Сравнение сталей 40х и 40х13

Обновлено: 13.05.2024

Любой материал, в том числе и сталь, обладает определёнными свойствами, которые присущи только ему. Специалисты, занимающиеся разработкой новых сортов стали, прилагают максимум усилий для получения оптимальных свойств и характеристик. Это в полной мере относится и к стали 40Х13.

Основные характеристики

Сталь 40Х13, иногда её обозначают как 4Х13, относят к коррозионно-стойким, жаропрочным маркам. Отечественным заменителем является сталь 30Х13. В химический состав этого материала входят:

• углерод до 0,45%;
• хром до 14%;
• остальные материалы (кремний, марганец и пр.) до 0,8%.

Такой состав позволяет изготавливать из этой стали следующую продукцию:

• режущий и мерительный инструмент;
• медицинский, в том числе и хирургический инструмент;
• элементы конструкций, работающих в слабых агрессивных средах.
• пружины, крепёжные изделия, валы подшипники, способные работать в агрессивных средах, в том числе и при температурах до 450 ºC.

Этот материал получают в открытых печах. Чаще всего применяют индукционные печи. Плавку стали производят при температурах от 850 до 110 градусов цельсия. Такой режим обеспечивает её полную деформацию. Для предотвращения образования трещин и других дефектов применяют различные температурные режимы, применяемые попеременно. Кстати, для применения деталей из марки 40Х13 в агрессивных средах, в целях повышения её стойкость к коррозионному воздействию, рекомендуется шлифовать их поверхность.

Сталь этой марки недопустимо применять для создания конструкций с применением любых видов сварки.

Аналоги

Среди импортных аналогов стали марки 40х13 можно назвать следующие:

Металлургическая промышленность выпускает следующий сортамент — лист (ГОСТ 5582-75), пруток ГОСТ 18907-73, проволоку (ГОСТ 18143-72).

Термообработка стали

Свои уникальные свойства, в частности, повышенную стойкость к коррозии, марка 40Х13 получает в результате сложной термической обработки.

После закалки, составляющими компонентами стали 40Х13 являются:

Надо отметить, что при температуре порядка 1050 ºC сталь теряет свою твердость. Это вызвано в первую очередь тем, при таком режиме растёт количество аустенита. Но при понижении температуры до 500 ºC твёрдость возвращается. Это обусловлено тем, что происходит удаление карбидов из структуры стали.

Финишная термообработка (закалка) производится при температуре 950 — 1000 ºC, с последующим охлаждением в масле или на воздухе. При соблюдении всех технологических режимов сталь получить требуемую твёрдость и коррозионную стойкость.

Технологические свойства стали 40Х13

Марка 40Х13 обладает хорошей технологичностью при проведении пластической деформации в горячем состоянии. Ее проводят при температуре от 850 до 1100 ºC. Но надо помнить что при резком нагреве, сталь может потерять ряд своих уникальных свойств, например, твердость. Именно поэтому процедуру нагрева необходимо проводить с небольшой скоростью. По достижении температуры 830 ºC можно выполнять прокат или ковку. Охлаждение стали необходимо также проводить медленно.

Сталь 40Х13 плохо подвергается холодной деформации.

Ряд характеристик коррозионно-стойкой и углеродистой стали во многом схожи, в частности, в твёрдости. Но они имеют различную микроструктуру и это приводит к появлению определённых сложностей в процессе механической обработки.

Основные сложности, возникающие при точении и фрезеровании стали марки 40Х13 это:

• упрочнение, возникающие в процессе резания;
• удаление отходов обработки;
• ускоренный износ режущего инструмента.

Дело в том, что при обработке 40х13 резанием, стружка не ломается как у большинства углеродистых сталей, а завивается в виде длинной стружки. Для решения этой проблемы на режущий инструмент устанавливают специальные приспособления — стружколомы.

Низкая теплопроводность хороша при использовании 40Х13 на практике, но создаёт определённые сложности при точении. То есть в месте обработки резко поднимается температура, вследствие чего происходит образование наклёпа и неравномерное упрочнение поверхности. Такое свойство стали приводит к снижению ресурса режущего инструмента и увеличению обработки детали.

Еще одно свойство 40Х13 — это наличие в ее составе карбидных и других соединений, имеющих микроскопический размер. Их наличие делает сталь неким подобием абразива, который выводит режущий инструмент из строя и это приводит к замедлению обработки.

Для эффективной обработки нержавейки применяют режущий инструмент, на поверхность которого наносят карбид вольфрама и другие упрочняющие покрытия.

Применение стали 40Х13

Уникальные свойства стали этой марки позволили применять её в авиастроении. Дело в том, что эта отрасль постоянно нуждается в материалах, которые обладают высокой прочностью во время работы при высоких температуре, например, в авиационном двигателе. Кроме того, в современной авиационной технике детали, выполненные из этой стали, применяют в силовых элементах конструкции фюзеляжа и пр.

