Сталь хром ванадий характеристики
Обновлено: 11.05.2024
На самом деле инструмент делают из стали, которая была подвержена легированию. Легированная сталь содержит специальные легирующие добавки, которые позволяют в значительной степени менять ряд ее механических и физических свойств. В данной статье мы разберемся, что из себя представляет классификация легированных сталей, а также рассмотрим их маркировку.
По содержанию в составе стали углерода идет разделение на:
- низкоуглеродистые стали (до 0,25% углерода);
- среднеуглеродистые стали (до 0,25% до 0,65% углерода);
- высокоуглеродистые стали (более 0,65% углерода).
В зависимости от общего количества в их составе легирующих элементов, которые содержит легированная сталь, она может принадлежать к одной из трех категорий:
- низколегированная (не более 2,5%);
- среднелегированная (не более 10%);
- высоколегированная (от 10% до 50%).
Применение инструментальных легированных сталей
Инструментальная легированная сталь широко используется при производстве разнообразного инструмента. Но помимо явного превосходства над углеродистой сталью в плане твердости и прочности, у легированной стали есть и слабая сторона — более высокая хрупкость. Поэтому для инструмента, который активно подвергается ударным нагрузкам, такие стали не всегда подходят. Тем не менее при производстве огромного перечня режущего, ударно-штампового, измерительного и прочего инструмента именно инструментальные легированные стали остаются незаменимыми.
Отдельно можно отметить быстрорежущую сталь, отличительными особенностями которой являются крайне высокая твердость и красностойкость до температуры 600 градусов. Такая сталь способна выдерживать нагрев при высокой скорости резания, что позволяет увеличить скорость работы металлообрабатывающего оборудования и продлить срок его службы.
К отдельной категории относятся легированные конструкционные стали, наделенные особыми свойствами: нержавеющие, с улучшенными электрическими и магнитными характеристиками. От того, какие элементы, а также в каких количествах преимущественно содержатся в них, они могут быть хромистыми, никелевыми, хромоникельмолибденовыми. Также они делятся на трех-, четырех- и более компонентные по числу содержащихся в них легирующих добавок.
Маркировка легированных сталей указывает на то, какие добавки в ней содержатся, а также на их количественное значение. Но также важно знать и то, какое именно влияние на свойства металла оказывает каждый из этих элементов в отдельности.
Хром
Добавка хрома увеличивает коррозионную стойкость, повышает прочность и твердость, является основным компонентом при создании нержавеющей стали.
Никель
Добавление никеля повышает пластичность, вязкость стали и коррозионную стойкость.
Титан
Титан уменьшает зернистость внутренней структуры, повышая прочность и плотность, улучшает обрабатываемость и коррозионную стойкость.
Ванадий
Присутствие ванадия уменьшает зернистость внутренней структуры, что повышает текучесть и порог прочности на разрыв.
Молибден
Добавка молибдена дает возможность улучшить прокаливаемость, повысить коррозионную устойчивость и снизить хрупкость.
Вольфрам
Вольфрам повышает твердость, не дает зернам увеличиваться при нагреве и снижает хрупкость при отпуске.
Кремний
При содержании до 1-15% кремний повышает прочность, сохраняя вязкость. При увеличении процента содержания кремния повышается магнитопроницаемость и электросопротивление. Также данный элемент увеличивает упругость, стойкость к коррозии и сопротивляемость к окислению, но также повышает хрупкость.
Кобальт
Введение кобальта увеличивает ударопрочность и жаропрочность.
Алюминий
Добавление алюминия способствует повышению окалиностойкости.
Углерод
Оказывает на свойства стали очень значительное влияние. Если его содержится до 1,2%, то углерод способствует повышению твердости, прочности, предела текучести металла. Превышение указанного значения способствует тому, что начинает значительно ухудшаться не только прочность, но и пластичность.
Марганец
Если количество марганца не превышает 0,8%, то он считается технологической примесью. Он призван повысить степень раскисления, а также противостоять негативному влиянию серы на сталь.
Сера
При превышении содержания серы выше 0,65% механические свойства стали существенно снижаются, речь идет об уменьшении уровня пластичности, коррозионной стойкости, ударной вязкости. Также высокое содержание серы негативно влияет на свариваемость стали.
Фосфор
Даже незначительное превышение содержания фосфора выше необходимого уровня чревато повышением хрупкости и текучести, а также снижением вязкости и пластичности стали.
Азот и кислород
При превышении определенных количественных значений в составе стали вкрапления данных газов повышают хрупкость, а также способствуют понижению ее выносливости и вязкости.
Водород
Слишком большое содержание водорода в стали ведет к увеличению ее хрупкости.
Прочность инструмента зависит от многих факторов, но качество самой стали обуславливается количеством и составом легирующих элементов.
На ручном инструменте можно часто заметить маркировки CrV - хромванадиевая сталь, CrNI - хромоникелевая сталь, Cr-Mo - хромомолибденовая сталь.
хромованадиевая сталь (CrV) – характеризующаяся повышенной устойчивостью к коррозии и образованию ржавчины. Добавление хрома значительно улучшает восприимчивость стали к закалке. Добавление ванадия увеличивает вязкость стали при термической обработке, что положительно влияет на устойчивость к высоким температурам и препятствует деформациям.
хромоникелевая сталь (CrNI) – характеризуется очень высокой устойчивостью к воздействию коррозионных факторов, таких как морская вода или серная кислота. Кроме кислотоустойчивости, данная сталь отличается жароупорностью и жаропрочностью.
хромомолибденовая сталь (Cr-Mo) – определенно самая легкая, благодаря чему изделия из этой стали более прочные при меньшем удельном весе. Добавление молибдена увеличивает растяжимость стали при высоких температурах и предотвращает деформацию. Также увеличивает общую устойчивость стали к коррозии во влажной и кислой среде.
Все о стали CPM S35VN
При производстве высококачественных ножей могут использоваться различные марки стали. Следует отдельно отметить металл марки CPM S35VN. Сегодня речь будет идти о его основных особенностях и характеристиках.
Состав и расшифровка
Порошковая сталь CPM S35VN относится к классу мартенситов. Эта разновидность входит в группу металлов премиум-класса. Ее структура представлена огромным количеством мельчайших частиц, которые располагаются на поверхности неравномерно.
Сочетание CPM расшифровывается как Crucible Particle Metallurgy (особая запатентованная технология создания порошковой стали).
Далее мы разберем, какие химические элементы входят в состав такой стали:
Химический состав этой стали очень схож с химическим составом S30V. Но в S35VN дополнительно добавляется ниобий. Он значительно увеличивает прочность и твердость материала, хотя его содержание составляет всего около 0,5% от общей массы. А также за прочность металла отвечает и углерод. Основным компонентом металла при этом выступает железо.
Фосфор в составе является вредной примесью, так как он может вызвать чрезмерную хрупкость металла. В стали марки S35VN содержится минимальное количество этого компонента (всего 0,02-0,03%).
Ванадий отвечает за упругость. Молибден, как и хром, позволяет повышать антикоррозийную стойкость.
Эта углеродистая сталь обладает сбалансированным составом, поэтому карбиды формируются на поверхности металла не только из хрома, но также из ванадия, ниобия.
Плюсы и минусы
Сталь марки S35VN обладает целым рядом преимуществ.
Высокий уровень твердости без потери прочности. Это свойство достигается за счет содержания хрома, ванадия и карбидов.
Готовые изделия отлично держат заточку. Ножи из такого металла смогут длительное время эксплуатироваться, не затупляясь. Это обеспечивается мелкозернистой структурой. На кромке со временем не станут образовываться заломы.
Высокая пластичность. Сплав имеет повышенную пластичность за счет добавления ниобия.
Стойкость к коррозии. Сталь этой марки имеет в своем составе относительно большое содержание хрома, именно он и препятствует образованию коррозии на поверхности металла.
Высокая износостойкость. Изделия из этого металла смогут прослужить длительное время даже при эксплуатации под ударными нагрузками. Это достигается за счет ванадия.
Но такая высококачественная легированная сталь имеет и некоторые существенные недостатки:
выкрашивание режущей части при резке абразивов из-за мелкозернистого строения;
низкая сопротивляемость к изгибам.
Следует отметить, что из-за слишком высокой твердости лезвие из такой углеродистой легирующей стали будет трудно заточить. Металл не стоит использовать для рубки твердых материалов, в том числе и древесины. Из-за плохой сопротивляемости к изгибам нужно быть максимально осторожными при расклинивании такими металлическими клинками.
В металлических заготовках можно наблюдать большое количество вкраплений, которые портят внешний вид. Но при правильной обработке их видно не будет.
