的碳含量。
我们还需要足够的保持,即有足够精细和高硬度的碳化物,这需要添加其他稀有金属。
以传统为基础,高碳含量不一定硬度高440C例如,由于铬的大量添加,其淬火态有较高的残奥,是影响硬度提高的原因之一。
到了VG10、154CM对于这类产品,我们可以明显发现铬含量下降,耐磨性提高。
但最终目标不同。
VG10以钴为主,提高抑制高温晶粒增大的能力,降低铬含量,同时添加少量其他稀有金属,提高硬度、保持性和防锈性。
154CM本来是为航空发动机研究的高温轴承钢。钼含量高。后来用钢引用了刀具。它的最高硬度提高到了63HRC。钼比铬具有更强的亲和力,可以优先形成碳化物,降低铬和碳的总质量,使基体具有更高的铬含量。此外,钼的作用有效地提高了防锈能力。它还增加了硬度。
一般来说,现有的不锈钢工具钢满足了高防锈、高耐磨、高硬度、高强度。在许多工具领域,它满足了大多数用户的日常实际需求。
七、马氏体不锈钢短板
低冲击韧性是马氏体不锈钢的短板。
为了有足够的硬度和防锈能力,传统冶炼的马氏体不锈钢需要添加大量的铬和碳,形成大量的碳化物,降低钢的韧性。
即使154CM、VG10,通过降低铬含量来提高其他合金含量。冲击韧性仍然不是其主要优势,也不是宣传的主要卖点。
AEB-L\\14C28这种牺牲了耐磨性,降低了价格,提高了冲击韧性(1)440C类别;2.遗憾的是,没有找到官方相关数据。只有其类似的国内版本的数据(来自钢铁研究所的数据),其冲击韧性低于D2,只有当硬度较低时56HRC才和D2大约硬度在62HRC当冲击韧性相当。与国内钢相比,仅供参考。山特维克的冶炼纯度会更高,冲击韧性会更高。)
不锈钢刀具用钢直到粉末冶金技术的发展,才解决了碳化物与耐磨性的冲突。
各种高耐磨不锈钢可以在相对较小的碳化物尺寸下生产。
例如154CM和CPM-154。虽然官方没有对详细数据进行比较,但仅参考图表显示,粉末154的韧性仍在急剧提高。
不幸的是,通过检索山特维克、武生、博乐、坩埚、一胜百、大同、日立、国内特种钢厂等常见特种钢厂的不锈钢刀具钢。
我没有发现硬度高、耐磨性高、韧性高、防锈性高的钢种。
我个人认为韧性仍然是马氏体不锈钢的短板。
八、合金含量与广义韧性的冲突
在实际的刀钢中,高合金含量的总体趋势是降低冲击韧性。不同的稀有金属和含量对冲击韧性有不同的影响。
在少量添加时,有许多稀有金属有利于在一定条件下提高冲击韧性,在大量添加时反过来降低冲击韧性。
比如Cr12Mo1V1比Cr12MoV由于钼和钒的添加量增加,冲击韧性高得多。然而,随着钒含量的大幅提高,坩埚公司的高钒钢的冲击韧性也迅速下降(高钒钢、钒和碳含量也应提高,因此比较并不完全严格)。
众所周知,马氏体不锈钢必须有12%以上的铬。为了耐磨和硬度,需要添加适量的稀有元素和较高的铬(指0.6碳含量超过%)。
在此基础上,冲击韧性难以达到极高。合金含量很高。即使粉末冶金技术优化了碳化物,也很难出现具有冲击韧性的钢种。
九、没有专门研发高韧性不锈钢刀具钢材的特殊钢厂
韧性高、耐磨性高的不锈钢不适合普通家庭。普通人很难抛光硬度高、耐磨性高的钢种。不良的抛光会导致切割感觉很低,最终是消费者口中的真的很难使用。
这种特性的钢主要是刀友的需求。jun方不会对这种钢有很大的需求。jun刀极度压缩成本。
在特定的客户群体中,我们也应该减少不会实际购买价格和不同需求的客户。因此,需求量非常小。最后,没有特殊钢厂有动力开发一种马氏体不锈钢,主要考虑韧性、硬度和耐磨性。
对特种钢铁企业而言。他们首先要确保这种钢材在工业生产中具有存在的价值,包括性价比、有效寿命等。它可以在类似的产品中提供更好的价格或更高的性能,耐磨性对工业生产非常重要。即使钢材的耐磨性已经超出了正常刀友的使用范围,为了保证工业价值,也不会牺牲耐磨性。
期待新的研究
以目前的原理来说,高铬 高碳,再添加少量稀有金属提升韧性,最终以粉末冶金技术进行生产,还有一定的上升空间。毕竟现在的高铬 高碳 稀有金属 粉末化,最终产品实际是追求耐磨性,如果在研发的时候去掉高的耐磨性指标,还是很有可能提升冲击韧性。
随着研究人员的深入研究,不断发现新的微观机制。也许在未来的某个时候,科学家可以在新的理论基础上创造一种新的高韧性、高硬度、高防锈、高强度的钢种。
在这里,我想谈谈冲击韧性的测定。
世界上这些大型特殊钢厂没有采用标准和流行的夏季比较V口腔测量冲击韧性。他们都发明了自己的标准。例如,一些日本公司使用大圆棒和坩埚C欧洲也有没有缺口和特定尺寸的样品。
假如都转换成夏比V嘴,很多钢真的会让你感到恐怖~~~
比如神钢S7,夏比V口也只有16.9J。其实很多钢只有几个J的水平。这个水平很难看,所以这些特钢厂要么加粗试样,要么改变缺口样式。比如坩埚公司换成C口,S7从数据开始16J变成了190J。
不同的标准不能转换。有些博主不知道这些,也不知道V口的含义。因此,我们可以在网上看到一些神奇的数据。
这是因为这些博客根本不在乎不同测量标准下数据的差异。简单的加减乘除结果是数据极其夸张可笑。
冲击韧性试验是定性的,而不是定量的。不能直接用作设计计算,一般只用作数据指标。
比如10J的A钢和5J的B钢,不能简单地说A是B的2倍。
对于许多小白人和小白人博客来说,他们错误地认为冲击韧性是定量的。定性差异,在刀中,直观的表现是,当你使用它时3V对比T10,两者都在59HRC冲击韧性数据相差10倍以上,但在砍铁、砍木、砍骨时,不会有10倍的差距。
如果是定量数据,比如A钢是60HRC,2差距倍,那B钢就是30HRC。
当然,数据越高,肯定越好。但不要误解定性的含义。
随着学习的深入和自我理解的局限性,以上内容会出现一些错误。欢迎指导,感谢读者的包容。