Кстати, неофициальное название стали 40Х13 — ножевая. Несмотря на то что этот материал относительно мягок, при проведении правильной термической обработки он показывает хорошую твёрдость — 57HRC.

Ножи, выполненные с маркировкой 40х13, пользуются популярностью и домохозяек, и у охотников, рыбаков и пр. Все дело в том, что ножи, выполненные из этого материала, не ржавеют и не нуждаются в особом уходе.

Немного в заключение

Марку 40Х13 можно смело отнести к тем материалам, которые поддаются термической обработке с определёнными сложностями. В то же время, можно сказать, что в случае с этим материалом его химический состав не играет главной роли. Именно ее термическая обработки придаёт стали её уникальные свойства. При относительной мягкости она хорошо затачивается, а это особенно важно для её использования в инструментальной промышленности и быту.

Сталь 40 характеристики применение – Сталь 40 | Металл марки 40 | Свойства и характеристики технические | Производство и продажа ГОСТ | Заказать литье или купить со склада | Цены расценки стоимость пр

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:

1. Коррозионная устойчивость.
2. Жаропрочность.
3. Жаростойкость.
4. 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.

1. Мерительный инструмент.
2. Режущий инструмент.
3. Предметы домашнего обихода.
4. Медицинские инструменты.
5. Валы.
6. Пружины.
7. Подшипники.
8. Мерительные приспособления для ковочного производства.
9. Детали компрессорных установок.
10. Режущие ножи аппаратов для горячей штамповки.

Сталь 40ХН: характеристики, ГОСТ и аналоги

К сожалению, исследуя просторы необъятного интернета в поисках простых и понятных рядовому читателю статей на тему металлоконструкций и сталей в принципе, в лучшем случае вы найдете пару неструктурированных статей, смысла в которых не столь уж и много. В остальных же случаях информация подается в виде простых вырезок из нормативных документов, где вся информация будет приведена в виде малопонятных научно-технических аббревиатур и обозначений.

Такое положение дел нас не устраивает, поэтому в сегодняшней статье мы как можно более просто ознакомимся с основными характеристиками стали 40ХН, а также обсудим сферу ее применения и химический состав.

Использование

Начнем наш экскурс с самого простого, а именно с ответа на довольно важный вопрос. Где же применяется эта сталь или, если немного перефразировать, для какой отрасли характеристики стали 40ХН будут наиболее востребованы?

Если обращаться к документации, а именно к ГОСТу 4543-71, то нам станет ясно, что сталь 40ХН – конструкционная, легированная, хромоникелевая. Такое название четко дает понять, что данный сорт стали применяется преимущественно для изготовления чего-либо. В большинстве случаев применение стали 40ХН тесно связано с изготовлением деталей для различных механизмов.

К примеру, из 40ХН часто изготавливают оси и валы двигателей, шестерни, валики, шатуны, рычаги и многое другое. Все вышеперечисленные детали в течение всей своей эксплуатации подвержены высоким нагрузкам, из чего мы можем сделать вывод, что характеристики и механические свойства стали 40ХН не столь уж и плохи.

Однако не стоит думать, что сталь этой марки выпускают уже в виде готовых деталей. Как и любую другую сталь, 40ХН поставляют на рынок в виде привычных всем полос, прутков, шестигранников, квадратов.

Состав

Уверены: для читателей не секрет, что сплав железа с углеродом – это и есть сталь. Чистая сталь, если быть точным. Однако такой материал далеко не всегда оказывается пригодным для использования. Именно для того, чтобы улучшить исходные свойства стали, в ее состав добавляются различные элементы из всем известной таблицы Менделеева, присутствие которых в составе в определенной пропорции наделяет сплав некими свойствами вроде повышенной износостойкости и устойчивости к окислению.

Исключением не стала и сталь 40ХН, характеристики которой напрямую вытекают из лигатурного состава, который выглядит следующим образом:

Увы, технология выплавки не может гарантировать полное отсутствие вредных примесей в составе стали 40ХН. Характеристики же из-за их присутствия значительно не ухудшаются, так как процентное содержание подобных примесей не превышает 0,035%.

Сталь 40ХН: характеристики

Применение стали 40ХН в качестве материала для изготовления тяжелонагруженных деталей механизмов – это ярчайший показатель того, что сплав обладает достаточно высокими показателями прочности. И это, безусловно, правда. Большая часть лигатуры в составе повышает прочностные характеристики стали 40ХН, такие как стойкость к износу, ударная вязкость, пластичность, устойчивость к повышенным температурам, а также делает ее более устойчивой к коррозии.

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.

04 семестр / Домашние задания / Готовые ДЗ варианты Остальные / Остальные / 40Х / 40Х

Марка стали: 40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР).

Класс: сталь конструкционная легированная.

Использование в промышленности: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности..

Твердость: HB 10 -1 = 217 МПа

Свариваемость материала: трудносвариваема. Способы сварки: РДС, ЭШС, необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.

Температура ковки, oС: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

• Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 10702-78.
• Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
• Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
• Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74.
• Полоса ГОСТ 103-2006, ГОСТ 1577-93, ГОСТ 82-70.
• Поковки ГОСТ 8479-70.
• Трубы ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 13663-86.

Расшифровка стали 40Х

Марку 40Х, относят к конструкционным, легированным. В результате того, что в состав стали может входить от 0.36 и 0.44% углерода и от 0.8 и до 1.1% хрома, она становится трудно свариваемой. То есть, для получения качественного шва необходимо выполнить ряд дополнительных технологических операций. Перед тем как начать сварку, кромки деталей необходимо подогреть до 300 ºC. После того как шов получен, надо выполнить отжиг.

Полный состав 40Х:

Химический состав стали 40Х позволяет ее применять для производства деталей с высокими параметрами прочности. К этим деталям относят:

• валы механизмов;

• оси;

• шпиндели;

• зубчатые венцы и пр.

Кстати, при выборе прутка из стали 40Х в качестве основного материала, проектировщик должен помнить о том, что существует возможность применения отечественных аналогов, таких как — 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. Среди сталей, производимых за рубежом, существуют следующие аналоги как:

• G51400, H51350 — США;

• 37Cr4, 41Cr4, 41CrS4 — Германия;

• 35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA — КНР.

Сталь ст 3

Сталь 3 (ст3) входит в список конструкционных углеродистых стали. Продукция выпускается различных видов в форме сортового и листового проката. Свойства этого вида стали являются условием для включения их к группе А, вот почему в ее наименовании отсутствуют дополнительные обозначения – ст3. Сталь данного типа производится методом сварки и давления, без горячей или другой дополнительной обработки. При этом используется углеродистая сталь 3.

Представим расшифровку стали 3: «ст» обозначает «сталь», а цифра – номер марки. Процент содержания углерода в данном виде стали указан в номере, и необходимо знать – чем выше номер, тем выше содержание углерода. После номера марки иногда указывается степень раскисления продукта, по параметрам которого сталь подразделяют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Благодаря хорошей свариваемости и простоте данная марка применяется в различных металлических конструкциях и в строительстве.

ГОСТ 4543-71

При производстве стали изготовители руководствуются нормами ГОСТ 4543-71. Он определяет технические условия на прокат из легированной конструкционной стали. Его нормы распространяются на такие виды проката, как слитки, поковки и пр.

ГОСТ 4543-71 даёт чёткую классификацию конструкционных легированных сталей. В соответствии с ней сталь марки 40Х относится к группе хромистых сталей.

В этом же документе определены параметры качества, то есть, определяет максимально допустимое количество примесей, которые влияют на технические характеристики конструкционной легированной стали. К таким примесям относят серу, фосфор, медь и некоторые другие.

Кстати, в этом же документе определены режимы термической обработки проката.

Описание такой марки стали, как 40х13

Если возникает необходимость в нержавеющей жаропрочной и коррозийно-стойкой стали, прекрасным решением будет 40х13. Такую свою черту, так устойчивость к коррозии, марка стали 40х13 получила благодаря закалке, позволяющей полностью растворить карбид. Стоит сказать, что для изготовления такой марки как 40х13, применяются индукционные печи, а также дуговые открытого типа. Прекрасным качеством данной марки стали является ее способность к деформации при температурах от 850 до 1100 градусов Цельсия. С целью избежать трещин, нагрев и охлаждение такой стали проводится в медленном режиме.

Термическая обработка стали 40Х

Одной из ключевых характеристик металла является твёрдость, то есть, способность сопротивляться внедрению в него других, более твёрдых материалов. От уровня твердости зависит возможность применения металла при производстве тех или иных деталей машин и механизмов.

Твердость металла оказывает непосредственное влияние на:

• Прочность;

• Стойкость к износу и ряда других.

Инженер-технолог, подбирая режимы обработки металла из стали 40Х, руководствуется, в том числе и параметрами твёрдости. Для изменения параметра твердости используют термическую обработку.

Кроме того, она необходима для улучшения механических свойств как отдельных деталей, так и конструкции в целом. В состоянии поставки твердость стали 40Х составляет 217 Мпа — по Бринелю. Для её повышения, применяют разные методы термической обработки.

В частности, для 40Х используют следующие способы закалки с применением:

• единственного хладагента;

• двух хладагентов;

• струи охладителя;

Первый способ подразумевает под собой то, что будет использоваться один тип охладителя (вода, масло и пр.).

Второй, предполагает, то, что после охлаждения заготовки в воде, ее отправляют в масло.

Третий метод основан на том, что на разогретую часть детали, направляют струю охладителя (масло, вода). Этот способ применяют в том случае, если возникает потребность в закалке определённой части детали, например, венца зубчатого колеса. Кроме того, такая технология отличается тем, что в процессе обработки не возникает «паровая» рубашка и это положительно сказывается на качестве закалки.

В процессе термической обработки возникают проблемы защиты детали от дефектов, которые могут появиться после того, как появилась окалина (следствие воздействия кислорода) или выгорания углерода. Для предотвращения этого камеру, в которой происходит нагрев заготовки, насыщают газом, являющейся продуктом сгорания метана. На самом деле защита заготовки от воздействия атмосферного кислорода — это важная задача.

Кстати, термическую обработку изделий, выполненных из стали марки 40Х, лучше всего проводить в герметически закрытой печи. Иногда, для изоляции детали от воздействия посторонних факторов во время обработки в печи применяют чугунную стружку. То есть заготовку обкладывают чугунной стружкой или крошкой.

Состав инструментальной стали у8

Одной из марок инструментальных сталей, является марка . Это углеродистая инструментальная сталь, в состав которой входит порядка 0.83 процента углерода. Помимо этого, в состав данной марки стали входят до 0,33 процента кремния и столько же марганца, не выше 0,028 процентов серы и не больше 0,25 процентов никеля, не выше 0,25 процентов меди, до 0,03 фосфора и до 0,2 процентов хрома. В качестве аналогов стали марки У8, выступают у7 и у 10. Основное применение стали У8 – это изготовление инструментов, при работе которых отсутствует нагревание. Такими инструментами могут быть отвертки кернеры, фрезы, кусачки боковые, плоские и витые пружины, комбинированные плоскогубцы, накатные ролики, детали механических часов, монтажные, слесарные и деревообрабатывающие инструменты и такое прочее. Изготавливается сталь данной марки в виде горячекатаных кругов, просто листов, кованых полос и квадратов и так далее. Среди положительных характеристик стали марки У8, стоит выделить простоту обработки во время нагревания и стойкость к появлению внутренних трещин в процессе обработки.

Физические характеристики

Температура	Е, ГПа	G, ГПа	r, кг/м3	l, Вт/(м · °С)	R, НОм · м	С, Дж/(кг · °С)	a, 10-6 1/°С
0	212	82	7850	—	—	—	—
20	213	—	7850	515	160	483	—
100	206	80	—	51	221	—	119
200	201	78	—	48	296	—	128
300	192	75	—	46	387	—	135
400	176	68	—	42	493	—	141
500	163	63	—	38	619	—	146
600	151	58	—	34	766	—	149
700	131	50	—	30	932	—	152
800	118	45	—	25	1110	—	125
900	—	—	—	26	1150	—	135
1000	—	—	—	269	1180	—	135
1100	—	—	—	28	1207	—	152
1200	—	—	—	295	1230	—	145

Прокаливаемость стали ХВГ (ОСТ 23.4.127-77)

Шлифуемость при твердости HRCЭ 59-61 пониженная, при HRCЭ 55-57 удовлетворительная.

Область применения

ЭИ-107 пригодна для изготовления ножей, клинков и других режущих деталей бытового назначения.

Из этой стали делают выпускные клапаны для дизельных моторов в самолето- и машиностроении. Изготовляют крепёж и колосники, которые нужны в работе при повышенных температурах (650-850°С), например, в печах.

При термической обработке можно получить структуру мелкозернистого перлита высокой прочности. Именно поэтому из сплава получаются прочные лезвия высокого качества. Клинки, изготовленные из ЭИ107, можно полировать до зеркального блеска: они слабо подвержены коррозии. Такие лезвия легко поддаются правке в любых условиях и выдерживают большие механические нагрузки. Это оценили охотники и рыболовы: ножи пользуются спросом среди них.

В оружейном производстве товарный вид стали позволяет изготавливать эксклюзивное и подарочное оружие.

Сталь 20 и 45

Данные виды стали относятся к качественным углеродистым конструкционным. Являясь низкоуглеродистой, сталь 20 характеризуется отличной свариваемостью, пластичностью и штамповкой. Сталь 20 с такими характеристикам, как правило, используется в производстве разных видов деталей для крепежа – валики, оси и т.д. Данный вид продукции может дополнительно цементироваться, что увеличивает прочность поверхности, одновременно насыщаясь углеродом.

Сталь 45 является среднеуглеродистой качественной конструкционной, особенность которой – невосприимчивость к сварке. В ее характеристики входит также повышенная прочность и, в то же время, низкая вязкость и пластичность. Способ термообработки деталей зависит от условий, в которых протекает работа, где применяются нормализация и улучшение, а также закалка с низким отпуском и ТВЧ. Сталь 45 применяется в производстве деталей небольшого размера: зубчатые колеса, валы, шатуны и детали, подвергающиеся циклическим нагрузкам.

Твердость стали ХВГ в зависимости от температуры отпуска

* – Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм в расплаве солей с водой.

Свойства стали

Устойчива к окислению, имеет хорошую твёрдость, обеспечивающую стойкость к истиранию, из-за достаточной вязкости не даёт преждевременного усталостного разрушения. В сочетании с высокой жаростойкостью и жаропрочностью расширяется область применения.

Нож из стали 40x10c2m.

Физические и механические

Удельный вес составляет 7620 кг/м3.

Твёрдость материала – HB 10 – 1 = 197 – 269 МПа.

Для потребителя необходимо, чтобы обеспечивалась стойкая заточка клинка при твёрдости в 56-57 HRC, твёрдость стали ЭИ107 приближена к 54-56 HRC.

Технологические

Сталь трудно поддаётся свариванию. В воздушной среде при температуре 850°С образуется окалина.

Рекомендации по термообработке и сварке

По завершении термической обработки нужен отжиг материала с нагревом до 860°С, далее следует постепенное охлаждение в остывающей печи. При сварочных работах нужно прогревать сталь до 200°С.

Сталь 65х13 или 40х13 что лучше

Любой человек, собирающийся купить нож, должен подойти к его выбору очень серьезно. Ведь нож должен быть верным и надежным инструментом, который не подведет в нужный момент. Недостаточно того, что бы нож был красивый, удобный с интересным дизайном или с клеймом именитого производителя.

Как человеку, не разбирающемуся в марках и составах стали, не ошибиться при выборе ножа мы расскажем в этой статье.

Большинство производителей ножей отдают предпочтение нержавеющим сталям. Что неудивительно, нержавеющие стали более устойчивы к различным видам коррозии, поэтому дольше сохраняют рабочие свойства и приятный внешний вид.

Самыми популярными отечественными марками нержавеющей стали являются:

Подробнее о каждой из них:

Сталь 95х18

Состав этой стали был изобретен не так давно, но она уже пользуется огромной популярностью из-за своих коррозионностойких свойств.

Несмотря на то, что в промышленности эту сталь используют для изготовления прочных деталей, к которым предъявляют требования повышенной стойкости к износу, за ножами, изготовленными из стали 95х18 очень легко ухаживать. Ножи из этой стали славятся простотой заточки, что немаловажно для неопытного пользователя.

Также из-за входящего в состав хрома, эта сталь идеально подходит для ковки. Ковка металла помогает избавиться от таких дефектов как микротрещины или заполнение пор элементами водорода и кислорода, что может привести к снижению антикоррозийных свойств стали. Так же вовремя ковки происходит измельчение зерна металла. За счет этого увеличивается пластичность, в то время как его прочность не снижается. Это особенно важно при изготовлении ножей, так как после ковки нож из стали 95х18 способен выдерживать большие нагрузки даже на изгиб.

Далеко не все производители ножей используют в своих изделиях кованную сталь 95х18, заменяя ее на так называемую «прокатную» 95х18. Делается это потому, что прокатная сталь менее затратна в производстве и транспортировке, что сказывается на ее цене. Хоть химический состав этих сталей идентичен, кованная сталь цениться больше из-за своей плотности. При прокате стали невозможно полностью избавиться от микротрещин и полостей, так как это происходит при ковке, и поэтому нет гарантий что со временем на изделии не появятся дефекты. При выборе ножа из стали 95х18 обязательно обратите на это внимание и при необходимости уточните у продавца.

Рассказывая про отечественную сталь 95х18, нельзя не упомянуть ее зарубежный аналог— сталь AUS-8.

Сталь AUS-8

Состав стали AUS-8 разработан японскими металлургами, и соответствует японским стандартам. Сталь, AUS-8 считается самой популярной японской нержавеющей сталью и широко используется производителями ножей по всему миру. Но по сути ее состав мало чем отличается от состава нашей стали 95х18, углерода в составе AUS-8 – 0,7%, а хрома 14%. Говоря о свойствах этой стали некоторые мастера отмечают, что сталь AUS-8 занимает промежуточное место, между дамасскими сталями и нержавейками. Она достаточно прочная, и мало восприимчива к агрессивным и влажным средам. Ножи из стали AUS-8 считаются самыми «рабочими», так как они длительное время сохраняют свои рабочие свойства, достаточно долго держат остроту режущей кромки, но при этом легко точатся. Так что, если вы используете нож в профессиональных целях, то нож из стали AUS-8 – то, что вам нужно.

Сталь 65х13

Сталь 40х13

Сталь 40х13 смело можно назвать первой среди нержавеющих. Из этой стали преимущественно изготавливаются ножи постоянно подверженные агрессивной среде: кухонные, специализированные ножи ныряльщиков, водных спасателей и рыбаков. Ножи, изготовленные из стали 40х13 действительно не ржавеют, но в связи с малым содержанием углерода, всего 0,4% они более пластичные и гибкие. Поэтому настоятельно не рекомендуется пользоваться ножами с этой сталью, для работы по твердым материалам. Сталь 40х13 прочно заняла нишу различных кухонных ножей, ножей для рыбалки и ножей для городских пикников.

В отдельную группу следует выделить порошковые нержавеющие стали.

Порошковые нержавеющие стали

Производство таких сталей, это новое слово в металлургии. А производство ножей из порошковых сталей довольно сложный и необычный процесс. Изделия из порошковой стали обладают повышенными характеристиками в таких вопросах как: устойчивости к коррозии, износостойкость и могут эксплуатироваться в различных условиях. Многие специалисты и мастера отмечали, что на сегодняшний день, ножи, изготовленные из порошковых сталей, имеют лучшее качество, свойства и характеристики, чем ножи, произведенные из других материалов. Подробнее о порошковых сталях читайте тут (ссыль)

Все о стали 65Х13

Сталь марки 65Х13 применяется для изготовления ножей и других режущих инструментов для медицинских, бытовых целей. Расшифровка ее наименования указывает на наличие в составе хрома, влияющего на характеристики материала, его твердость по Роквеллу, плюсы и минусы. Оценить ее по достоинству поможет полный обзор, а также сравнение со сталью 95Х18 и 40Х13.

Состав

Описание стали марки 65Х13 для ножей и других режущих элементов позволяет получить полное представление о ее особенностях и возможностях. Материал производят из сплава компонентов, представленных в следующей пропорции:

1. Fe – основная доля объема;
2. C — 0,60–0,70%;
3. Cr – около 12–14%;
4. Mn – 0,25–0,80%;
5. P – менее 0,30%;
6. S – до 0,025%;
7. Si – 0,2–0,5%.

Чем выше температура закалки, тем большее количество углерода и хрома будет содержаться в составе.

Дополнительно сплав может включать легирующие компоненты в виде молибдена, вольфрама, ванадия, марганца.

Такие добавки могут влиять на структуру стали, ее прочность, другие характеристики.

Плюсы и минусы

Сталь 65Х13 имеет довольно широкое применение. Среди очевидных достоинств, благодаря которым материал высоко ценят, можно выделить практически максимальную для металлов этой группы твердость. Она влияет на эффективность реза, устойчивость материала к механическим, ударным воздействиям. Лезвие клинка из такой стали не деформируется при падении на твердую поверхность, сохраняет целостность в результате контакта с деревом или камнем.

К прочим достоинствам марки 65Х13 можно отнести ниже перечисленные.

1. Стойкость к разным видам напряжения. Лезвия и ножи даже при значительном отклонении от центральной оси во время изгиба не ломаются.
2. Влагостойкость. Закаленный, легированный хромом металл способен выдерживать даже длительное воздействие пара, воды. Это важно для профессионального поварского инструмента.
3. Жаростойкость. Материал при контакте с огнем не меняет своих свойств. Для изменения его характеристик необходима очень высокая температура, с которой в быту сталкиваться не приходится.
4. Коррозионная стойкость. При контакте с биологическими жидкостями в процессе разделки мяса, хранении на открытом воздухе материал не повреждается. Но коррозионная стойкость все же небезгранична. В некоторых случаях металл все же может разрушиться.
5. Легкость механической обработки. Стальное полотно с режущей кромкой легко заточить самостоятельно в домашних условиях.

Сталь 65Х13 особенно широко применяется в массовом производстве ножей.

Изделия из нее представлены в средней (и доступной) ценовой категории.

К недостаткам сплава можно отнести недостаточно высокую деформационную стойкость. При значительном уровне нагрузок клинок способен изменить свою геометрию. Кроме того, при стачивании заводской заточки лезвие будет терять остроту довольно быстро.

Характеристики и свойства

Расшифровка названия стали 65Х13 довольно проста. Литера Х означает присутствие хрома, цифра после нее — процентное содержание этого элемента. Также из обозначения можно понять, что углерод в составе присутствует в объеме 0,65%. Твердость материала по Роквеллу составляет 56-59 HRC, для металла это довольно высокое значение.

Актуальный для маркировки стали 65Х13 основной ГОСТ 5632-72. Дополнительно производителями могут применяться ТУ для производства материала в конкретных целях. На качество влияют деформационные воздействия. Для этой марки они выполняются в холодном и горячем видах.

К свойствам стали 65Х13 принято относить следующие показатели:

• отличные режущиеся свойства;
• высокое качество заточки;
• закаленность, позволяющая сформировать монолитный сплав;
• длительный срок службы;
• отсутствие хрупкости металла;
• податливость в ходе обработки.

На комплекс свойств влияет состав материала.

Наличие легирующих добавок индивидуально, некоторые из них, такие как вольфрам или молибден, используют только в дорогих моделях профессиональных и медицинских ножей.

Также материал способен переносить многократную обработку в автоклавах, обеззараживание, что делает его оптимальным выбором для создания инструментов медицинского назначения.

Сферы применения

Сталь этой марки считается оптимальным выбором для изготовления ножей, клинков, медицинских режущих инструментов. Среди создаваемых с ее помощью изделий можно выделить ниже перечисленные группы товаров.

1. Разделочные. Сюда входят профессиональные поварские и любительские ножи, при помощи которых раскраиваются туши и куски мяса, рыбы, другие плотные и волокнистые продукты.
2. Кухонные. Ножи бытового назначения, долго служат, выпускаются в широком размерном диапазоне.
3. Туристические. Они отличаются повышенной толщиной клинка, подходят для расщепления твердых и плотных материалов, в том числе древесины. Характеризуются сбалансированным соотношением веса рукоятки и режущей части.
4. Охотничьи. Массивные, с клинком особой формы, они хорошо подходят для использования в условиях, отдаленных от цивилизации. Ножи используются как разделочные, могут выступать и в другом качестве. У них широкое лезвие и значительная площадь режущей кромки.
5. Перочинные. Складные ножи с узким лезвием, убирающимся на хранение внутрь рукоятки. Чаще всего используются в туристических и бытовых целях.
6. Бритвенные лезвия. Сталь 65Х13 даже в виде очень тонких полотен обеспечивает высокую остроту режущей кромки. Она выдерживает контакт с влажной средой, не слишком быстро тупится.
7. Медицинские инструменты. Из этой стали создают ланцеты и скальпели, пильные диски для проведения хирургических операций.

Изучая состав материала лезвия при покупке, стоит обратить внимание на марку стали. Маркировка 65Х13 гарантирует изделиям длительный срок службы, легкость затачивания. Также из этой углеродистой высоколегированной стали изготавливают металлопрокат в листах, лентах, полосах.

Аналоги

Сталей, используемых при изготовлении ножей, существует довольно много. Аналогами марки 65Х13 считаются в разных странах мира следующие варианты.

• Швейцарская AEB-L. Коррозионная сталь, создаваемая компанией UDDELHOLM AG. Ее основным назначением является изготовление ножей, бритвенных лезвий, хирургического инструмента. Отличительной чертой марки является минимальное содержание примесей в виде серы и фосфора, металл получается более чистым, а режущая кромка изделий из нее обеспечивает повышенную стойкость к потере остроты.

• Американская 440A. Согласно стандартам, принятым в США, эта разновидность хромированной стали также иногда маркируется как 440, без литерации. Прочность материала зависит от качества закалки. К отличиям этой марки можно отнести содержание углерода в объеме 0,65–0,75%, хрома – 16–18%, что немного повышает качество изделий из нее в сравнении с отечественным аналогом. В качестве легирующих компонентов используются магний, молибден, кремний, есть фосфор и сера в допустимых пределах.

• Немецкая X55CrMo14. Сталь со средним содержанием углерода (0,42–0,52%) и высоким объемом хрома в составе — до 15%. Материал получается менее прочным, используется в изготовлении изделий сувенирного или коллекционного назначения.

• Японская AUS6. Содержание углерода в ней составляет 0,55–065%, хрома – от 13 до 14,5%. Производятся стали этой марки предприятием Aichi Steel Works, закаливание происходит до 54–57 HRS, что также несильно отличается от российского аналога. Этот вариант широко применяется при изготовлении складных и кухонных ножей.

По своим характеристикам эти материалы очень схожи. Все они считаются специализированными ножевыми, применяются при создании клинков и лезвий различного назначения.

Сравнение с другими марками

Наиболее часто стать 65Х13 сравнивают с двумя ее аналогами. 95Х18 — высоколегированная разновидность, лучше сопротивляющаяся воздействиям внешних факторов. Она более твердая, обеспечивает коррозионную стойкость режущей кромке, медленно тупится. Из нее делают клинки, способные длительное время сохранять остроту. Основным недостатком этой стали можно назвать отсутствие возможностей для самостоятельной заточки.

Еще один вид стали для ножей — 40Х13. По содержанию углерода она несколько уступает марке 65Х13.

Это мартенситная сталь, не содержащая никеля. Материал с трудом поддается закалке, но хорошо деформируется путем горячей ковки.

Применение по большей части ограничено ножами для рабочих частей механизмов и оборудования.

На фоне этих возможных вариантов замены сталь 65Х13 выглядит разумным компромиссом для выбора. Ножи из нее обходятся недорого, при этом поддаются самостоятельной заточке. По показателям твердости и прочности она практически не уступает 95Х18, но более функциональна в быту и других направлениях повседневного применения.

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

1. Высокая жаропрочность.
2. Коррозионная устойчивость.
3. 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.

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.

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.

Стали 20Х13, 30Х13 и 40Х13: сравнение физико-механических свойств

Нержавеющая среднеуглеродистая сталь с минимальным содержанием хрома 12%. Как и любая другая мартенситная нержавеющая сталь, может быть закалена посредством термической обработки (закалка с отпуском). Сталь обладает пластичностью в отожженном состоянии и хорошими коррозионно-стойкими свойствами. Этот сорт стали имеет самую высокую достигаемую при термической обработке твердость до 50. 65 HRC среди всех марок нержавеющей стали с 12% содержанием хрома. Для этих сталей характерна потеря прочности материала при высоких температурах и снижение пластичности при отрицательных температурах.

Физические свойства сталей

Плотность

20Х13 7670 [ кг/м 3 ]

30Х13 7670 [ кг/м 3 ]

40Х13 7650 [ кг/м 3 ]

S420 - зарубежный аналог 7800 [ кг/м 3 ]

Теплопроводность

20Х13 25 [ Вт/м • o C ]

30Х13 25 [ Вт/м • o C ]

40Х13 25 [ Вт/м • o C ]

S420 - зарубежный аналог 24,9 [ Вт/м • o C ]

Теплоёмкость

20Х13 470 [ Дж/(кг • o C) ]

30Х13 473 [ Дж/(кг • o C) ]

40Х13 452 [ Дж/(кг • o C) ]

S420 - зарубежный аналог 460 [ Дж/(кг • o C) ]

Коэфф-т температурного расширения (CTE)

20Х13 10.2•10 -6 [ 1/ o C ]

30Х13 10.2•10 -6 [ 1/ o C ]

40Х13 10.7•10 -6 [ 1/ o C ]

S420 - зарубежный аналог 10.3•10 -6 [ 1/ o C ]

Механические свойства сталей 20Х13, 30Х13,40Х13 и S420

Модуль упругости

Минимум 190 [ГПа]

Максимум 218 [ГПа]

Коэффициент Пуассона

Предел прочности (пруток)

Минимум 510 [ МПа ]

Максимум 830 [ МПа ]

Предел текучести (пруток)

Минимум 440 [ МПа ]

Максимум 655 [ МПа ]

• E - модуль упругости - коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и относительным удлинением;
• G - модуль сдвига (модуль касательной упругусти) - коэффициент пропорциональности между касательным напряжением и относительным сдвигом;
• μ - коэффициент Пуассона - абсолютное значение отношения поперечной деформации к продольной в упругой области;
• σ_т - предел текучести (условный) - напряжение при котором остаточная деформация после снятия нагрузки составляет 0,2%;
• σ_в - временное сопротивление (предел прочности) - прочность на разрыв; (HB, HRC, HV).

НИОКР в машиностроении

Инновационное импортозамещение

г. Коломна, Московская область
Россия, 140400

Содержание

• Наша группа инженеров
• Услуги
• Результаты
• Инженерные расчёты онлайн
• Информация для инженеров
• Статьи

Услуги и опытная продукция

• Опытно-конструкторские работы
• Инженерные расчёты и моделирование
• Экспертиза и анализ
• Расчёт, конструирование и модернизация торцевых уплотнений, изготовление опытных образцов
• Обход патентов конкурентов
• Погодозависимая автоматика отопления и горячего водоснабжения
• Микропроцессорные устройств мониторинга и диагностики

© Copyright Шепелёв А.В & Шепелёв В.А. | Информация настоящего сайта защищена Гражданским кодексом РФ, а также другими международными законами. Копирование и/или использование любой части информации с настоящего сайта без указания прямой ссылки на него и без согласия авторов не допускается. Информация, опубликованная на настоящем интернет-ресурсе, не является публичной офертой, предоставлена по принципу "как есть", без каких-либо гарантий. Уточнённые инженерные расчеты и консультации, а также опытно-конструкторские работы, выполняются на договорных условиях.

Читайте также:

  
• Сталь 25хгса характеристики применение
  
• Миса билд на стальной путь
  
• Диск стальной 150 мм
  
• В чем разница между стальным алхимиком и стальным алхимиком братство
  
• Горячеоцинкованный стальной соединитель типа стержень полоса