Сталь X50CrMoV15 (1.4116), высокого класса штамповочные ножи из сплава

Расшифровка наименования

Буква «Х» в составе аббревиатуры X50CrMoV15, указывает на то, что сталь легированная, и имеет в составе дополнительные компоненты. Которые обеспечивают дополнительные характеристики сплаву. Цифра «50», говорит о содержании углерода в процентном соотношении в 0,5.

Следующие дальше «Cr» – говорят о присутствии хрома в сплаве. Далее «Мо», сообщают нам о наличии в стали молибдена. Что делает клинок жёстче и предотвращает ломкость и хрупкость изделия. О присутствии ванадия сообщает буква «V». И заключительная цифра «15» сообщает нам об общем количестве углерода и легирующих добавок в 15%.

История открытия

Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле – получен оксид МоО3. В 1782 г. П. Гьельм впервые получил Mo в металлическом состоянии, но загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый металл в 1817 году был получен шведским химиком Й. Берцелиусом.

Первые попытки использования молибдена в металлургии стали относятся к концу прошлого столетия. Его промышленное производство началось в 1909-1910 гг., когда были обнаружены особые свойства орудийных и броневых сталей, легированных этим металлом, а также была разработана технология получения компактных тугоплавких металлов методом порошковой металлургии.

Химический состав стали X50CrMoV15

Характеристики стали определяет её состав. Ниже в таблице можно его рассмотреть:

Таблица. Химические элементы и их значение в составе стали для ножей

Применение молибдена и его свойства

Благодаря свойствам применение молибдена в промышленности широко распространено в России и мире. Металлургия, авиационная промышленность, машиностроение, сельское хозяйство — это не весь список, где применяют этот стратегический металл. Он настолько восстребован, что цена молибдена неуклонно растет год от года.

Характеристика материала

Физические свойства. Молибден – редкоземельный металл серого цвета, внешне похож на свинец. Температура плавления 2619 ºС. Отличается повышенной пластичностью. Модуль Юнга 336 ГПа, что в 1,5 раза больше, чем у стали. Плотность составляет 10,2 гсм3.

Самым жаростойким металлом считается вольфрам. Но касаемо удельной жаропрочности при температурах до 1400 ºС, молибден не имеет конкурентов. Молибден имеет низкое значение коэффициента линейного расширения.

При изменении температуры на 1000 ºС, его размер увеличится всего на 0,0049 мм.

Теплопроводность составляет 300 Втм К. Электросопротивление 5,6 мкОМ см. После предварительной механической и термической обработок прочность металла может составлять 20-23 кгмм2. Обладает парамагнитными свойствами.

Среди недостатков отметим низкую пластичность при температурах ниже -30 ºС.

Химические свойства. Молибден полностью устойчив к воздействию окружающей среды в обычных атмосферных условиях. Процесс окисления начинается при 420 ºС, образуя соединение низкой твердости оксид молибдена.

Молибден инертен к водороду при температуре до 2620 ºС. Нейтрален к таким элементам как углерод, фтор, кремний, азот, сера. Молибден не вступает в химические реакции с основными видами кислот: соляная, серная, азотная, фтористая.

Технологические свойства. В условиях комнатной температуры молибденовый круг радиусом 5 мм может быть завязан в узел без использования специального оборудования или быть раскатанным до толщины 0,1 мм. Такая податливость металла способствует получению разных видов профильного проката.

Молибден хорошо обрабатывается методом резания при условии применения смазочно-охлаждающей жидкости на основе серы.

Молибден не выделяется качеством сварных швов. Относится к 3 группе свариваемости. Процесс сварки осуществляется дуговым методом. Для придания сварным соединениям большей пластичности зона контакта должна находиться в среде защитных газов. Предпочтение здесь отдается гелию или аргону.

Биологические свойства. Молибден содержится в организме человека в пределах 8-10 мг. Прежде всего, он влияет на протекание анаболических процессов. Усиливает воздействие витамина С, тем самым способствует усилению иммунной системы. Молибден является регулятором меди, предотвращает ее накапливание в крови.

Молибденовые сплавы имеют характерную особенность химического состава – низкий процент содержания легирующих элементов. Только двухкомпонентные твердые растворы имеют значительный процент вольфрама в своем составе (до 50%).

Основными отечественными марками молибденового сплава являются:

• Молибденовый сплав ЦМ-2А. Легирующими добавками служат титан (0,07-03%) и цирконий (0,07-0,15%). Помимо данных элементов может включать карбидные фазы (до 0,004%). Предел прочности составляет 30 кгмм2. Значительно падает после прохождения температурного порога в 1200 С. Основные преимущества сплава – технологичность и пластичность, которые дают возможность получения из него производственных полуфабрикатов.
• Молибденовый сплав ВМ-1 значительно не отличается от вышеописанного сплава. Имеет аналогичные показатели как химических, так и механических свойств.
• Молибденовый ВМ-2 имеет в своем составе больший процент циркония, делая его более жаростойким. Это позволяет ему выдерживать температуры в 1300-1400 С окружающей среды. Обладает пределом прочности 48 кгмм2, в 1,6 раза выше чем у ЦМ-2А.
• Дополнительное легирование молибденового сплава ВМ-3 титаном (1,3%), цирконием (0,6%), ниобием (1,8%) приводит к дальнейшему увеличению жаропрочности. Выдерживает нагрузки до 27 кгмм2 при температуре до 1360 С. Однако ВМ-3 имеет пониженный уровень пластичности. Это делает его менее технологичным и ограничивает применение в производстве.

Варианты применения молибдена

Как жаро- и коррозионностойкий материал используется при производстве самых нагруженных частей механизмов и конструкций разного рода промышленности. Среди его основного назначения следует отметить:

• Применение в авиационной промышленности при изготовлении всевозможных узлов турбовинтовых реактивных двигателей: воздухозаборники, лопатки турбин и прочее.
• Ракетно-космическая отрасль применяет молибден при производстве отдельных деталей летательных агрегатов: носовые обтекатели, теплоотражатели, рули, сотовые панели, обшивка и т.д. Происходит это по причине соотношения жаропрочности и плотности. Хотя молибден и уступает абсолютной жаростойкости вольфраму, он опережает его в удельной. Поэтому при температуре ниже 1350 выгоднее применять молибден, т.к. существенно снижается масса конструкции.
• Применение в металлургии в качестве легирующей добавки. Молибден размельчает зернистую структуру стали, тем самым упрочняя ее. Помимо этого, происходит увеличение сопротивление коррозии, прокаливаемости и твердости. Добавление в сталь 0,3% молибдена повышает ее прочность в 3 раза.
• В электротехнике применяют при изготовлении державок нитей вольфрама в лампах накаливания. Такое использование связано с обладанием молибдена свойствами сохранения линейных размеров при повышенных температурах.
• В машиностроении молибден используют как материал для обойм подшипников скольжения и шариков подшипников качения. Наконечников режущего инструмента: зенкеров, сверл, токарных резцов, фрез.
• Молибденовые электроды применяют в электропечах для расплавки стекла, по причине того, что металл не вступает в химические реакции с оксидом кремния.
• Сульфиды молибдена служат высокотемпературной смазкой в ответственных узлах, работающих на трение.
• В теплотехнике используют как материал для нагревателей и теплоизоляции вакуумных печей.
• В медицине молибден является сырьем в производстве технеция, который служит средством диагностирования злокачественных опухолей.
• В сельском хозяйстве молибден добавляется в состав удобрений. Доказано, что молибден увеличивает рост растений.

Его даже добавляют в машинное масло, благодаря антикоррозионным свойствам. Например, его можно найти в масле вязкостью 10W40.

Виды лома

Молибденсодержащие отходы нормируются ГОСТом 1639-93. Согласно ему, молибденовый лом подразделяется на:

• Чистый молибден в виде кусков труб, стержней, прутков, плит, пластин и прочее. металла не ниже 99%. На рынке редкоземельных металлов города Москва данный тип лома – самый выгодный в цене.
• Кусковые отходы с засоренностью 2% и массой не меньше 20 г.
• Остатки электродов, детали электровакуумных печей, рентгеновские трубки, элементы электронагревателя с содержанием металла до 95%.
• Наименование аналогично предыдущему пункту, но количество молибдена составляет 98%.
• Проволока и стружка. Молибден 90%.
• Порошковый молибден с содержанием посторонних примесей не более 5%.
• Пасты, высевки и другие соединения на основе молибдена. Чистый металл 75%.

Данное разделение носит условный характер. Более подробные сведения можно получить непосредственно в пунктах приема металлолома города Москва или другом регионе России.

Плюсы и минусы сплава 1.4116

Марку стали X50CrMoV15 применяют в различных сферах деятельности. Из неё выполняют простые кухонные изделия и скальпели для медицинских целей. Высокоуглеродистая, нержавеющая сталь с добавлением молибдена и ванадия имеет свои достоинства и недостатки, рассмотрим их:

Плюсы

• уровень твёрдости достаточный для хороших ножей в 54-56 HRC;
• долго сохраняется острой режущая кромка и блеск изделия;
• хорошая сопротивляемость коррозии;
• высокая износостойкость изделий;
• не страшны механические повреждения;
• ножи из сплава легко затачиваются, даже в походных условиях;
• клинки сохраняют свою форму при трении;
• правильно закалённый предмет не выкрашится.

Минусы

• сталь склонна к появлению патины;
• может утратить изначальный блеск;
• со временем, изделие без использования затупляется.

Но следует учитывать отношение владельца к ножу. Все минусы появляются у изделий, которые долго находятся во влажной и грязной среде. Долгое нахождение в таком состоянии, приводит к появлению минусов описанных выше.

Коррозия и ее особенности

Я заметил, что описывая качества нержавеющих сталей и отмечая их нужность и полезность для промышленности, до сих пор не акцентировал внимание на том почему они так важны. Основное свойство нержавеющих сталей — способность противостоять коррозии, поэтому несколько слов о том, что это такое.

Коррозия — это процесс разрушения поверхности металлов в результате чисто химического или электрохимического воздействия внешней среды, как правило агрессивной. В общем случае коррозия металла сопровождается образованием на поверхности продуктов разрушения, таких как ржавчина, но бывают и разрушения без внешних проявлений. Интенсивность коррозии зависит от свойств металла и степени агрессивности окружающей среды.

Коррозия это довольно широкое понятие и характеризуется по различным проявлениям:

• сплошная (равномерная) коррозия, когда разрушению подвергается вся поверхность металла;
• точечная (местная, щелевая, питтинговая) коррозия, когда разрушаются отдельные участки поверхности металла;
• межкристаллитная коррозия, когда коррозия распространяется в глубь изделия по границам зерен;
• коррозия под напряжением (коррозионное растрескивание), когда на поверхности металла развиваются трещины вследствие одновременного воздействия растягивающих напряжений и агрессивной среды.

Отдельный вид — электрохимическая коррозия, когда к чисто химическим процессам взаимодействия металла и окружающей среды, добавляются электрохимические процессы на границе раздела. Это самый разрушительный вид коррозии.

Применение стали X50CrMoV15

Сталь X50CrMoV15 применяют в отраслях с повышенными гигиеническими требованиями. Она применяется для изготовления медицинского оборудования и в фармацевтической промышленности. Также её используют в пищевой и перерабатывающих отраслях.

Из этого всего следует, что сплав прекрасно подходит для изготовления ножей. Оптимальное процентное соотношение легирующих веществ, обеспечивает металлу высокую коррозийную стойкость. А также прекрасную механическую прочность и стойкость режущей кромки.

Ножи из такой стали показали на тестах, в некоторых областях параметры лучше, чем у своих аналогов. Изделия из сплава:

• прекрасно держат заточку;
• не меняют своего цвета;
• меньше подвержены окислению;
• идеально подходят для интенсивного использования;
• имеют идеальный внешний вид.

Продукция из молибдена

Промышленностью выпускается большое разнообразие продукции. Наиболее распространены молибденовая проволока, прутки из молибдена, молибденовый порошок, штабик, лист.

Молибденовые прутки, а также проволока и лента применяются для изготовления нагревателей высокотемпературных электрических печей. Помимо этого прутки используются для изготовления вводов электровакуумных приборов. Проволока нашла применение при производстве высокотемпературных термопар, ламп накаливания, приемно-усилительных и генераторных ламп, рентгеновских трубок. Листы применяются в качестве конструкционного материала для производства изделий авиационной и космической отраслей. Молибденовый порошок выступает в качестве легирующей добавки к различным сталям и сплавам. Также он является исходным сырьем для получения компактного молибдена.

Уход за ножами из стали

Пластина стали X50CrMoV15.
Несмотря на технологические обработки и дополнительные компоненты в сплаве 1.4116, лезвие ножа нужно содержать в сухом помещении или в ножнах. Если изделие утратило свой блеск, его можно восстановить неабразивной автомобильной полиролью.

Больших очагов патины или ржавчины на клинках из стали X50CrMoV15 не образуется. Обработка мелкозернистыми губками клинку не потребуется. Они убирают крупные очаги коррозии. Также можно для предотвращения появления пятен прибегнуть к растительным маслам:

• гвоздичное;
• подсолнечное;
• из камелий.

Лучше всего, после процедуры просушки клинка, его натереть полирующим средством с содержанием воска. Для долгосрочной службы изделия, за ним следует ухаживать. Без такого подхода, ни какая сталь не будет держать качества преданные ей при изготовлении.

Прочность: хром против нержавеющей стали

Хром более долговечный, чем нержавеющая сталь? При правильном уходе хромированная сталь способна служить вам долгие годы. Он долговечен при правильном использовании и в правильных условиях.

Идеальная среда для хромовой стали — сухие участки. В этом месте также не должно быть элементов, которые могут вызвать щелевую и химическую коррозию.

После проникновения хромовой стали высока вероятность того, что она начнет ржаветь. Есть много вещей, которые могут проникнуть сквозь поверхность хромистой стали. К ним относятся зажимные приспособления, дверной проем и металлические инструменты.

Как только процесс ржавчины начался, она может быстро распространиться под слоем хрома.

Хромированная сталь не является полностью надежной с точки зрения долговечности.

С другой стороны, нержавеющая сталь, вне всяких сомнений, зарекомендовала себя как один из самых прочных металлов. Я прослужу вам долгие годы без повреждений от коррозии или ржавчины.

Изделия из нержавеющей стали имеют тенденцию быть дорогими, и это связано с прочностью этого металла. Эта особенность также делает его идеальным не только для широкого спектра приложений, но и для тяжелых и опасных приложений.

Ножи из стали X50CrMoV15

Повышенное содержание углерода придаёт прочности изделиям из сплава. Ножи изготовленные из него долго держат заточку. Клинки из прокатной стали по своим качествам близки к кованым изделиям. Штампованные изделия получаются легче своих аналогов. Меньший вес позволит долго руке работать с ножом. Рассмотрим несколько изделий из стали X50CrMoV15.

Нож – шмель

Небольшой фиксированный нож, который станет универсальным помощником для охотника, рыбака или простого туриста. Нож изготовлен в лучших традициях русского ножеделия — геометрия клинка повторяет обводы русских северных ножей и выполнена из стали X50CrMoV15. Характеристики клинка:

• Длина ножа: 245 мм;
• Длина клинка: 130 мм;
• Длина рукояти: 115 мм;
• Ширина клинка: 32 мм;
• Толщина обуха: 4 мм;

• Материал клинка: X50CrMoV15;
• Материал рукояти: Орех;
• Страна-производитель: Россия;
• Производство: Сандер А.;
• Вес: 133 грамм.

Универсальный помощник для охотника.

Нож – кухонный №20

Новый кухонник от мастерской Сандера А., представляет собой довольно мощный и крупный нож, с клинком из стали X50CrMoV15 и обухом в 4 миллиметра. Рукоять сделана из полипропилена, эргономичная и неприхотливая. Этим ножом можно выполнять практически весь спектр кухонных работ – от нарезки зелени, до разделки массивных кусков мяса. Характеристики ножа:

• Длина ножа: 275 мм;
• Длина клинка: 150 мм;
• Длина рукояти: 125 мм;
• Ширина клинка: 33 мм;

• Толщина обуха: 2.5 мм;
• Материал клинка: X50CrMoV15;
• Материал рукояти: Полимер;
• Вес: 175 грамм.

Изделие ручной работы от мастерской Сандера А.

Нож – сантоку Boker Core

Boker представили удивительную коллекцию кухонных ножей Core. Все модели отличаются великолепным дизайном и изготовлены из высококачественных материалов. Сантоку Boker Core это удобный, легкий нож с которым приятно работать. Характеристики ножа сантоку:

• Длина ножа: 290 мм;
• Длина клинка: 163 мм;
• Длина рукояти: 125;
• Толщина обуха: 2.7 мм;

• Материал клинка: X50CrMoV15;
• Материал рукояти: АБС-пластик;
• Производство: Boker, Германия;
• Вес: 152 грамм.

Нож сантоку Boker из коллекции Core.

Общее о хромоникелевых нержавеющих сталях

Основные легирующие элементы, придающие хромоникелевой стали коррозионную стойкость в окислительных средах это Cr (хром) и Ni (никель). Хром способствует образованию на поверхности нержавеющей стали защитной плотной пассивной пленки окисла Сr2O3. Необходимая для придания коррозионной стойкости нержавеющей стали концентрация хрома в сталях этой группы составляет 18%.

Никель относится к металлам находящимся или легко переходящим в так называемое «пассивное» состояние. В пассивным состоянии металл или сплав обладает повышенной коррозионной стойкостью в агрессивной среде. Хотя, конечно, эта способность никеля меньше чем у хрома или молибдена.

Хром и железо в сплаве образуют твердый раствор, а никель в количестве 9—12%, кроме того, способствует формированию аустенитной структуры. Благодаря аустенитной структуре хромоникелевые нержавеющие стали отличаются высокой технологичностью при горячей и холодной деформациях и стойкостью при низких температурах.

Хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали наиболее широко распространенная группа коррозионностойких сталей. Они так же известны в мировой практике под общим названием сталей типа 18-10.

В нашей стране наиболее распространены марки хромоникелевых нержавеющих сталей: 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т (ЭИ914), 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 03Х18Н11, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Б (ЭИ402), 02Х18Н11, 03Х19АГ3Н10.

Эти нержавеющие стали обладают коррозионной стойкостью во многих окисляющих средах при различной концентрации и в широком диапазоне температур. Они так же обладают жаростойкостью и жаропрочностью, но при умеренных температурах.