Сталь 440с для ножей, плюсы и минусы материала для создания современных приборов

История возникновения стали 440

Прародительницей 440-х марок принято считать нержавеющую сталь 420 AISI. Патент на сплав был оформлен в 1913 году американским металлургом Гарри Бреарли. Именно тогда сталь 420 получила свое массовое распространение на производстве ножей.

Её бесспорным плюсом была абсолютная устойчивость к коррозии, но клинки быстро тупились, а из-за мягкости стали (твердость закалки около 53 HRC) лезвия получались толстыми и тяжелыми, что ухудшало режущие свойства ножей.

Увеличение спроса на легкие, тонкие и эффективно режущие ножи поставило перед производителями задачу — создать твердую прочную сталь для клинков, с сохранением высоких нержавеющих свойств. Так опытным путём в 60-х годах создали 440 стали, отличавшиеся от 420 повышенным содержанием углерода.

Высокоуглеродистые хромистые стали 440А, 440В, 440С высоко оценили на производствах по всей Европе и Америке. Они считались одними из лучших, пока не были созданы более качественные современные сплавы.

Нормативная документация

Сталь марки 440 выпускается в трех вариациях:

  • 440А;
  • 440В;
  • 440С.

Буквенные обозначения в данном случае указывают на количественное содержание углерода, придающего сплаву прочность и твердость. В стали марки 440А этого компонента содержится меньше всего, поэтому этот металл достаточно гибкий. Больше всего углерода содержит сталь 440С, поэтому именно она является идеальным материалом для ножей и строительных конструкций. В остальном, если посмотреть описание, состав металлов идентичен.

Технология производства сплава 440С регламентируется государственным стандартом. Металлический прокат должен соответствовать следующим требованиям:

  • ГОСТ 8509-86 (предъявляется для углового равнополочного проката);
  • ГОСТ 8510-86 (для неравнополочного проката);
  • ГОСТ 8239-72 (для двутавровых балок);
  • ГОСТ 19425-74 (для двутавровых балок и специальных швеллеров);
  • ГОСТ 26020-83 (для двутавровых балок с параллельными гранями);
  • ГОСТ 8240-72 (применяется для швеллеров);
  • ГОСТ 19903-74 (для листового проката);
  • ГОСТ 82-70 (для широкополосного проката универсального типа);
  • ГОСТ 8706-78 (для просечно-вытяжных листов);
  • ГОСТ 8568-77 (для листов, имеющих ромбическое рифление).

Также определенные требования государственного стандарта предъявляются для гнутых профилей.

Характеристика материала С440

Марка : С440 Заменитель: 16Г2АФ Классификация : Сталь для строительных конструкций Применение: изготовления проката, предназначенного для строительных стальных конструкций со сварными и другими соединениями Зарубежные аналоги:   Нет данных С440:   купить   Ауремо ООО   www.auremo.org
Поставщик:   Санкт-Петербург +7 (812) 680-16-77 ,   Днепр +380 (56) 790-91-90,     info [a] auremo.org
Химический состав в % материала   С440 ГОСТ   27772 — 88

C Si Mn Ni S P Cr V N Cuдо   0.2до   0.61.3 — 1.7до   0.3до   0.04до   0.035до   0.40.08 — 0.140.015 — 0.025до   0.3
Технологические свойства материала С440 .

        Свариваемость:     без ограничений.

Механические свойства при Т=20oС материала С440 .

Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Лист, ГОСТ 27772-88 4 — 30   590 440 20      
Лист, ГОСТ 27772-88 30 — 50   570 410 20      

Обозначения:

Механические свойства :
— Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5 — Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y — Относительное сужение , [ % ]
KCU — Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB — Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства :
T — Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E — Модуль упругости первого рода , [МПа]
a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r — Плотность материала , [кг/м3]
C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость :
без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

С440 — Сталь для строительных конструкций
С440 — химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение
При использовании информации сайта гиперссылка на «Марочник стали и сплавов (www.splav-kharkov.com)» обязательна на каждой странице.
Юридическую поддержку ресурсу оказывает юр. фирма » Интернет и Право »

Марочник стали и сплавов.     К о н т а к т н а я   и н ф о р м а ц и я
©   2003 — 2021   Контент сайта защищен Авторским свидетельством № 7533 от 8.05.2003 г.
    При использовании информации сайта гиперссылка на   «Марочник стали и сплавов »  (splav-kharkov.com) обязательна
Администрация сайта не несет ответственность за достоверность данных

Расшифровка стали С440

буква С означает, что сталь строительная;
цифра 440 условно обозначают предел текучести проката в Н/мм2;

Химический состав стали С440 по ГОСТ 27772-2015

 С440
Углерод, С, не более 0,12
Марганец, Mn 1,30-1,70
Кремний, Si 0,15-0,50
Сера, S, не более 0,010
Фосфор, P не более 0,017
Хром, Cr не более 0,30
Никель, Ni не более 0,30
Медь, Cu не более 0,30
Молибден, Mo
Ванадий, V не более 0,09
Ниобий, Nb не более 0,09
Алюминий, Al 0,02-0,06
Титан, Ti 0,010-0,035
Цирконий, Zr
Cэкв, не более 0,46

 

Хром

Слитки Хрома
Кристалы металла хрома.

Содержание хрома в нержавеющих сплавах составляет 12-28%. Элемент обеспечивает антикоррозионные свойства стали, а образующиеся при взаимодействии с углеродом карбиды увеличивают прокаливаемость и износостойкость. Для марки 440 его содержание – 16-18%.

Марганец

В процессе выплавки стали марганец обеспечивает защиту от окисления и предотвращает образование сульфидов, что улучшает условия закалки.

Содержание этого элемента в количестве 1% в сталях серии 400 гарантирует высокую стойкость к ударным и скручивающим нагрузкам.

Молибден и кремний

Как и хром, молибден влияет на коррозионную стойкость нержавеющих сплавов. Для различных типов и марок его содержание не превышает 6%. В стали 440 этот показатель составляет 1%, что гарантирует высокую прочность, износостойкость, прокаливаемость и предотвращает образование горячих трещин.

Кремний выполняет такую же роль в составе сталей, как и марганец: повышение стабильности сплава, обеспечение стойкости к трещинообразованию. Предельное содержание элемента в стали 440 – 1%.

Примеси фосфора и серы

В металлургии эти элементы считаются вредными техническими примесями. Повышенное содержание серы и фосфора негативно влияет на механические и антикоррозионные свойства сплавов, увеличивает их хрупкость. Предельное количество таких примесей в составе стали 440 – не более 0,03% и 0,04%.

Углерод

Процентный диапазон содержания этого элемента в составе стали достаточно узок. На практике влияние на эластичность материала оказывает изменение количества углерода на сотые доли процента. Прочность и твердость стали с увеличением концентрации элемента возрастают, при этом снижаются пластичность и обрабатываемость материала. Оптимальным значением содержания углерода является 1%, как у стали 440C.

Механические свойства по ГОСТ 27772-2015

Марка сталиТолщина, ммМеханические свойства
Предел текучести σT, Н/мм2 Временное сопротивление σB, Н/мм2 Относительное удлинение δ5, % Ударная вязкость, Дж/см2, не менее
KCU KCV KCU после механического старения
При температуре, °С
Не менее -20 -40 -70 0 -20 -40 -60 +20
C440 от 8,0 до 50 включ. 440 540 20 66 66

Примечание: Максимальное значение временного сопротивления σB для проката из стали С440 не должно превышать установленные нормы более чем на 160 Н/мм2. 

Физические свойства

Плотность стали (вес) AISI 440C — 7,66 г/см3.

Прочность

В условиях обработки металлов сегодня задействуются следующие прочностные характеристики сплавов:

  • прочностный предел;
  • предел текучести;
  • относительное удлинение по разным шкалам.

В случае с рассматриваемым видом стали 440 имеют место такие показатели перечисленных технических характеристик.

  • Предел прочности. Для стали группы 440А – это 740 Мпа, для 440В – 750 Мпа, для 440С – 760 Мпа.
  • Показатели текучести. Для материалов марки 440А характерны показатели 420 Мпа, для 440В – 430 Мпа, для 440С – 460 Мпа.
  • Твердость, определяющаяся по шкале Роквелла: в случае со сталью 440А будет актуален параметр 56 HRC, для 440В – 58 HRC, а для 440С – 60 HRC.
  • Что касается относительного удлинения, то здесь имеют место следующие показатели: для 440А – 20%, для 440В – 18%, а для 440С – 13%.

Приведенные выше данные, свойственные стали, указывают на то, что прочностные параметры оказываются более высокими в случае высокого содержание углерода.

Для каждой из существующих марок эти показатели возможно повысить посредством термической обработки, однако из-за этого может возрасти степень хрупкости.


Свариваемость

Металлы, которые относятся к рассматриваемой серии 400, являются трудносвариваемыми. Из-за этого подобные материалы совершенно не подходят для изготовления качественных сварных соединений, а также монолитных строительных конструкций.

Если требуется сплавление отдельных деталей, его осуществляют в соответствии со специальной технологией. В нем обязательно должны содержаться указания по режимам воздействия на элементы и вещества, предварительного и сопутствующего прогрева и так далее.

Коррозийная стойкость

Сталь AISI 440C имеет коррозионную стойкость, несколько похожую на класс 410, но ниже, чем у 431, также ниже, чем у большинства ферритных нержавеющих сталей серии 400 и всех аустенитных нержавеющих сталей серии 300 NB. Она имеет оптимальную коррозионную стойкость в закаленном и отпущенном состоянии при закалке ниже 400°C. Отверждение от 1090°C обеспечит лучший раствор карбида и, следовательно, лучшую коррозионную стойкость, но при этой температуре следует допускать минимальное время вымачивания, иначе может возникнуть чрезмерный рост зерна. Полировка еще больше повысит коррозионную стойкость. Сталь не рекомендуется использовать в отожженном состоянии. Очень важно, чтобы кислород всегда позволял свободно циркулировать на всех поверхностях из нержавеющей стали, чтобы гарантировать, что хромоксидная пленка всегда присутствует для защиты стали. Если это не так, произойдет ржавление, как в случае с другими типами нержавеющих сталей.

Ковка

Разогреть до 760°C — 820°C, затем медленно и равномерно нагреть до 1050 °C — 1150 °C, удерживать до тех пор, пока температура не станет однородной по всему участку и немедленно начать ковать. Не перегревать, так как это может привести к потере прочности и пластичности. Не подделывать ниже 900°C. Готовые поковки следует медленно охлаждать в печи, нагревать сухой известью или золой до комнатной температуры и немедленно отжигать.

Рабочие температуры

Закалка — закалочная температура 1050 С в масло, до талого;

Отпуск — 150 С на 1 час (60 HRC).

Достоинства и недостатки

Как и любой металл, сталь 440C для ножей имеет свои плюсы и минусы. Ее широкое применение обусловлено прекрасными эксплуатационными качествами, которые проявляются в готовом изделии. Ножи 440C отличаются:

  • износоустойчивостью, которая позволяет пользоваться ими длительное время;
  • прочностью, подтверждаемая возможностью резать продукты разной степени плотности;
  • легкостью заточки;
  • сохранение в течение долгого времени остроты режущей кромки, что особенно необходимо для охотничьих ножей, приобрести которые можно в интернет-магазине КавказСувенир;
  • приемлемая цена на фоне отличных технических характеристик.

Что касается минусов, которые неизбежны для любого материала, то у стали 440C выделяют следующие недостатки:

  • необходимость постоянного ухода после окончания работы, особенно – во влажной или химически активной среде: в противном случае на клинке могут появиться ржавые пятна и потемнения;
  • повышенная осторожность в использовании, в связи с очень острой заточкой лезвия, которая сохраняется долгое время;
  • повышенные показатели твердости снижают так важную для изделий гибкость и пластичность: если поверхность клинка неоднократно испытывает значительные нагрузки, он может сломаться.

Назначение легирующих компонентов

Термин «легирование» означает «связывание» и «соединение». Введение в расплавы легирующих элементов приводит к их растворению в составе железа и образованию карбидов, интерметаллических соединений или несвязанных включений. Правильный выбор компонентов и их количества дает возможность изменять структуру и получать сплав различных свойств и характеристик.

Для коррозионно-стойких сталей, в т.ч. AISI 440, основным легирующим элементом является хром. В структуре железа он образует твердый раствор или карбиды. При введении в расплав более 12,5% этого металла на поверхности остывающего материала образуется прочная защитная оксидная пленка Cr2O3.

Аналогично взаимодействует с расплавом стали 440 молибден. Кроме этого, он способен образовывать в железе мелкозернистую структуру, обеспечивающую сплаву высокую прочность и твердость.

Нож Ganzo G7321
Ножи серии Ganzo G7321.

Функцией марганца и кремния в качестве легирующих элементов является раскисление стали – связывание растворенного кислорода за счет образования окислов, что оказывает влияние на повышение прочностных качеств, пластичности и прокаливаемости стали.

Применение стали

Хотя сегодня 440С частично уступает современным высокотехнологичным сплавам, она продолжает соответствовать требованиям для изделий бытового назначения.

Отличным приобретением для охотников, рыбаков, туристов станут складные ножи, которые изготовлены лучшими мастерами. Они отличаются прочностью, качеством, эстетичностью оформления. В интернет-магазине Али Аскерова КавказСувенир для них можно выбрать подарочную упаковку.

Сталь 440C – отличный материал для изготовления ножей, о чем свидетельствуют многочисленные отзывы мастеров и покупателей. Из нее производятся изделия следующих категорий:

  • кухонные, предназначенные для разделки всех видов свежих пищевых продуктов, замороженных полуфабрикатов;
  • для туристов, охотников, рыбаков: ими можно разрезать леску, резину, разделывать небольших животных, резать кожу и мясо, потрошить рыбу, открывать банки с консервами и другие действия, требующие высокого качества от стали ножа.

Не менее широко для производства ножей различного назначения используются аналоги 440С. К ним относятся углеродистые высоколегированные стали AUS-6, AUS-8, AUS-10, являющиеся и использующиеся для производства режущего инструмента разного назначения, в том числе – хирургического, а также клинков для холодного оружия.

Для каких ножей подходит

Сталь этой серии специалисты и любители работы с металлом называют ножевой, т. к. она подходит для данных изделий и по технологическим свойствам, и по стоимости. Лучше других соответствуют своему назначению ножи из стали 440С.

Они изготавливаются разной формы и с отделкой – складные, с любым типом спуска и материалом ручки. Ими пользуются туристы, охотники, дайверы, строители, геологи и др. Из стали 440С производят специальные виды стоматологических и хирургических ножей. Наиболее широк выбор изделий для домохозяек и профессиональных поваров – от самодельного ножа для чистки картошки до фирменного японского набора Misono.

Условия термообработки

В зависимости от назначения для изделий из сталей серии AISI 440 могут применяться различные виды термической обработки:

  1. Перед проведением механического воздействия для снижения твердости проводится отжиг при температуре +871…+899°С и с временем выдержки до 6 часов.
  2. Горячая ковка выполняется при температуре +1093…+1160°С и для достижения максимальной твердости может завершаться закалкой, которая включает в себя нагрев до +1010…+1038°С с быстрым охлаждением заготовки в воде или масле.
  3. Режим окончательного отпуска для получения равномерной структуры зависит от необходимой твердости. Диапазон температур для этого вида термообработки составляет +100…+500°С; после выдержки должно быть обеспечено медленное остывание изделия.

Требуется ли стали 440С уход?

Отличное содержание углерода и хрома делают сталь идеальной для раздолбаев, но если задаться целью, то и такая сталюга точечно за коррозирует.

Аналоги

Среди близких по свойствам к стали 440 с ее характеристиками можно выделить японские марки AUS6, AUS8 и AUS10. Их используют чаще всего на территории Тайваня для изготовления недорогих ножей. Реже подвиды AUS используются европейскими и американскими компаниями для производства кованых клинков. Аналоги практически не отличаются по составу и, соответственно, техническим характеристикам (рисунок 5).

Сталь 440 аналоги
Рисунок 5. Аналоги стали 440 не уступают ей в прочности

Однако пользователи AUS чаще отмечают, что клинки могут покрывать незначительным налетом ржавчины. Также основным отличием становится твердость стали 440 по Роквеллу, ‒ аналоги содержат меньше хрома в составе, что приводит к ослаблению износостойкости. Впрочем, у меньшего содержания хрома есть и обратная сторона ‒ AUS более гибкая.

Источники

  • https://www.knife.ru/reviews/spravka/stali-440a-440b-440c/
  • https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-legirovannoy-stali-440s.html
  • http://splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=890
  • http://enginiger.ru/materials/stroitelnye-stali/stal-s440/
  • https://TioWiliam.ru/snaryazhenie-i-oruzhie/440c-stal.html
  • https://VashNozh.ru/stal/440
  • https://emk24.ru/wiki/astm_steels/stal_aisi_440c_7084095/
  • https://stroy-podskazka.ru/stal/vse-o-marke-440/
  • https://zen.yandex.ru/media/nozh_nozhny/nojevaia-stal-440s-ne-trebuet-uhoda-5eb682b85aece17b0a63115a
  • https://nowifi.ru/oruzhie/holodnoe/155-stal-440.html

[свернуть]