Хром ванадиевая сталь твердость

Обновлено: 19.05.2024

Сталь с маркировкой X50CrMoV15 является немецкой, нержавеющей. Производитель данного материала – Krupp Stainless Steel. Это очень хороший и высококачественный вид металла, который относится к категории высоколегированных. Именно этот материал используется в производстве отличных ножей Rondell. В сегодняшней статье рассмотрим подробное описание стали марки X50CrMoV15.

Состав

В содержании высококачественного сплава с маркировкой X50CrMoV15 присутствуют следующие химические элементы, определяющие его свойства и характеристики.

Углерод. Этот компонент, входящий в состав рассматриваемой стали, улучшает уровень удержания кромки, повышает показатели вязкости. Кроме того, углерод способствует увеличению твердости сплава, сопротивления к изнашиванию. Однако углерод способствует снижению пластичности стали X50CrMoV15. Если этот компонент присутствует в избытке, то стойкость к образованию коррозии тоже понижается.
Хром. Благодаря нему повышается уровень твердости металла, его сопротивление растяжению. Вместе с этим возрастает и плотность стали, а также устойчивость к коррозии.
Марганец. Благодаря этому химическому элементу повышается уровень прокаливаемости стали, а также ее вязкость. Марганец выступает в роли раскисляющего компонента и дегазатора, убирающего из состава металла кислород.
Молибден. Сталь X50CrMoV15 является молибден-ванадиевой. Молибден, присутствующий в ее содержании, увеличивает степень твердости и прочности, способствует повышению показателей прокаливаемости. Кроме того, молибден улучшает коррозионную стойкость металла, способствует легкости его обработки.
Никель. В сплаве марки X50CrMoV15 имеется и такой химический элемент, как никель. Этот компонент прибавляет ударной вязкости, способствует повышению коррозионной устойчивости, но при этом сокращает степень твердости металла.
Фосфор. Этот составной элемент относится к категории нежелательных примесей. Фосфор может растворяться в феррите, благодаря чему возрастает прочность металла, однако уменьшаются степень его пластичности и ударная вязкость. Таким образом, сталь становится более хрупкой.
Кремний. Благодаря нему возрастает прочность стали. Кремний выступает в качестве раскислителя, убирающего кислород по ходу плавления металла.
Сера. Как правило, считается ненужной и вредной составляющей металлов. Однако ее негативное воздействие может быть сокращено посредством марганца, присутствующего в составе стали.
Ванадий. Этот компонент отвечает за рост прочности металла, а также его стойкость к изнашиванию. Благодаря ванадию сталь становится более плотной и вязкой, не подвергается коррозии.
Вольфрам. Также способствует росту прочностных показателей металла, улучшает степень его вязкости, показатели прокаливаемости. Благодаря вольфраму сталь X50CrMoV15 остается достаточно жесткой даже под воздействием очень высоких температурных значений.
Кобальт. Еще один химический элемент, способствующий росту прочности металла. Позволяет проводить процедуру закалки при более высоких температурных показателях. Кроме того, кобальт может усиливать эффект остальных элементов в сложных металлах.
Ниобий. Не дает разрастаться карбидам, ограничивает обрабатываемость материала.
Азот. Этот компонент выступает вместо углерода в матрице стали.

Плюсы и минусы

Рассматриваемый сплав с маркой X50CrMoV15 отличается очень высоким качеством. Рассмотрим главные преимущества, которыми он обладает.

Сталь X50CrMoV15 отличается прекрасной коррозионной устойчивостью.
Клинки, производимые с применением сплава X50CrMoV15, не изменяют своей расцветки под воздействием агрессивных внешних влияний и сред. Благодаря этому подобные вещи могут сохранять внешнюю привлекательность в течение всего срока эксплуатации.
Сплав с маркировкой X50CrMoV15 идеально подходит для изготовления лезвий ножей, поскольку может обеспечивать оптимальный уровень их твердости.
Продукты, производимые из рассматриваемого сплава, демонстрируют высокую стойкость к изнашиванию.
Даже при частых и интенсивных трениях стальные детали не теряют своей правильной формы.
На лезвиях из металла X50CrMoV15 крайне трудно оставить сколы или другие повреждения подобного типа.

Материал с маркировкой X50CrMoV15 имеет не только плюсы, но и определенные минусы. Обозначим главные:

если лезвия, сделанные из сплава марки X50CrMoV15, покрываются грязными пятнами, их не всегда помогает удалить даже самая тщательная очистка;
с течением времени клинки, изготовленные из рассматриваемого сплава, часто утрачивают первозданный привлекательный блеск;
лезвия из металла X50CrMoV15 могут быстрозатупиться.

Характеристики и свойства

Ознакомимся с главными характеристиками и свойствами стального сплава марки X50CrMoV15.

Показатель предела прочности рассматриваемого сплава представляет собой напряжение, выше которого он начинает разрушаться. В случае со сплавом X50CrMoV15 актуальным является значение 655 Мпа.
Параметр предела текучести стали X50CrMoV15 подразумевает вероятность деформирования металла без изменения показателей напряжения. Предел текучести металла рассматриваемой марки составляет 415 Мпа.
Пластичность является важным параметром, который без изменения структуры дает возможность придавать металлическим изделиям различные формы.
Вязкие свойства, характерные для стали марки X50CrMoV15, демонстрируют способность этого металла к сопротивлению нагрузкам динамического типа.
Твердость сплава марки X50CrMoV15 находится в пределах 54-65 HRC. Некоторыми производителями заявляется другая степень твердости, которая составляет 58 HRC.
Испытания материала на растяжение демонстрирует значения, находящиеся в пределах 100-130 KSI.
Модуль упругости рассматриваемого сплава равняется E=190-210 Гпа.
Показатель плотности стали с маркировкой X50CrMoV15 находится в пределах p=7,7-8,1 кг/дм3.
Важным является показатель коэффициента Пуассона. В случае со сталью X50CrMoV15 он будет находиться в пределах 0,27-0,30, исходя из непосредственной природы материала.
Теплопроводность стали X50CrMoV15 представлена такими показателями: k=11,2-48,3 Вт/мК.
Температурное значение, при котором происходит плавление стали X50CrMoV15, находится на уровне 1416 градусов Цельсия.
Рассматриваемый сплав может подвергаться ковке. Обработка под воздействием давления проходит без разрушений. Материал может деформироваться из-за давления или ударов, совершенных специальным молотом.
Сталь X50CrMoV15 относится к категории свариваемых.
Допустима и обработка стали посредством резания. Обычно таким образом убираются все лишние частички изделий, чтобы заготовки приобретали аккуратный и необходимый вид.

Аналоги

Высококачественная немецкая сталь, которой присваивается маркировка X50CrMoV15, имеет множество не менее качественных аналогов, которые обладают похожими характеристиками и параметрами. Отличные металлы-заменители производятся в Польше, Чехии, США и так далее.

Ознакомимся со списком лучших аналогов качественного сплава X50CrMoV15:

хорошие американские металлы с похожими характеристиками имеют такие маркировки: 440B, 440C, 440FSe;
польский металл-аналог – H18;
качественный аналогичный металл производится в Чехии, ему присваивается маркировка 17042;
аналоги немецкой стали имеются и на территории России, к примеру, сплав 65х13;
лучший японский аналог – SUS440C;
немецкий аналог – 1.4116;
металл с похожими параметрами производится во Франции, его марка – Z100CD17.

Несмотря на то, что перечисленные аналоги имеют очень много общего с качественной сталью X50CrMoV15, выбор в пользу конкретного варианта всегда делается строго индивидуально.

Применение

Очень широкое применение высококачественный сплав марки X50CrMoV15 приобрел в областях, где главную роль играют гигиенические требования. Именно поэтому подобный материал идеально подходит для производства современного медицинского оборудования, различных аксессуаров, фармацевтических продуктов. В пищевой и перерабатывающей промышленности сталь X50CrMoV15 тоже оказывается весьма востребованной. Очень хорошие и практичные ножи, сделанные из подобного сплава, применяются в кулинарии. Кроме того, их покупают для охоты, рыболовства, путешествий.

Обработка

Заготовки из стали X50CrMoV15 могут подвергаться термообработке. Такая процедура сказывается на качестве изделий, а также их эксплуатационных характеристиках. Для сплава маркировки X50CrMoV15 нынешние производители выбрали обработку в виде закалки. Реализуется эта операция в несколько этапов.

Сперва стальную заготовку подогревают до температурного значения в +1200 градусов Цельсия.
После этого изделия охлаждают, чтобы установилась температура в +25 градусов.
После этого стальные заготовки из сплава X50CrMoV15 подвергают заморозке посредством жидкого азота. При этом должна установиться температура на уровне -70 градусов Цельсия.
На следующем этапе температурный режим изменяют, повышая температуру до значения в +300 градусов Цельсия.

Описанный процесс формирует отличные режущие свойства в сплаве однородного типа.

Особенности стали CrV

Особенности стали CrV могут помочь решить, стоит ли ее покупать и для чего. Для этого нужно изучить расшифровку и характеристики металла, качество марки. Дополнительно придется проанализировать плюсы и минусы стали, ее уровень твердости.

Что это такое?

За этой простой, вроде бы, формулировкой — марка стали CrV – скрывается вполне примечательная расшифровка. Такой металл отличается внушительным практическим качеством и может бросить вызов даже продвинутым разновидностям, хорошо зарекомендовавшим себя ранее на рынке. Обозначение CrV любому опытному человеку говорит, что в составе сплава присутствуют ванадий и хром. Это типичная инструментальная сталь легированного класса.

В ее состав входит ограниченное (не более 2%) количество углерода.

Карбоновая добавка, уже традиционно, отвечает за твердость материала. Благодаря введению хрома материал лучше переносит закалку. Добавление ванадия гарантирует большую вязкость при термообработке. Типичная рецептура подразумевает использование:

0,18% ванадия (источники не уточняют, средний это или максимальный показатель);

марганца (его может быть 0,7%, а может быть 0,9%, но не больше и не меньше);

0,5% углерода (то есть речь идет о стали малоуглеродистого класса);

кремния (его только 0,3%);

прочих элементов, обнаруживаемых только в крайне малых количествах и не оказывающих существенного воздействия на свойства готового продукта.

С самого начал стоит указать, что не все фирмы поставляют, действительно, качественный продукт. На рынке встречается большое количество подделок. Параметры настоящей хромованадиевой стали могут быть недостижимы для углеродистого фальсификата. Одним из примечательных моментов оригинального продукта является его высокая твердость. По системе оценок Роквелла она может колебаться от C41 до C55.

Важно подчеркнуть и структурную прочность. Поскольку сплав CrV еще и отличается большой ударной вязкостью, он мало изнашивается.

Для изготовленной из него продукции характерна приличная усталостная сопротивляемость. Устойчивость к разрыву составит не меньше 190-300 единиц. Более точно можно сказать только с учетом конкретной рецептуры и методики обработки металла; в любом случае хромованадиевая сталь — один из рекордсменов по этому показателю.

Модуль упругости, равный 30 единицам, показывает, насколько вещество подвержено неустойчивому деформированию при прикладывании расчетной внешней силы. Индекс упругости у CrV в момент кручения составляет 11,5 балла. Это позволяет сказать про достойную жесткость подобного сплава. Наращивание концентрации хрома теоретически позволяет ограничить коррозию и другие нежелательные окислительные процессы.

Однако металлурги вынуждены мириться с «углеродным ограничением», которое накладывает сама природа.

Хром, как уже указано, отвечает за твердость сплава, а благодаря ванадию он становится технологичнее. Повышенная упругость сильно облегчает штамповую обработку. Положительно сказывается она и на проведении ковки, вытяжки и прочих технологических манипуляций, при которых меняется форма изделия. Усталостная прочность дает металлу возможность лучше переносить циклические нагрузки.

В сравнении с хромистой сталью хромованадиевая не так сильно подвержена росту зерен. У нее отмечают более твердые цементованные поверхности. Повышение предела упругости также обязательно стоит отметить.

Заметная часть CrV используется для получения гаечных ключей. Мало того, гаечный ключ из простого черного металла, без легирующих добавок, вряд ли прослужит долго. Он и разгибаться будет механически, и ржаветь станет весьма активно. Отпускают такой сплав и на изготовление отверток. Мало того, российский ГОСТ прямо требует, чтобы на ключи использовали сталь 40ХФА, а на отвертки — 50ХФА.

Сталь CrV в зависимости от рецептуры может также использоваться для:

трубопроводов, рассчитанных на повышенное давление;

крепежных изделий в аппаратах химической промышленности;

пружин, применяемых в ответственных участках производства;

рессор и других изделий, эксплуатируемых при температурах до 300 градусов;

деталей быстрорежущего оборудования (обычно при дополнительном улучшении титаном и другими легирующими компонентами);

Особенности хромованадиевой стали

Иногда на инструментах (гаечные ключи, отвертки, пассатижи) имеется небольшая надпись в виде ChV. Немногие знают, что именно таким способом производители оповещают, что конкретный инструмент сделан из хромованадиевой стали. Этот материал наделен определенными физическими и механическими свойствами. Для того чтобы более детально разобраться в этом вопросе, рекомендуется ознакомиться с составом сплава, а также другими немаловажными параметрами.

Общее описание

Хромованадиевая сталь – это отдельный вид материала, который получается благодаря входящим в состав легирующим элементам. Такая сталь используется для производства инструментов, а также толстой проволоки.

Образование сплава осуществляется в том случае, если в составе присутствуют все основные и вспомогательные компоненты. Процент содержания каждого из них может изменяться, и от этого будут зависеть свойства и характеристики полученного металла.

Основным компонентом в этом сплаве выступает именно хром. Его содержание в сплаве варьируется от 0,80 до 1,10%. Вторым по количеству компонентом выступает ванадий. Содержание в большинстве случаев 0,18%. Третий относительно крупный по содержанию компонент – марганец. Присутствие в диапазоне от 0,70 до 0,90%.

Кроме того, в сплав входят дополнительные ингредиенты, среди которых углерод, кремний и другие химические элементы. В случае изменения их количества сталь начинает изменять свои свойства в ту или иную сторону.

Для того чтобы эту сталь можно было использовать в качестве основного материала при производстве инструментов, необходимо соблюдать пропорции требуемого состава. Только в этом случае сталь будет обладать необходимыми характеристиками.

Твердость – этот параметр является обязательным техническим свойством для стали любых марок. Именно твердость является определяющей при выборе области применения стали. В качестве измерительного инструмента выступает шкала Роквелла. Конкретно этот сплав имеет твердость С 41-55.

Листовая хромованадиевая сталь легко поддается вальцовке и формовке. При этом после обработки первоначальные свойства не утрачиваются.

В зависимости от марки сталь используется в той или иной отрасли. Для примера, 6150 чаще всего применяется для изготовления пружин. 6195 чаще используется при производстве подшипников.

Минимальный предел прочности на разрыв варьируется от 190 до 300 единиц в зависимости от марки и химического состава. Относительно других сплавов этот показатель является весьма высоким.

Еще одна характеристика, о которой также не следует забывать, модуль упругости.

Сферы применения

Хромованадиевая сталь чаще всего используется в качестве материала для изготовления инструментов, а также проволоки разной толщины. Все изделия из этого материала имеют специфическую пометку в виде надписи – Chrome Vanadium. Они по праву считаются одними из самых качественных во всем мире. Отличительными чертами изделий являются: высокая прочность, привлекательный внешний вид и повышенная устойчивость к появлению коррозии на поверхности.

Несмотря на множество весомых преимуществ, имеются некоторые недостатки. Они заключаются в относительно высокой стоимости. Она объясняется тем, что изначально высока цена на хромованадиевую сталь как на первичный материал. Из-за высокой стоимости в продаже имеется множество подделок. Именно поэтому необходимо покупать изделия из этого материала только в проверенных торговых точках.

Хромованадиевая сталь используется также в сфере строительства. Там она применяется в различных формах: сплав, сталь или хромированное покрытие. Такой материал отлично подходит для создания труб различного назначения, крепежных элементов и корпусов для бытовой техники (листовой вариант).

Все инструменты делают из той стали, которая предварительно подвергается легированию. Это означает, что в состав сплава дополнительно включают специальные легирующие добавки. Они предназначены для того, чтобы в разной степени менять механические и физические свойства материала.

Для того чтобы более детально разобраться в обработке, необходимо понять, какой из составляющих элементов вносит изменения.

Если добавить в сплав увеличенное количество хрома, то автоматически улучшаются антикоррозийные свойства.

С увеличением никеля увеличивается пластичность материала.

Титан в составе уменьшает зернистость, а также повышает прочность и плотность.

Молибден увеличивает прокаливаемость.

Вольфрам автоматически повышает стойкость, и снижает уровень хрупкости.

Марганец увеличивает степень раскисления.

Прочность инструментов, изготовленных из этой стали, зависит от множества внутренних и внешних факторов. А качественные характеристики материала неразрывно связаны с присутствием в составе тех или иных легирующих компонентов.

В зависимости от состава материал маркируется. Маркировка как раз отображает состав и позволяет покупателю узнать характеристики и свойства конкретного товара. Приобретать изделия рекомендуется непосредственно у компаний-производителей или их официальных представителей.

Хромованадиевая сталь

Хромованадиевая сталь – это особый вид стали, получаемый путем различной комбинации входящих в её состав легирующих элементов. Так, сталь марки ASTM A-231 чаще всего используется для производства стальных инструментов (например, гаечных ключей), пружинной проволоки большого диаметра и других изделий, рассчитанных на высокие нагрузки.

Физические, химические и механические свойства хромованадиевой стали обусловливают её высокую устойчивость к механическим нагрузкам, коррозионную стойкость и твердость, что делает этот материал идеальным для определенных областей применения. В процессе производства хромованадиевая сталь подвергается холодному волочению и термообработке, приобретая способность выдерживать ударные нагрузки при повышенных температурах.

Данный сплав образуется путем комбинации в различных пропорциях входящих в его состав компонентов. Процент содержания каждого легирующего элемента зависит от требуемых характеристик конечного продукта. Как правило, хромованадиевая сталь содержит большое количество хрома (от 0,80 до 1,10 %), около 0,18 % ванадия и 0,70-0,90 % марганца. Кроме того, в ней содержатся 0,50 % углерода, 0.30 % кремния, а также ничтожные количества других металлов. При изменении пропорций компонентов сплава эта сталь может изменять свои свойства сообразно конкретным областям применения.

Твердость промышленных марок хромованадиевой стали является их обязательным физическим свойством, так как именно она определяет, для каких областей применения рассчитан конкретный материал. Согласно шкале твердости по Роквеллу этот сплав имеет твердость C41-55. Этот материал характеризуется структурной прочностью, которая в сочетании с ударной вязкостью обеспечивает ему высокую усталостную прочность и износостойкость.

Листовая хромованадиевая сталь хорошо поддается холодной формовке, в том числе фальцовке и расковке, при этом изделия из неё даже самой сложной формы не имеют никаких признаков растрескивания или деградации структуры материала. Существуют различные марки хромованадиевой стали, используемые в зависимости от их конкретных свойств. Так, например, марка SAE 6150 со средним или высоким содержанием углерода является идеальной для изготовления пружин, а высокоуглеродистая марка SAE 6195 используется в производстве шариковых и роликовых подшипников.

Минимальный предел прочности на разрыв хромованадиевой стали особенно высок по сравнению с другими сплавами и составляет, как правило, от 190 до 300 в зависимости от марки и номинального химического состава. Кроме того, этот материал обладает другими выгодными физическими свойствами, в том числе благоприятным модулем упругости и модулем упругости при кручении.

Модуль упругости – это математическая мера склонности материала к упругой (т.е. непостоянной) деформации под действием приложенной силы, а модуль упругости при кручении – это коэффициент, используемый для оценки его жесткости. Модуль упругости данного сплава равен 30, а модуль упругости при кручении 11,5.

Стали для производства инструмента

Для производства слесарно-монтажного инструмента в подавляющем большинстве случаев используются хром-ванадиевые стали. Они получили свое распространение из-за относительно невысокой стоимости и высокой технологичности. Большая часть инструмента производится на сегодняшний день именно из таких сталей. Надпись «CHROM-VANADIUM» на инструменте служит как бы синонимом знака качества. Такие стали содержат 0,3-0,5% углерода, 0,5-1,0% хрома и 0,15-0,3% ванадия. Конечно в них также присутствуют кремний и марганец до 0,5%, но данные присадки можно считать технологическими, а не придающими определенные свойства для стали.

Ванадий— замечательный элемент, способный улучшать свойства многих сплавов. Улучшает прочность и значительно повышает износостойкость стали. Его добавляют во всё те же быстрорежущие и инструментальные стали.

Введение в сталь даже небольших количеств ванадия (порядка 0,2%) значительно улучшает ее качество, структура стали становится мелкозернистой, улучшаются ее механические свойства (увеличивается ее упругость, прочность на истирание и стойкость к толчкам и ударам). Ванадий полезен при выплавке стали он легко соединяется с кислородом и азотом, растворенными в жидком металле . При образовании слитка эти элементы удаляются в виде шлака . В результате сталь получается мелкозернистой и менее хрупкой.

Хром-ванадиевые стали используемые для изготовления, например, торцевых головок должны иметь твердость 46,5-51,5 HRC. Тогда как твердость до 46,5 имеют стали без добавления Ванадия – чаще называемые углеродистыми или карбоновыми. Такие стали имеют существенно меньшую упругость, прочность и стойкость в результате другой структуры металла. Так же они не могут называться Хром-ванадиевыми – т.к. Ванадий в них отсутствует по определению.

Конечно, не малую важность в качестве инструмента имеет и защитное покрытие, которое чаще всего делается гальваническим способом с нанесением цинка (белого или желтого) или хромоникелевого покрытия. Ударный инструмент и специальный инструмент часто получает термохимическую обработку (воронение, оксидирование, фосфатирование).

У нас есть фото проверки головки AV Steel на твердость – 48HRC – что прекрасно подтверждает её высокое качество и то, что материалом является хромованадиевой сталью.

Некоторые производители (поставщики), лукавят продавая торцевые головки из более дешевой и низкокачественной углеродистой стали, но с нанесенной надписью – CHROM-Vanadium. Такой инструмент не будет выдерживать нагрузок при работе с зафиксированным или прикипевшим крепежом. Их твердость будет порядка 42HRC, как представлено на фото ниже (имя бренда убрано из этических соображений).

Читайте также: