Клапанная сталь х40 плюсы и минусы

Обновлено: 18.05.2024

Материал для ножей должен иметь определенные свойства. Быть достаточно мягким, чтобы заточить, твердым, чтобы при резании не затупился. Не ржаветь, противостоять перепадам температуры, достаточно безопасным для пищевой промышленности. Необходимые качества достигаются составом и обработкой. Популярный сплав для производства ножей нержавеющий 40Х13. Он применяется в быту, промышленности, у рыболовов, охотников. Эта сталь отличается от других — невысокой стоимостью и легкостью в обслуживании. Качество материала зависит от страны производителя, чистоты сплава.

Характеристики стали

Сталь — мартенситного класса, предназначена для деталей, работающих при температурном диапазоне до 450 градусов, а также в коррозионных средах. Относится к группе Х13. Отсутствие никеля уменьшает образование карбидов, что способствует стабильности механических свойств. Количественный состав дополнительных легирующих элементов одинаков по группе. Это позволяет иметь ряд механических и химических свойств в результате применения технологии термообработки:

Коррозионная устойчивость.
Жаропрочность.
Жаростойкость.
Износостойкость.

Стойкость к коррозии обеспечивает содержание мартенсита, карбидов и остаточного аустенита в закаленном состоянии микроструктуры. Отличается повышенной устойчивостью к вибрации и знакопеременным нагрузкам, которые возникают у изделий, работающих до температуры выше 300 градусов Цельсия.

Для материала такого класса получить сочетание прочности и твердости — не просто. Чем выше твердость, тем более хрупкие становятся детали, а при нагрузках на удар они будут склонны к образованию трещин.

Термическую обработку применяют в зависимости от условий работы изделия. Для валов и осей, работающих в условиях механического и коррозионного износа во влажной среде, применяют нормализацию с выдержкой и высоким отпуском. Для изделий, подвергающихся ударным нагрузкам при эксплуатации, применяют ступенчатую закалку с высоким отпуском, количество циклов зависит от требуемой твердости поверхности.

Показатель твердости поверхности для ножа 40-60 HRC. Рабочий диапазон 52-58 HRC. Сталь 40Х13 трудно поддается закалке. Но можно добиться 57 HRC. Состояние поставки обеспечивает твердость проката до 229 HB.

Хорошо подвергается горячей деформации — ковке при режиме медленного нагрева и охлаждения. Холодная деформация ограничена.

Сплав выпускается в горячекатаном виде. Бывает листовой, фасонный, сортовой прокат, калиброванный пруток, полоса, лента, проволока.

Аналоги стали и область применения

4Х13 — старое название. Существуют зарубежные аналоги, отличающиеся чистотой сплава, отсутствием или наличием примесей.

Зарубежные аналоги разных поставщиков: американские AISI420, японские SUS420J2, французские X40Cr14, английские 420S45, итальянские X40Cr14, испанские F.3404, китайские 4C13, польские 4h23, чешские 17024. Все аналоги имеют похожие характеристики.

Мерительный инструмент.
Режущий инструмент.
Предметы домашнего обихода.
Медицинские инструменты.
Валы.
Пружины.
Подшипники.
Мерительные приспособления для ковочного производства.
Детали компрессорных установок.
Режущие ножи аппаратов для горячей штамповки.

Преимущества применения стали

Преимущества эксплуатации деталей из сплава 40Х13:

Срок службы деталей из 40Х13 неограничен.
Изделия показывают устойчивость к коррозии.
Относительно невысокая стоимость сырья и готового изделия.
Нож, изготовленный из этого материала, будет обладать достаточной гибкостью.
Не требует регулярной заточки.
Не тупится кромка при правильном применении.

Недостатки использования

К недостаткам деталей, изготовленных из 40Х13 можно отнести:

Неустойчивость к агрессивным средам.
Плохая свариваемость деталей.
Для достижения необходимого показателя твердости необходимо применять многоступенчатую закалку с отпуском.
Не использовать на твердой поверхности.
Не рекомендовано хранить в сырых условиях, деталь подвергается точечной коррозии.

Появление коррозионных точек, из-за неправильного хранения, уберет повторная заточка, что относят к недостаткам и преимуществам стали.

Как изготовить нож из стали 40Х13

Технология изготовления ножа из стали 40Х13 такая же, как для других марок сталей. Если делать свой первый клинок, то сталь 40Х13 нужна, чтобы освоить технологический процесс.

Заготовка должна быть откована, желательно заданной конфигурации. Процесс ковки упрочняет структуру, что хорошо скажется на свойствах режущей части.

На поковку наносится шаблон будущего лезвия, вырезается по контуру. Резка производится только в отпущенном состоянии заготовки, с одновременным охлаждением. Нельзя допускать перегрева при резании.

Предварительно обрабатываются и затачиваются кромки, плоскость до нужных размеров, сверлятся отверстия в рукоятке для установки крепления штифтов. Производится термообработка (закалка, отпуск) для придания твердости и пластичности.

Заготовка шлифуется с обязательным охлаждением. Перегрев отпустит сталь, уменьшит прочность. Полируется до блеска.

Изготовленная деревянная ручка устанавливается на штифтах. Ее клеят на эпоксидный клей, шлифуют до гладкости, чтобы хорошо сидела в руке, обрабатывают маслом. Масло защищает от влажности, придает деревянной ручке красивый вид. Окончательная шлифовка режущей кромки лезвия. Удобный и практичный нож готов.

Вывод

Безопасная и широко применяемая сталь подходит для обычных кухонных ножей. Без них не обойтись в хозяйстве — простота ухода, легкость в заточке, нержавеющие свойства. Нарезка любых продуктов не составляет никакой трудности. Достаточная твердость тела ножа, острота кромки, не слишком широкий нож — позволит тонко нарезать любой продукт.

Широко применяется для повседневной жизни — нож на кухонном столе, скальпель в руках хирурга, измерительные приспособления, пружины, валы, изделия домашнего обихода, и промышленности.

Сталь 50х14мф для ножей — основные плюсы и минусы породы

Независимо от назначения ножа, требования к нему неизменны: он не должен ломаться и быстро тупиться. Для этого материал лезвия должен быть достаточно пластичным и твердым. Такими характеристиками обладают углеродистые или легированные стали. Они характеризуются высокой прочностью и достаточной пластичностью, что позволяет использовать их для производства режущего инструмента, в том числе и ножей.

Что собой представляет сталь

Сталь является одним из самых распространенных и востребованных материалов для изготовления ножей. Она представляет собой сплав углерода с железом. Для получения заданных свойств в него добавляют различные легирующие элементы, такие как:

Хром (Х)
Никель (Н)
Марганец (Г)
Кремний (С)
Молибден (М)
Вольфрам (В)
Титан (Т)
Тантал (Та)
Алюминий (Ю)
Ванадий (Ф)
Медь (Д)
Бор (Р)
Кобальт (К)
Ниобий (Б)
Цирконий (Ц)
Селен (Е)
Редкоземельные металлы (Ч).

Эти компоненты улучшают свойства стали. Также немаловажную роль играют закалка и термообработка сплава. При нагреве до определенной температуры и выдержке при ней он меняет свои механические свойства.

Сталь 50х14мф

Сталь 50х14мф — инструментальная легированная коррозионно-стойкая (нержавеющая). Применяется для изготовления:

Режущего инструмента для пищевой промышленности (переработка мяса и рыбы).
Медицинского инструмента для рассечения мягких тканей (скальпелей, съемных лезвий для них).
Ножей высокого качества.
Холодного оружия.

В маркировке сталей первая цифра указывает на процентное содержание углерода, а идущие за ней буквы и числа говорят о присутствующих легирующих элементах и их содержании в процентном соотношении. Если после буквы нет числа, то это значит, что его содержание меньше 1%. Причем легирующие элементы указывают в порядке убывания их процентного содержания в сплаве. Не пользуясь справочником можно сказать, что в Стали 50х14мф углерода содержится около 0,5 %, хрома – в районе 14%, а также в довольно больших количествах содержатся молибден и ванадий.

В небольшом количестве сплав содержит марганец, фосфор, серу, кремний.

Достоинства сплава

Физические и химические свойства стали 50х14мф придают изготовленным из нее ножам отличные качества. Она обладает:

Коррозионной стойкостью, особенно к хлорсодержащей среде. Это свойство сплав приобретает благодаря присутствию легирующих элементов: хрома, молибдена и кремния.Добавление хрома приводит к образованию на поверхности металла оксидной плёнки, которая защищает его от ржавчины. Сталь с содержанием более 13% хрома называют «нержавеющей», что говорит о ее стойкости к коррозии.Усиливают действие хрома в сплаве, делают его состав более равномерным молибден и кремний.
Устойчивостью к воздействию слабых щелочей и некоторых кислот. Это качество металл приобретает благодаря примеси молибдена. Он придает стали стойкости к агрессивной среде.
Хорошей сопротивляемостью к ударным нагрузкам, которую сплав приобретает за счет присутствия молибдена, который снижает ломкость и хрупкость клинка.
Достаточной твердостью, которая позволяет самостоятельно точить ножи и длительно эксплуатировать их без заточки. Это свойство сталь приобретает благодаря примеси марганца, который придает металлу зернистую структуру. Это содействует увеличению прочности клинка, его жесткости и износостойкости. Примеси марганца и кремния также улучшают прочность и жесткость стали.
Способностью легко (без ухудшения свойств) переносить повышенные температуры. Повышению жаропрочности способствует молибден.
Несмотря на все выше перечисленные характеристики сталь марки. 50х14мф имеет доступную цену, что тоже можно отнести к преимуществам.

Недостатки сплава

Имея столько положительных характеристик у стали марки 50х14мф все же есть некоторые недостатки:

При очень длительном контакте с влагой изготовленные из нее изделия могут подвергаться точечной коррозии. Она характеризуется проникновением вглубь металла с образованием глубоких полостей (питтингов). Их диаметр обычно не более 1 мм, но глубина может быть очень значительной.
Она плохо поддается сварке. Это происходит из-за высокого процентного содержания углерода и хрома, которые при высокой температуре вступают в реакцию и образовывают карбид хрома. При этом в местах сварных швов металл становится хрупким, в нем могут возникать трещины (красноломкость).
В ее составе есть примесь серы, которая ухудшает механические свойства стали, понижает вязкость, уменьшает её устойчивость к коррозии. От этого компонента, попадающего в сплав из руды, стараются избавиться. Но небольшой ее процент в стали все же присутствует.
Фосфор – еще одна вредная примесь (содержится в руде), которую стараются удалить из стали. Он увеличивает хрупкость и ухудшает механические свойства сплава.

Советы по выбору и эксплуатации ножей из стали 50х14мф

Для того чтобы приобрести качественный нож из стали 50Х14МФ необходимо:

Приобретать только сертифицированные или клеймленные изделия.
При покупке проверить способность держать заточку.

Любой даже самый качественный нож, нуждается в правильной эксплуатации, которая подразумевает:

Правильное его хранение (либо на магнитном держателе, либо в специальном пазе приспособления).
Содержание в чистоте и сухости.
Использование правильной разделочной доски – она должна быть деревянная или пластиковая. Доски с твердой поверхностью деформируют лезвие ножа.
При заточке ножей из этого сплава необходимо правильно выбирать угол: для тяжелых работ по разделке и рубке — 40 градусов, а для использования ножа на кухне — 25 градусов.

Сталь марки 50х14мф обеспечивает оптимальное соотношение трех самых необходимых для ножа качеств:

Длительности удерживания заточки.
Устойчивости к ударам.
Антикоррозионных свойств.

Исходя из этого, можно с уверенностью сказать, что ножи, изготовленные из нее, будут долго служить их владельцу.

Нож из клапана своими руками

На многих профильных форумах ведутся нешуточные споры, из какого клапана лучше изготавливать нож. Впускной или выпускной использовать? Точного ответа, так и не нашлось. Но из достоверных источников становится ясно, что нож из клапана лучше изготавливать из выпускного варианта. Так как он предназначен для более высоких температур и клинок из него не требует закалки.

Основные характеристики стали х40

Самое интересное, что сталь для клапанов разной техники изготавливают из разных сплавов. У автомобилей одна, у тепловозов другая, для самолетов, вообще, наверняка засекречена, даже у кораблей, будет своего, специального для нагрузок сплава.

И еще интереснее то, что взяв технику одного характера, клапана также могут быть разного состава, к примеру «Камаз» и «Жигули».

Марок стали как минимум с десяток, например: ЭП 303 55Х20Г9АН4, 45Х14Н14В2М ГОСТ 5632-72, 40Х9С2 ГОСТ 5632-72, 45Х22Н4М3 ГОСТ 5632-72 и т.д. А учитывая ТУ заказчика, вообще, и сотня. Но так в народе повелось, что самой популярной является сталь 40-я. Вот о ней и поговорим.

Как пишут сами сталевары и прокатчики, что сталь эта – конструкционная легированная. Применяется в промышленности для изделий повышенной прочности и склонна к отпускной хрупкости. Изделия из нее обладают следующими характеристиками:

не поддается ржавлению, благодаря высокому содержанию хрома;
повышенная твердость достигается за счет большого содержания углерода;
материал можно легко достать, даже в автомобильной мастерской.

Не согласиться тут трудно, действительно характеристики стали довольно высоки. Но даже если не удастся достать именно эту сталь. Металлурги утверждают, что заменить ее можно такими марками: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. И это обозначение только отечественного производства, а зарубежных аналогов много.

Преимущества клинков из клапанной стали х40

Сделав нож из такого клапана своими руками, он будет служить десятилетиями, но обязательно изготовить нужно, соблюдая все технологические процессы. Тогда реально, 20 лет как минимум гарантированного удовольствия, ведь таким изделием будет приятно выполнять любую работу.

Еще есть несколько преимуществ:

даже после использования с твердыми материалами, зазубрин на лезвии не будет;
отличные режущие свойства;
твердость клинка получится около 57-58 единиц по шкале Роквелла;
не надо постоянно шлифовать, блеск будет постоянным;
прост в уходе.

По некоторым данным, любители изготовления ножей своими руками, пишут получаемую твердость в 62-64 HRC. И как пример приводят такой интересный факт, якобы таким изделием можно перерубить болт на 12 и лезвию ничего не будет. Но поверить словам бывает сложно, пока сам не попробуешь.

Процесс изготовления ножа из клапана своими руками

А для того, чтобы попробовать, для начала следует изготовить нож из клапана. О чем пойдет дальше речь. А уже изготовив по всем правилам, собственный клинок, можно будет испытать его на чем угодно.

Единственное, о чем говорят бывалые сталевары, нож будет иметь некую хрупкость, хотя сложно себе представить что надо сделать с ножом, чтобы он сломался.

Первичная обработка

Для обработки клапана, для начала следует срезать его головку, затем приварить пруток, для нагревания в печи. В технических характеристиках стали 40х, сказано, что для начальной ковки требуется разогреть деталь до 1250 °C, а заканчивать при 800 °C. Для такого разогрева обязательно потребуется горн или муфельная печь.

Достигнув данной температуры, заготовка вынимается и начинается процесс ковки. Ковать требуется большим молотом не 6 кг. Возможно, на начальном этапе потребуется помощь, друга или соседа.

Затем молотом поменьше продолжаем выковывать в длину. Не забывая при этом нагревать деталь. Когда, на ваш взгляд, заготовка получила нужные формы, оставляем ее остывать.

Спуски и закалка клинка

На этом этапе отрезаем болгаркой или другим инструментом пруток. Делаем на заготовке разметку, и на шлифовальном станке обрабатываем заготовку. Круг для станка используйте крупной зернистости, это черновая обработка. Не забываем про хвостовик.

Когда деталь начинает принимать очертания клинка, сменяем круг на более мелкое зерно и начинаем делать спуски.

Это очень тонкая работа, если мало опыта, лучше опять же нанести симметричную разметку на заготовку, дабы не допустить ошибок, которые чреваты нехорошими последствиями. Изделие можно загубить. Спуски тонкими делать нельзя, иначе после закалки клинок может «повести» и он треснет.

Теперь опять придется вернуться к горну или печи. Процесс закалки делается на воздухе, без применения каких-либо жидкостей. Требуется равномерно разогреть заготовку до ярко-красного цвета, что будет соответствовать приблизительно 900-1050 °C. А затем просто вынуть ее и подержать на воздухе, до остывания.

Сборка рукоятки

Перед сборкой рукояти обязательно зачистите клинок от нагара после закалки. И выведите режущую кромку. Если хвостовик короткий, не беда, допустимо ее нарастить прутком. Лезвие лучше обернуть малярным скотчем, чтобы не порезаться и удобнее будет работать.

Как вариант сделать сборную рукоять, из различных компонентов, здесь ограничение только в вашей фантазии. Используйте: текстолит, оргстекло, бересту, дерево различных пород и т.д. Как больстер сгодится и металлическая деталь.

При наборе не забываем, все проклеивать. А затем на шлиф машинке придаем рукояти форму. Если ваша задумка была изготовить ручку из двух планок, то при ковке, нужно сразу же выковывать плоский хвостовик.

Также материал выбирайте на свой вкус, затем насверливаем отверстия в хвостовике, крепим больстер. Вытачиваем из заготовок симметричные половинки, просверливаем их в соответствии с хвостовиком. И закрепляем клепками.

Во всех случаях, после закрепления материала на рукояти и обработав ее. Следует провести обработку, если имеется дерево, обязательно пропитываем воском или другими влагостойкими специальными средствами.

Коротко обо всем

Надеемся, что материал будет полезен как и начинающим мастерам, так и опытным. Но следует заметить, что работа с таким материалом как клапанная сталь довольно сложная работа и необходимо «набить руку» на нем. При ковке он будет уходить в сторону, но бояться этого не нужно, продолжать работу и он вернется на место.

Опытные мастера рекомендуют, для начала научиться работать с другими металлами, и только потом браться за сталь из клапана. При изготовлении спусков и режущей кромки, соблюдайте аккуратность. А при закалке, не перегрейте клинок, и все у вас получится.

Сталь 40Х13

Создать марку стали с идеальной структурой не представляется возможным, поэтому производители стремятся вывести сплавы с оптимальными характеристиками, предназначаемые для определённых целей. Например, можно сравнивать ножи из мягкой стали, который легче заточить, и ножи из твёрдого материала, отличающегося устойчивостью к механическим воздействиям, но трудно поддаваемого заточке. Такой анализ позволяет выбрать необходимый инструмент в зависимости от задачи, поставленной перед режущим инструментом.

Характеристики

Сложность химического состава сказывается на скорости процесса изготовления стали, это приводит к росту стоимости изделия.

Иногда качество ножа зависит не от конкретной марки, а качества термообработки. 40х13 сталь – это как раз тот самый случай. Она является одной из востребованных марок и имеет довольно устойчивые характеристики.

Из неё всегда делали медицинские скальпели, поэтому марка 40х13 всегда считалась лучшей. Такое мнение закрепилось из-за того, что это нержавейка, и великолепный рез скальпеля достигался за счёт очень тонкого лезвия и бритвенной заточки.

Достоинства

Высокая жаропрочность.
Коррозионная устойчивость.
Абсолютно не ржавеет.

Не подвергается коррозии даже в морской воде. Это свойство используют изготовители ножей для дайверов. Но всё-таки инструментам нужен хороший уход. Если лезвие держать в постоянной сырости, оно потихоньку покрывается ржавчиной.

Недостатки

Сталь 40х13 для ножей имеет не только плюсы, но и минусы. Режущая кромка относительно мягкая, хорошо поддаётся заточке, но быстро тупится. По этой причине не рекомендуется приобретать ножи из стали 40х13 туристам или охотникам, так как его придётся часто точить.

Определённый минус ещё в том, что ножи очень гибкие, ими не рекомендуется резать твёрдые поверхности.

И ещё одно качество, говорящее не в пользу 40х13 – неустойчивость к агрессивной среде и высоким температурным режимам. Поэтому категорически запрещено применение при сварке.

Область применения

Применение сплава довольно широкое. В настоящее время его используют для изготовления кухонных ножей с невысокой стоимостью. Они нравятся домохозяйкам, так как за ними просто ухаживать, при соблюдении элементарных правил они почти не ржавеют. Лезвия ножей острые, легко затачиваются. Можно резать любые продукты: рыбу, мясо, фрукты, овощи. Инструменты совершенно безопасны в использовании.

Помимо этого, из 40х13 изготавливают:

медицинские скальпели;
приспособления для измерений;
подшипники;
пружины;
маникюрные инструменты;
компрессорные детали и многие другие предметы бытового назначения.

Ножи из сплава используют рыбаки, дайверы, туристы, водолазы и простые кухарки. Кто-то предпочитает иметь у себя сувенирные клинки, имеющие прекрасный внешний вид.

Химический состав стали

количество углерода (С) в сплаве составляет от 0,36 до 0,45 процента;
другая составляющая – кремний (Si). В процентном соотношении его количество не превышает 0,8. Столько же содержится марганца (Mn);
устойчивость к коррозии придаёт легирующий компонент хром (Cr). От 12 до 14 процентов – отличный показатель;
не обошлось без примесей в виде серы (S) – до 0,025%, и фосфора (P) – до 0,030%;

Технологические свойства

Свою устойчивость к коррозии сталь получает после прохождения сложного технологического процесса, который заключается в специальной закалке. Во время этого действия отмечается полное растворение карбида, как результат – антикоррозийная защита. Снижение стойкости к коррозии связано с низким содержанием хрома в карбиде или снижением температуры плавления до 6000С. При правильно проведённом технологическом процессе такого явления не должно быть.

Температура при этом составляет от 850 до 11000С. Такой величины достаточно для полного деформирования. Во избежание образования трещин в техпроцесс включены режимы нагрева и охлаждения, проводимые попеременно.

Термообработка

Из-за высокого содержания хрома сталь 40х13 нужно калить при высокой температуре, нагревать нужно очень точно.

Правильная закалка даёт высокую твёрдость (58HRC), но в ущерб пластичности. Считается, что твёрдость 40х13 должна лежать в пределах от 53 до 56 HRC. Значения, превышающие этот порог, либо сильно завышены, либо технология при закалке была нарушена. От такого действия сталь становится чересчур хрупкой.

Аналоги

Зарубежный аналог – сталь марки 420. Похожий состав и недорогая цена составляют серьёзную конкуренцию нашему материалу, за границей ещё и хорошо термообрабатывают. Из-за этого по некоторым параметрам российский материал немного отстаёт.

Отзывы

Популярность изделий из стали 40х13 подтверждают многочисленные отзывы пользователей инструментов. Особенно отмечены такие свойства, как острота и лёгкость заточки. Многим также нравится простота в уходе и антикоррозионные свойства.

Немало отзывов звучит от медицинских работников, в частности от хирургов. Ведь не зря материал называют медицинской сталью.

Рачительные хозяйки отмечают, что это вполне пригодная сталь для хозяйственно-бытового назначения при условии нормальной термообработки. Некоторые пользуются ножами около 20 лет, причём берут их даже в походы. Инструмент ни разу не подводил. Особенно радует лёгкое затачивание любыми подручными приспособлениями.

Нравятся инструменты из медицинской стали маникюристам и парикмахерам. Они также отмечают долговечность стальных изделий из 40х13. Щипцы и другие режущие инструменты нужны для придания ногтям определённой формы и опрятности. Мастер маникюра с десятилетним стажем восхищается прочностью: инструмент долгое время остаётся острым и не деформируется при затачивании.

Нельзя упускать такой момент, что любая, даже самая стойкая вещь, требует, чтобы к ней относились аккуратно и соблюдали минимальные требования. Лезвия ножей, например, не любят, чтобы их хранили в сырости. Нельзя оставлять грязной поверхность. Если пренебрегать этими правилами, на клинках появляется ржавчина. При заточке её можно убрать, но при этом пострадает долговечность.

Читайте также: