Почему ножи из стали 65х13 так популярны в России, разбираемся в плюсах и минусах

Любая сталь обладает определенными свойствами, присущими только конкретной марке. И металлурги стараются приложить максимальные усилия для получения самых высоких и качественных характеристик материала. Но, так как получить идеальную структуру стали не совсем реально, все сводится к подбору оптимальных возможностей для тех или иных целей. Ведь всем известно, что нож из мягкой стали затачивается легче, чем тот, который изготовлен из более жесткой. А твердая сталь, наоборот, отличается высокой устойчивостью к механическим воздействиям.

При сложном химическом составе замедляется и сам производственный процесс изготовления стали, из-за чего и стоимость готового изделия растет.

Не всегда качество ножа может зависеть от конкретной марки стали. Большую роль здесь играет качественная термообработка изделия. Самой востребованной сталью для изготовления ножей считается сталь 40х13. Она обладает всеми необходимыми свойствами и характеристиками.

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.

За сталью 40х13 прочно закрепилось название «медицинская сталь».

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

Основные плюсы:

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.

40Х13 не подвергается коррозии.

Обработка стали 40Х10С2М

Поковка стали 40Х10С2М.
Получить зернистую перлитную сталь получается достичь при правильной термообработке. Благодаря ей, получается изготовить высокопрочные ножи. Также они отличаются неплохим качеством. Правильно обработанная сталь позволяет изготовить даже меч или саблю, довольно неплохой прочности.

Зачастую частные литейные конторы, изготавливают даже катаны.

Из этой стали делают боевые вееры с лезвиями или клинки сай, она прекрасно себя чувствует в таких поделках. Состав ЭИ 107 очень хорошо устойчив к коррозии. Также выдерживает слабые растворы кислот и воздействие слабых растворов щелочей.

Высокая ударная вязкость не позволит изделию быстро сломаться. Хорошая жаростойкость и жаропрочность сплава находит применение, казалось бы совсем в не обоснованных сферах. Электросварка деталей из сплава ЭИ 107, просто так не удастся. Шов выйдет не совсем прочный.

Но мастера своего дела нашли выход из положения. Для грамотной сварки изделий их предварительно подогревают до 250 °C. А после сварки деталям дают медленно остывать, при этом их не достают из печи.

Область применения

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

Помимо этого, из 40х13 изготавливают:

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

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

Детали из стали 40Х13.

Основные нюансы и этапы при ковке ножа

Среди множества [изделий из металла] есть особая категория — это ножи, изготовление и котовка которых становится не просто работой, а серьезным увлечением. Для самостоятельного изготовления такого предмета потребуются серьезные навыки и тщательный подбор материала. Как своими руками сделать или выковать нож в домашних условиях, мы расскажем в этой статье.
Важно! Статья 223.4 УК РФ запрещает самостоятельное изготовление оружия и предметов, которые могут быть использованы как оружие. Материал предоставлен в информационных и познавательных целях. Санкция по указанной статье — до 2 лет лишения свободы.

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%;

Расшифровка маркировки

Сталь ЭИ 107 производится в Златоусте. Вид поставки её разнообразен: круглый и квадратный пруток, сортовой прокат, отливки и полосы, круг в различном диаметре.

Буквы в сплаве под новой маркировкой 40Х10С2М, обозначают присутствие следующих элементов: хрома, кремния и молибдена. Цифры после букв дают оценку содержания этих элементов в процентном количественном составе:

• Х (хром) – 9-10,5%;
• Si (кремний) – 1,9-2,6%;
• М (молибден) – 0,7-0,9%.

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.

Плавку стали проводят в печах открытого типа или индукционных печах.

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.

Расплавленная сталь 40Х13.

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.

Описание сплава ЭИ107

Сталь ЭИ 107 относят к нержавеющим, мартенситного класса. Специальная фаза, называемая мартенсит, которая получается при охлаждении стали со скоростью выше критической. При этом процессе сплав получает высокую твёрдость.

При изготовлении изделий это свойство обязательно учитывается. Обработка металла под высоким давлением или сваркой, обязательно включает в себя операцию отжига при температуре в 860 °C. Этот процесс заключается в постепенном охлаждении в печи.

Ковка сплава начинается с температуры в 1200 °C, а заканчивается при 900°C. При окончании отжига, изделия достигают твёрдости в 57-59 HRC. Операция отпуска обязательно необходима, она помогает снять внутреннее напряжение в стали.

Как уже говорилось, что стоимость готовых изделий не велика, это обусловлено не большим количеством легирующих элементов. А вот такое качество, как жаропрочность – ставится под сомнение. Для чего режущему инструменту оно нужно, если клинки используются в температурах, близких к комнатным.

Правильная термическая обработка позволяет добиться требуемых значений по твёрдости изделий, и при это не потерять износостойких характеристик. Сопротивление к увеличению зерна в стали помогает присадка в виде молибдена. А хром и кремний увеличивают отпускную хрупкость.

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.

Маникюрный инструмент из стали 40Х13.

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.

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.

Область применения:

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.

Недостатки использования

К недостаткам деталей, изготовленных из 40Х13 можно отнести:

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

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

Как изготовить нож из стали 40Х13

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

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

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

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

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

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

Рекомендации по термической обработке 40Х10С2М

Правильная термообработка играет важную роль в сохранении качеств металла. После любой термической операции сплав 40Х10С2М необходимо обязательно отжечь. Этот процесс производится при температуре в 860 °C. И с последующим медленным охлаждением в постепенно остывающей печи.

Ковка стали производится при температурах 900-1200 °C. После, обязателен отпуск стали, он снимает напряжение в сплаве. Как уже было сказано, для проведения сварочных работ, металл для начала нагревают. И только затем сваривают. А после процедуры обязательно отжигают.

Вывод

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

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

Туристический нескладной нож и выглядит достойно, и качество имеет соответствующее, несмотря на низкую цену. Широкий клинок с обухом 2,1 мм имеет высокие спуски и тонкое острие, что позволяет проводить ровный точный рез. Бакелитовая рукоятка удобно сидит в руке, благодаря классическим выемкам. А металлические гарда и навершие надежно защищают бакелитовую часть рукоятки от повреждений.

Пескарь

Универсальный инструмент пригодится в походе и для выполнения большинства бытовых задач. Клинок здесь фиксированный, из рассмотренной стали 40х13, поэтому обладает всеми ее плюсами и минусами. Накладки на рукоятке деревянные, с легко узнаваемой текстурой. Гарда металлическая, служит защитой руки от соскальзывания и основной части рукояти от повреждений. Поставляется «Пескарь» в комплекте с текстильным чехлом из кордуры.

Москит

Тычковый нож из 40х13 закален до показателя 54-56 HRC, имеет хорошее соотношение твердости и упругости. «Москит», как и другие тычковые ножи предназначен для самообороны, но холодным оружием не является. Его компактность и легкость (70 гр) удобны для повседневного ношения. Форма рукояти и большой вырез под пальцы способствуют надежному жесткому хвату.

Мичман

«Мичман» – не просто складень, а больше многофункциональный инструмент. Главный элемент – полноценный клинок твердостью 55 HRC, открывается с помощью ногтевого зацепа. Также имеется штопор, открывалка и консервный нож. Все элементы выполнены из стали 40х13. В механизм складывания встроен замок Back lock – простой, но прочный и надежный. Накладки на рукоятки изготовлены из дерева, на навершии есть узкое отверстие под темляк.

Флинт

Автоматический складень пригодится в походе, в быту или в городских условиях. Универсальность во многом обеспечена удачной формой клинка, высокими спусками, выведенному до бритвенной остроты лезвию. Замок Plunge-lock обеспечивает надежную фиксацию в открытом и закрытом состоянии. Накладки на рукояти выполнены из черного (эбенового) дерева, прочно закреплены металлическими заклепками.

Рембо

Настоящий инструмент для выживания. Обух не гладкий, а с глубокими зубцами, что позволяет использовать инструмент в качестве пилки. Гарда выполняет задачу крестовой и плоской отверток. Рукоять обмотана синтетической нитью для жесткого сцепления с рукой, а на навершии имеется специальный металлический элемент с отверстием под темляк.

Навершие откручивается, а внутри рукояти спрятан компас и пластиковый контейнер. В контейнере находится неплохой аварийный запас: лейкопластырь, спички, рыболовная леска и крючок. Поставляется «Рембо» в комплекте с кожаным чехлом.

Мишень

Набор из 3-х метательных ножей, ожидаемо изготовленных из стали 40х13. Для метания нужен надежный инструмент, не боящийся ударных нагрузок, с оптимальным соотношением твердости и гибкости. Именно такими и являются ножи «Мишель» благодаря правильной обработке сплава. Каждый клинок украшен оригинальной гравировкой. Глубокие долы и правильно выстроенный центр тяжести способствуют сохранению траектории полета. Комплект поставляется в складном кордуровом чехле на 3 отделения.

Атакама-2

Серьезный инструмент для выживания используется в качестве ножа, топора или мачете. По форме клинок, действительно, напоминает знаменитое холодное оружие – мачете. На обух толщиной целых 5 мм удобно опереться рукой при совершении тяжелой режущей работы. Для безопасности предусмотрена надежная длинная гарда, насечки под палец на обухе. Также соскальзывание руки исключает и нескользящая поверхность деревянной рукояти. Поставляется в комплекте с нейлоновым чехлом.

Француз

Легкий изящный складной нож пригодится для ежедневного ношения или для использования в природных условиях. Узкий клинок хорошо поддается заточке до бритвенной остроты, не боится механических воздействий. Скос на обухе и тонко выведенное острие обеспечивают правильный контролируемый рез. Деревянная рукоять имеет неглубокие выемки для удобного хвата, узнаваемую оригинальную текстуру, не холодит руку. Для открытия предусмотрен ногтевой зацеп.

Новгород

Рабочий нож пригодится для любых режущих работ на природе: в походе, на охоте или рыбалке. Фиксированный клинок закален до 56 HRC, обладает оптимальной ударной вязкостью, поддается заточке стандартными абразивами. В районе полотна выгравировано название модели и бренда-производителя. Узорная гравировка имеется и на металлической гарде. Для хранения и переноски предусмотрен нейлоновый чехол.

Используемые источники:

• https://vashnozh.ru/stal/40×13
• https://plusiminusi.ru/stal-40×13-dlya-nozhej-plyusy-i-minusy/
• https://muzhskie-hobby.ru/luchshie-nozhi-iz-stali-40h13/