Характеристики и свойства
Сталь марки S35VN отличается повышенной ударной вязкостью. Она максимально проста в обработке и полировке. Металл обладает повышенной твердостью и прочностью, что достигается за счет повышенного содержания углерода в составе. Порошковый металл отлично поддается различным обработкам, не теряя при этом своих свойств. Его можно подвергать шлифовке, ковке. Ножи, сделанные из него, не станут деформироваться даже в процессе постоянного использования.
Материал за счет использования технологии Crucible Particle Metallurgy получается абсолютно однородным и высококачественным. Она позволяет формировать мельчайшую зернистую структуру металла с равномерным распределением.
Такая структура позволяет делать готовые изделия максимально острыми и стойкими. Эта порошковая нержавеющая сталь не будет подвергаться коррозии. Она также имеет отличную теплостойкость.
Сплав является аморфным. При его производстве жидкую металлическую массу, которая предварительно разогревается, охлаждают жидким азотом. При переходе в кристаллическое состояние материал постепенно превращается в мелкие частицы порошка.
Аналоги
Теперь мы разберем, какие существуют заменители такой стали. Основным аналогом является сталь S30V. Оба металла обладают примерно одинаковой износостойкостью. Но S30V все же менее жесткая, такая сталь чуть хуже будет удерживать кромку в процессе резки абразивов.
При этом обе марки производятся по запатентованной технологии Crucible Particle Metallurgy. Металл марки S30V также относится к категории премиум-класса.
Применение
Эту сталь преимущественно используют при изготовлении высококачественных и долговечных ножей. В настоящее время из нее производят различные модели ножей, в том числе и Defcon Shark`s Tooth TF5219, Zero Tolerance 0450CF, Code-4 Spear Point, Chris Reeve Ti-Lock. Все модели обладают высокой сопротивляемостью нагрузкам.
Все эти изделия имеют красивый и современный дизайн. Лезвие может быть самых разных форм и размеров. Но из-за высокой стоимости стали этой марки сделанные из нее ножи будут иметь довольно высокую цену.
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).
Обработка
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.
Раскрываем карты.Что таит в себе аббревиатура Cr-V.
Все мы встречаем на инструментах надпись Cr-V или Chrome Vanadium, но, о чем говорит эта надпись мало кто знает.
В этой статье мы постарались дать подробный ответ на этот вопрос.
Само название хромванандиевая сталь говорит о том, что в нем присутствую такие элементы как хром и ванадий, но для чего?
Начнем с основ и разберем, что такое сталь.
Сталь – это сплав двух химических элементов: железа и углерода, причем содержание углерода не должно превышать 2%. Если же содержание углерода выше, то этот сплав относится к чугунам.
При этом сталь – химически не чистый сплав двух элементов. В ней содержатся как вредные примеси, фосфор и сера, так и специальные добавки, легирующие элементы, такие как молибден, марганец, хром, ванадий и другие.
Эти элементы нужны для улучшения стали и придания ей нужных физических свойств – повышение прочности, пластичности, износостойкости.
Для чего нужен хром и ванадий
Как мы уже сказали ранее, хром добавляют в расплав для придания стали таких свойств, как прочность и износостойкость. Стойкость к коррозии сталь приобретает, только при содержании хрома от 12 до 20%, но это уже нержавеющая сталь и для производства инструмента она не применяется. Ванадий добавляют для увеличения вязкостной и усталостной прочности, что в последствии позволяет инструменту не разрушаться под действием циклических нагрузок.
На фото: Хром / Chromium (Cr), 24
На фото: Ванадий / Vanadium (V), 23
Подводим итог
Хромованадиевая сталь — это особый вид стали, получивший широкое распространение в производстве различного инструмента, потому что она обладает отличными свойствами, такими как жесткость, прочность, и устойчивость к износу и коррозии, которые она приобретает в процессе приготовление расплава и последующей термической обработки.
Важно!
Не стоит забывать о маркетинговых уловках производителей некачественного инструмента, так как небольшой разброс содержания этих элементов уже может значительно изменить свойства сплава.Также, большое значение имеет процесс закалки, количество углерода и других элементов. В таком случае надпись «Chrom Vanadium» может вообще мало что значить.
Инструмент Станкоимпорт выполнен из высококачественной стали, что соответствует российскому ГОСТу и международным стандартам DIN. Ознакомиться с каталогом можно пройдя по ссылке Наборы Инструментов
Читайте также: