Сталь у8а характеристики применение для ножей

Обновлено: 24.04.2024

Все больше и больше сталей изготавливают под более специфические нужды. Так произошло и с японской сталью AUS-8. Ее главное назначение — изготовление ножей и клинков. Производству уже около ста лет, но благодаря характеристикам, она до сих пор не потеряла своей актуальности.

Общие сведения

Сталь AUS-8 представляет собой высоколегированный сплав повышенной твердости. Химический состав сталей регулируется японским стандартом. Согласно ему химический состав сплава содержит следующие элементы:

Углерод (0,7-0,75%). Задача данного элемента - связать свободные молекулы железа, тем самым упрочнить их. Естественно, чем больше количества углерода в составе, тем твердость и прочность выше. Но с переходом определенной границы прочность постепенно начинает переходить в хрупкость. В стали марки AUS-8 этот баланс выдержан. Но стоит отметить, что такое большое количество углерода отрицательно влияет на пластичность и, соответственно, технологичность сплава.
Кремний (1,0-1,1%). В AUS-8 кремний выступает как раскислитель, т. е. он выводит молекулы кислорода из сталей. Благодаря этому уменьшается химическая ликвация, что благоприятно влияет на механические свойства сталей. Помимо этого стоит заметить, что при таком увеличении прочности сталь не теряет своих пластичных свойств.
Марганец (0,5-0,6%). Марганец так же как и кремний очищает сталь от вредных примесей: кислорода, серы и фосфора. Он улучшает качество поверхности сталей и придает им дополнительное сопротивление воздействию механической нагрузки.
Молибден (0,1%) и ванадий (0,1%). Сами по себе эти элементы относятся к группе тугоплавких металлов, что означает обладание ими высокой температуры плавления. По этой причине они положительно влияют на жаропрочность, т.е. сохранение ее механических характеристик при повышении температуры. Но их количество в составе AUS-8 слишком мало, чтобы как-то значительно повлиять на ее свойства.
Хром (13,0-14,5%). Хром, как легирующий элемент, имеет для стали одну из главных ролей. Он повышает такие показатели сплава как жаропрочность, коррозионностойкость и усиливает эффект от проведения термической обработки. Также хром положительно влияет на сопротивление стали абразивному износу.
Сера (0,02%) и фосфор (0,02%). Это — вредные примеси. Их попадание в состав крайне нежелательно, но неизбежно. Причина этому - несовершенство химического состава лигатур и шихты, из которых выплавляется сталь. Превышение их количества допустимых норм значительно вредит механическим характеристикам нержавейки. Особенно это касается серы. Помимо всего, она способствует появлению трещин при термической обработке сплава.

Аналоги

Как уже было сказано ранее, AUS-8 – продукт японской металлургии. Но в мире существует множество аналогов данного материала, обладающих схожим как химическим составом, так и механическими характеристиками. Среди них стоит выделить следующие:

95Х18 — Россия.
Steel z100CD17 - Франция.
Steel 440B – соединенные штаты Америки.
1.4125 — Германия.
Н18 — Польша.

Физические свойства

Удельный вес AUS-8 составляет 7750 кг/м3. Процесс плавления начинается при температуре 1550 градусов. Полный переход твердых частиц в жидкую фазу происходит при 1660 С.

Сталь достаточна упруга. Модуль Юнга равен 2 000 000 кг/см2. В силу этого, сталь хорошо сопротивляется воздействию ударных нагрузок. Ударная вязкость при этом составляет 12-18 кДж/м2.

Сталь достаточно хорошо накапливает тепло. Ее коэффициент удельной теплоемкости равен 485 Дж/кг*градус. Теплопроводность при температуре 20 ºС составляет 24 Вт/м*градус. Увеличение температуры способствует расширению материала. При повышении на 100 ºС ее линейный размер изменяется на 11,8 мкм.

AUS-8 не предназначена для передачи электрического тока. Ее значение электросопротивления слишком высокое для этого и составляет 250 МОм*м.

Характеристика коррозионной устойчивости

Наличие хрома делает сталь невосприимчивой к среде с кислотностью ph=4,3-4,8. Также на поверхности не образуется следов коррозии при длительном воздействии воды. Данная нержавейка показывает удовлетворительную коррозионную стойкость при взаимодействии с 3%-ми щелочными растворами.

Не вступает в химические реакции с органическими соединениями. Устойчива к коррозии при работе со средствами санитарной обработки.

Проникновение кислорода вглубь газа начинается при температуре 600 ºС. Водорода — 500 ºС.

Механические свойства

Главной особенностью стали является ее высокая твердость. В зависимости от проведенной термической и механической обработки она может достигать значения в 60 единиц по шкале Роквелла.

Вторая особенность — повышенная прочность. Разрушение сплава происходит только при нагрузке свыше 770 МПа. Процессов деформации не наблюдается при этом вплоть до 600 МПа, что выглядит удивительно, если посмотреть на аналогичные показатели других легированных сталей.

Также AUS-8 хорошо показала себя при работе в условиях циклической знакопеременной нагрузки. Она способна выдержать 6 000 000 циклов при воздействии на усилия в 700 МПа.

Но такие повышенные прочностные характеристики сильно "бьют" по пластичным свойствам. Относительное удлинение при растяжении составляет всего 15%, а относительное сжатие 30%.

Технологические особенности

Высокое содержание углерода делает сталь AUS-8 полностью несвариваемой. Сварные швы сильно уступают по прочностным свойствам цельному металлу и трескаются при воздействии на них ударной нагрузки. Также сталь флокечувствительна и склонна к образованию отпускной хрупкости.

AUS-8 обрабатывается только давлением при достаточно высоких температурах, которые колеблются в пределах 950-1100 ºС. Таким образом из материала получают прокаты в виде листов и полос.

Наибольшее значение механических свойств соответствует термообработке, включающей в себя закалку и отпуск. Закалка заключается в нагреве до температуры 1050 ºС с последующим резким охлаждением в масле. Твердость в таких условия достигает значения в 65 HRC.

Такая сталь хоть и имеет высокую твердость, но обладает внутренней неравномерной напряженностью. Для ее выравнивания применяют низкий отпуск. Твердость немного уменьшается, но зато повышается сопротивление сплава воздействию ударных нагрузок. Отпуск представляет собой нагрев до 150 ºС с дальнейшим охлаждением на воздухе.

Применение

Как уже было заявлено в начале статьи, основное назначение стали марки AUS-8 – это производство клинков для ножей. Клинки из AUS-8 хорошо себя зарекомендовали себя среди поклонников холодного оружия, хирургов и обычных обывателей, использующих ножи в быту.

Сталь У8: плюсы и минусы для ножей и ее характеристики

Для изготовления ножей применяют металл высокого качества, который отличает повышенная прочность и стойкость. Именно такими характеристиками обладает углеродистая сталь У8. Из неё изготавливают клинки, мачете, декоративные мечи, кухонные ножи. Изделия из этого сплава имеют эффектный внешний вид, универсальны в применении, просты в заточке.

Характеристики для ножей

Сплав У8 относится к группе инструментальных углеродистых сталей. Содержание углерода в нём достигает 0,83%. Этот элемент наделяет сталь повышенной прочностью, способностью переносить значительные вибрационные и механические нагрузки. Из неё изготавливают бытовые и хозяйственные ножи, ножи для рыбаков и охотников, топоры, мачете, декоративное оружие.

Плюсы

Минусы

Ножи из стали У8 имеют и ряд минусов:

низкая стойкость к коррозии. При постоянном контакте с водой поверхность клинка постепенно темнеет;
необходимость регулярного ухода. После каждого использования нож следует насухо вытирать и смазывать маслом.

Нож из стали У8 – это прочный, острый и надёжный клинок. Главный его недостаток – подверженность коррозии, легко устраняется регулярным уходом, что, как правило, не вызывает трудностей у владельцев.

Для каких ножей лучше использовать

Сталь У8 благодаря своим преимуществам универсальна в применении. Поэтому из неё делают различные режущие инструменты: от столовых приборов до топоров, пил и зубил. В случае с ножами оптимально использование для изготовления двух видов.

Хозяйственные

В эту группу попадают различные режущие инструменты, которые можно использовать при ремонте, в лесу, гараже, мастерской. Они неприхотливы, прочны, долго сохраняют заточку. Поэтому востребованы среди путешественников, любителей охоты, рыбалки, активного отдыха.

Их клинки хорошо сбалансированы, удобно лежат в руке. При этом они справляются с разными задачами: способны перерезать канат, толстую верёвку, ветку, заточить колья, отрезать проволоку, могут выступать клином для щелей. При работе не приходится волноваться о том, чтобы не повредить клинок: прочность металла настолько высока, что на поверхности стали даже не образуются царапины.

Бытовые

Такие изделия есть на кухне каждой хозяйки. В зависимости от размера, формы и толщины клинка они могут быть предназначены для нарезки мяса и рыбы, овощей и стейка, сыра. Также выделяют филейные, обвалочные, устричные. Все эти изделия могут изготавливаться из стали У8.

В таком случае они будут обладать привлекательным внешним видом, прочностью и износостойкостью. Помимо профессиональных поварских ножей в группу бытовых также попадают столовые. Для их изготовления применяют сталь пониженной твёрдости (HRC 45-50). Большим спросом пользуются карманные и складные ножи. Их отличает функциональность, удобство и долгий срок службы.

Сталь У8 подходит для изготовления как бытовых, так и хозяйственных ножей различных типов. Простота обработки позволяет придать изделию любую форму и толщину, сохранив при этом прочность и твёрдость. Этим и объясняется ассортимент режущих инструментов, выполненных из такого сплава.

Химический состав и процесс обработки

Название У8 свидетельствует о том, что в составе сплава есть углерод в количестве 0,76-0,83%. Основная доля (97%) – это железо. Среди прочих добавок:

марганец (0,17-0,33%) – снижает пластичность, увеличивая твёрдость металла;
кремний (0,17-0,33%) – отвечает за упругость сплава, скорость его охлаждения, стойкость к воздействию влаги;
сера (0,28%) – повышает стойкость к истиранию клинка, качество его заточки;
никель (0,25%) – увеличивает стойкость к разрушению от коррозии;
хром (0,2%) – способствует росту показателей прочности, крепости, коррозионной стойкости;
фосфор (0,03%) – высокое содержание этого элемента делает металл хрупким;
медь (0,25%) – отвечает за стойкость к коррозии.

Для придания стали У8 заявленных характеристик, сплав подвергается особой термической обработке. Во время прерывистой закалки заготовки нагревают до температуры 780С, после в воде охлаждают до 400С.

Дальнейшее охлаждение производится в ёмкостях с маслом, что замедляет процесс, снижая структурные напряжения в металле. В итоге заготовки для изготовления ножей приобретают повышенные показатели прочности, твёрдости, стойкости к ударам и повреждениям.

Аналоги

Ближайшие российские аналоги стали У8 – сплавы У7 и У10, которые отличаются процентом содержания в составе углерода. Из зарубежных марок максимально приближены по свойствам 1070 и 1080. Их часто можно увидеть на маркировке мечей и декоративных клинков. Для производства ножей в странах Европы и США применяют сталь 1095.

Отзывы

Максим, 26 лет, Кемерово: «Получил в подарок на день рождения нож из стали У8. Выбирал друг, который отлично разбирается в охотничьих клинках. Я остался доволен подарком. Отлично лежит в руке, довольно увесистый и удобный. Режет отлично всё: верёвки, хлеб, жестяные банки. Наслышан, что быстро ржавеет, но пока не увидел никаких признаков. Я после каждого использования натираю лезвие, покрываю маслом. В общем, отличное приобретение для тех, кто любит активный отдых».

Ирина, 30 лет, Псков: «Купила нож мужу на юбилей. Достаточно долго изучала информацию в сети, и остановилась на стали У8. Мне понравился внешний вид клинка: очень эффектный и необычный. Хорошо, что нож не нужно часто точить, так как муж ездит на рыбалку на неделю-две, и там не до заточки инструментов. По опыту использования в течение одного сезона могу сказать, что клинок не поржавел, хотя боялась, что в условиях леса и реки, его не спасёт и регулярный уход. Но оказалось, что достаточно вытирать насухо и покрывать маслом. В остальном всё понравилось, так что рекомендую».

Сталь У7 (У7А)

Сталь У7 (У7А) – нелегированная высокоуглеродистая сталь, используемая в основном для изготовления рабочих инструментов. Распространённый материал, имеющий множество зарубежных аналогов и обладающий хорошим соотношением цены и качества.

Характеристики

Наиболее характерные свойства материала проявляются в зависимости от процентного содержания углерода. Сплавы с относительно малой долей углерода (0,6-0,7%) имеют трооститную структуру, сплавы с высокой долей (от 1% и выше) – мартенситную.

Вторичные свойства (например, склонность к повышенной хрупкости при изменении температуры) проявляются при повышении концентрации некоторых дополнительных элементов в сплаве и одинаковы для всей линейки инструментальных сталей.

низкая стоимость;
хорошее сопротивление пластической деформации;
отсутствие хрупкости при охлаждении после отжига;
оптимальные вязкость и твёрдость для возможности быстрого изготовления множества инструментов.

Сплав У7 обладает низкой износо- и теплостойкостью: при нагреве готового инструмента до температуры свыше 200 °C теряется твёрдость материала;
Из-за крупного зерна прочность бывает несколько ниже, чем у быстрорежущих видов.

Расшифровка

Название любой марки стали кратко описывает её состав, в том числе количество посторонних примесей. Так, для стали У7А:

буква «У» указывает на то, что перед нами углеродистая (высокопрочная и нелегированная) сталь;
цифра 7 – коэффициент процентного содержания углерода, в данном случае составляющего 0,7%;
буква «A» маркирует материал как высококачественный, с содержанием примесей (серы и фосфора) не более 0,025%.

Более редкие маркировки «АА» или «А-А» будут обозначать особо чистый сплав – до 0,015% примесей. Допустимое же количество примесей в материале без подобных маркировок (например, У7) – 0,035%.

Разновидности инструментальных нелегированных сталей с повышенным содержанием марганца могут дополнительно помечаться буквой Г – например, У8ГА.

Химический состав

Примерное процентное соотношение компонентов для стали У7:

C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Cu	Fe
0,65-0,74	0,17-0,33	Физические свойства

Сталь У7/У7А не подвержена отпускной хрупкости, не склонна к поражению флокенами. Не используется для сварки. Обладает хорошей шлифуемостью.

Ковка слитков проводится при температуре 1150 °C с последующим понижением до 800 °C.

Некоторые физические свойства напрямую зависят от количества примесей в материале. Например:

избыток серы повышает хрупкость материала в горячем состоянии (красноломкость);
избыток фосфора – хрупкость при пониженных температурах (хладноломкость);
наличие марганца в сплаве положительно влияет на ковкость, но его избыток также приводит к хрупкости и растрескиванию.

Сфера применения

Сталь У7 применяется в изготовлении инструментов для работы по дереву, а также других инструментов, подвергающихся ударным нагрузкам, при использовании которых не происходит разогрева режущей кромки или экстремального давления: молотков, топоров, отвёрток, плоскогубцев, кусачек. Также может использоваться для изготовления измерительных или штамповых инструментов.

Близкими по назначению и составу будут сплавы У8, У9 и их разновидности.

Эквивалентные по составу материалы могут иметь собственную маркировку в соответствии со стандартами страны-производителя.

Регион	Стандарт	Эквивалент
ЕС	EN	CT70
Германия	DIN	C70W
Франция	AFNOR	Y170
Италия	UNI	C70KU
Австрия	ONORM	K970
Чехия	CSN	19132
Польша	PN	N7
Китай	GB	T7
Япония	JIS	SK7

Знание этих стандартов поможет сделать правильный выбор при покупке или производстве собственного инвентаря.

Характеристики стали AUS 8

Для различных нужд изготавливают разные сплавы. Японская AUS-8 — сталь легированная, продукт Aichi Steel Works. Эта компания работает более века на рынке и занимает лидирующее место. Сталь создавалась для изготовления ножей. За многие годы выработаны высокие технологии закалки сплава. Готовые изделия обладают хорошими режущими свойствами, имеют разумную цену.

Состав стали марки АУС-8

Характеристики металла зависят от его химического состава. АУС-8 — высоколегированный сплав, состоящий из компонентов:

Химическая формула	Наименование	Содержание в %
C	Углерод	0,70- 0,75
Cr	Хром	13-14,5
Si	Кремний	1,0
Mn	Марганец	0,5
Ni	Никель	0,49
Mo	Молибден	0,1-0,3
V	Ванадий	0,1-0,26

Углерод придает сплаву прочность. Нож держит заточку 2-3 месяца, на нем не появляются щербины. При превышении содержания углерода пластичность материала снижается, сталь становится хрупкой, обрабатывать ее труднее.

Хром улучшает стойкость сплава к коррозии и перепадам температур, которые возникают в процессе закаливания. Хромированные вещи устойчивы к агрессивному воздействию химических соединений. Они становятся устойчивыми к возникновению коррозии и к воздействию абразивных веществ.

Кремний делает сталь прочнее, увеличивает ее упругость, снижает окислительные процессы, выводя кислород из металла.

Марганец усиливает твердость сплава, является раскислителем. Удаляет из материала кислород, фосфор и серу, улучшает поверхности изделий, защищает их от механических воздействий. Сера с фосфор — вредные для стали примеси. При превышении норм содержания они приносят вред металлу в виде появления трещин в процессе закаливания.

Никель добавляется для придания сплаву большей устойчивости к износу и коррозии.

Молибден — тугоплавкое вещество. В составе стали он отвечает за вязкость и жесткость, делает материал более пластичным и хорошо переносящим перегревы при закаливании.

Ванадий повышает плотность стали и является раскислителем. Сплав становится устойчивым к воздействию химических веществ. Лезвие после заточки приобретает остроту и сохраняет ее длительное время.

Более ста лет работы со сталью позволили выработать процессы закалки и отпуска, а также проката металла. Прокат производится при температуре около 1000˚С, при 1040-1060˚ происходит закаливание, для отпуска выбирают температуру 150˚С. В результате изделие приобретает твердость, не деформируется при ударах, легко затачивается.

У японского сплава AUS-8 существуют аналоги в других странах:

российские экземпляры — 75Х16МФ, 95Х18;
французский — Steel Z100CD17;
сплав из Швеции — AEB-L;
США — Steel 440B;
польская сталь Н18;
германская — 1.4125;
китайская — 8Cr14MoV.

Сплавы, созданные в России, повторяют свойства AUS-8 с небольшими различиями.

Физические характеристики

Физические свойства демонстрируют высокое качество стали:

состав плавится при температуре 1550-1660˚С;
1 м³ вещества весит 7750 кг;
выдерживает ударные нагрузки до 20 МПа;
вязкость ударная — 12-18 кДж/м²;
теплоемкость — 485 Дж/кг*град;
теплопроводность — 24 Вт/м*град;
расширение линейное — 11,8 мкм при температуре 100˚С;
электрическое сопротивление — 250 мОм*м.

Теплоемкость стали: при повышении температуры на 100˚С линейный размер увеличивается на 11 мкм. Высокое электросопротивление не способствует применению сплава для передачи электротока.

Коррозионная устойчивость

Наличие в составе стали хрома делает сплав устойчивым к кислой среде (pH=4.3-4.8), к растворам щелочей (3%), к воздействию воды и растворителей органического происхождения. Металлические изделия из нержавеющей стали АУС-8 устойчивы к воздействию моющих средств, употребляемых при санитарной обработке.

К механическим свойствам сплава относятся:

высокая твердость материала;
повышенная прочность;
устойчивость к механическим усилиям;
хорошая пластичность.

Твердость стали достигает показаний 60 HRC, если измерения выполнены приборами со шкалой Роквелла. Прочность сплава такова, что разрушение изделий начинается при нагрузках в 770 МПа и выше. До 600 МПа даже деформационных процессов не обнаруживается. Усилие, равное 700 МПа, изделия способны переносить до 6 000 000 раз.

Достоинства и недостатки стали AUS-8

Сталь AUS-8 обладает многими достоинствами и некоторыми недостатками. Ее плюсы:

высокий уровень прочности;
легкость полировки;
режущие свойства;
коррозийная устойчивость;
ударная вязкость;
простая заточка;
относительно низкая стоимость качественных изделий;
отсутствие необходимости ухода;
лезвие не крошится.

Полировка и шлифовка при высокой прочности изделий не представляет сложностей. Ее можно производить без специальных навыков. Нож AUS-8 хорошо режет продукты и не ржавеет. Лезвие затачивается простейшими инструментами и не требует особого ухода. Держится заточка 3 и более месяца без признаков выкрашивания.

К минусам стоит отнести:

появление коррозии в виде мелких точек;
твердость изделий зависит от производителя;
детали нельзя сваривать;
цвет изделий — черный.

Точки коррозии возникают лишь после длительного влияния влаги. Твердость клинок приобретает в процессе закаливания. У каждого производителя термообработка происходит в разных режимах. Это является причиной разной твердости изделий, которая колеблется в пределах 55-60 HRC.

Ножи рекомендуется использовать альпинистам, охотникам, рыболовам, путешественникам, оружейникам, шеф-поварам и простым домохозяйкам. Инструмент заменяет топорик или секач.

Технология производства

Излишки углерода в стали снижают способности к сварке. Швы не выдерживают ударных нагрузок и разрушаются. Ударная вязкость снижается при возникновении внутренних дефектов в виде флокенов. Они способны появиться при температурах около 500˚C. Такие условия возникают во время термической обработки. Высокие температуры применяются при изготовлении проката, когда металл нагревается до 1100 ˚C.

Область применения

Сталь AUS-8 используется для изготовления продукции разными производителями. При некоторых различиях производства изделия сохраняют главные характеристики. Из сплава выпускаются бытовые предметы в виде ложек, вилок и ножей. Делают клинки, предназначенные для профессионалов, коллекционные кортики и кинжалы.

В продаже встречаются перочинные ножи и другие сувениры. Детали из японского сплава можно увидеть среди деталей оконных рам и узлов автомобилей, бритвенных приборов и скальпелей для хирургов.

В хирургии

В хирургии используются специальные ножи и скальпели при резекции, ампутации, при операциях на глазах. Инструменты производятся как одноразового использования, так и многоразовые. Последние должны обладать высокой твердостью, стойкостью к воздействию хлорсодержащих продуктов, устойчивостью к проведению стерилизации и дезинфекции. Этими свойствами обладает сталь АУС-8.

В быту

Бытовые предметы отличаются безопасностью и надежностью. Вилки, ножи и посуда не выделяют никаких вредных веществ. Ножи легко точатся, хорошо держатся в руке. Отзывы владельцев свидетельствуют о долговечности изделий.

Нержавеющая японская сталь встречается в декоративных мебельных деталях. Из нее выполнены внутренние элементы бытовой техники: мясорубок и стиральных машин. Детали лифтовых кабин, конструкции рекламных щитов на улицах, решетки, трубы и элементы детали салона автомобиля тоже созданы из нержавеющей стали.

Коллекционное оружие

Эта категория изделий является символом достатка и мужества. Искусные умельцы делают на стали красивые чеканки. Кинжалы, кортики, шашки и самурайские ножи украшают квартиры. Коллекционное оружие имеет изысканный дизайн, обладает хорошими режущими свойствами и удобными ручками.

В арсенал входят:

армейские, походные и финские боевые ножи;
национальные и специализированные изделия;
наборы предметов;
карманные, метательные, перочинные и сувенирные предметы.

Рукоять и сам клинок часто украшается рисунком с позолотой, гравировкой с именем владельца. Такие предметы хранятся на почетном месте в доме.

Ножи из нержавеющей стали делают и по индивидуальным заказам. Для изготовления нужно дать мастерам описание и эскиз предмета. Остальное зависит от мастерства изготовителя. Из недорогой заготовки он создаст ценную вещь. Уход за ножом заключается в проверке его лезвия на остроту и приведении режущей кромки в порядок с помощью точилки или мусата.

Читайте также: