Что же добавляют в сталь?

     Сегодня хочу осветить химические элементы, входящие в состав стали и придающие ей какие-либо полезные качества.

ОБНОВЛЕНО! Внизу статьи представлены пробные варианты таблицы по составу и маркам стали. Остальные в процессе сборки и будут добавлены позже.    

Итак, вот перечень часто используемых химических элементов (после скобок указано обозначение элемента в маркировке стали):

азот ( N ) — А
алюминий ( Аl ) — Ю
бериллий ( Be ) — Л
бор ( B ) — Р
ванадий ( V ) — Ф
висмут ( Вi ) — Ви
вольфрам ( W ) — В
галлий ( Ga ) — Гл
иридий ( Ir ) — И
кадмий ( Cd ) — Кд
кобальт ( Co ) — К
кремний ( Si ) — C
магний ( Mg ) — Ш

марганец ( Mn ) — Г
свинец ( Pb ) — АС
медь ( Cu ) — Д
молибден ( Mo ) — М
никель ( Ni ) — Н
ниобий ( Nb) — Б
селен ( Se ) — Е
титан ( Ti ) — Т
углерод ( C ) — У
фосфор ( P ) — П
хром ( Cr ) — Х
цирконий ( Zr ) – Ц

Теперь разберем подробнее влияние тех или иных элементов на вещество, в нашем случае сталь. Химический состав сталей (таблица).

Углерод — главный элемент, определяющий свойства стали. Именно благодаря углероду сталь способна принимать закалку. От количества углерода зависит твёрдость и прочность стали для ножей, хотя он же повышает склонность стали к коррозии. Относительно стали для ножей, нас интересуют стали с количеством углерода не меньше 0.6%. Именно с этой отметки сталь может принимать закалку на нормальную твёрдость. Правда производители часто используют стали и с количеством углерода 0.4%-0.6%, как правило, на недорогих простеньких ножах, на кухонных ножах.

Хром — следующий по распространённости в сталях элемент. Хром помогает сплаву сопротивляться коррозии и делает её нержавеющей. Официально сталь считается «нержавеющей» если хрома в ней не меньше 14%. Помимо своего главного свойства Хром негативно влияет на прочность стали.

Молибден — используется как легирующая добавка, повышающая жаропрочность и коррозионную стойкость стали. Молибден усиливает действие хрома в сплаве, улучшает прокаливаемость, делает состав более равномерным. По сути, улучшает почти все свойства сплава. Молибден обязательный элемент в быстрорежущих сталях. Стали с добавкой молибдена используются для изготовления деталей работающих в агрессивных средах и при высокой температуре.  То есть в химической промышленности, в деталях реактивных двигателей. Нож из лопатки самолётной турбины уже стал притчей. Те стали, из применяемых в производстве ножей, в составе которых имеется этот элемент, зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Пример-сталь 154CM она же ATS-34 с содержанием молибдена 4%  по идее она и предназначалась для тех самых лопаток турбин.

Ванадий — замечательный элемент, способный улучшать свойства многих сплавов. Улучшает прочность и значительно повышает износостойкость стали. Его добавляют во всё те же быстрорежущие и инструментальные стали. Для нас это означает, что сталь для ножа будет дольше держать заточку при резе картона, войлока, канатов и других подобных материалов. Но нож будет тяжелее точиться. Пример-стали CPM S30V, CPM S90V и подобные им.

Вольфрам — металл с самой высокой температурой плавления из всех металлов. Используется во множестве всевозможных приборов и отраслей, от лампочек до ядерных реакторов. Вольфрам, неотъемлемый элемент в составе быстрорежущих сталей. Помимо устойчивости к температурам, сталь для ножа получает свойства, положительно влияющие на твёрдость и износостойкость.

Кобальт — ещё один металл с множеством применений, от корма для коров до космических кораблей. В некоторых количествах кобальт добавляется в быстрорежущие стали и твёрдые сплавы. Из сталей, применяемых в ножах, кобальт содержат стали VG-10 и N690 в количестве около 1.5%.

Азот — применяют в сталях как заменитель углерода и никеля. Азот повышает стойкость к коррозии и износостойкость стали для ножа. И позволяет стали с очень низким содержанием углерода принимать закалку. Например японская сталь Н1 в которой всего лишь 0.15% углерода, но 0.1% Азота позволяют закалять её на 58HRC и делают её практически абсолютно нержавеющей.

Никель — так же повышает коррозионную стойкость стали и способен несколько повысить прочность. Много никеля присутствует во всё той же стали Н1.

Кремний — необходимый в производстве сталей элемент. Он удаляет из металла кислород. Ну и заодно несколько повышает прочность и коррозионную стойкость.

Сера – это совсем не полезный элемент, она снижает механические свойства стали и уменьшает стойкость стали к коррозии. Поэтому серы в сталях обычно очень мало, лишь то, что не удалось удалить из стали в процессе её производства. Однако сера может быть добавлена, чтобы повысить обрабатываемость каких-нибудь жутко износостойких сталей.

Фосфор — вредная примесь, в стали ему не место, а особенно в стали для ножа, ибо он повышает хрупкость и снижает механические свойства стали. Фосфор стараются удалить из стали.

Марганец — как полезный и нужный элемент применяется на стадии выплавки стали, способен повышать твёрдость стали. Из сталей со значительным содержанием марганца делают всякие брутальные и монстрообразные вещи — рельсы, танки, сейфы.

Титан — может добавляться в сплавы для повышения прочности, стойкости к коррозии и температурам. В ножевых сталях титан, как добавка в принципе не актуален, так как количества его там ничтожные.

Ниобий — повышает коррозионную стойкость и износостойкость стали. Ниобий в сталях (или стали с ниобием) жуткая экзотика, но его можно найти в сплаве CPM S110V.

Алюминий — повышает жаростойкость и стойкость к окалине.

Медь — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий — повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в  стали , измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в  стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Цезий — способствуют уменьшению содержания серы в  стали , улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в  стали.

Кстати, вот интересная информация по применению никелевых катодов и анодов при никелировании никелевые аноды

Далее приведу наиболее удобную форму представления подробного химического состава основных марок отечественной и зарубежной стали. Нажимаем на картинку и получаем увеличенное изображение. Картинки пронумерованы в соответствии с очередностью представления в общей таблице.

Химический состав сталей.

Марки стали

Таблица 1

Марки стали

Таблица 2

Марки стали

Таблица 3

Марки стали

Таблица 4

 

 

 

 

Обновлено! По Вашим просьбам я начал формирование сводной таблицы по маркам стали. На данный момент представляю Вам несколько образцов штамповой инструментальной стали. Для удобного использования данных таблиц — скачиваем их. В последствии обязательно сделаю один общий архив.

10 ответов по теме Что же добавляют в сталь?

  1. Виктор:

    Хорошая таблица. В качестве пожелания. 1) Добавить практическую твердость 2) Разделить таблицы на углеродистые, нержавеющие, порошковые и т.п. материалы. С уважением Виктор.

    • Mullins:

      Здравствуйте, Виктор. Ваше пожелание записал — идея отличная, постараюсь переделать в ближайшее время. Спасибо Вам.

  2. сергей:

    и если возможно- t закалки; отпуска; отжига; ковки

  3. goldstar:

    Спасибо за отличную работу) Раньше все сведения искал по куче старых справочников и по сайтам, руки все не доходили сделать подобное

    • Mullins:

      Обязательно сделаю и остальное, просто сейчас катастрофически не хватает на все времени. В конечном итоге должен будет получится небольшой архив со справочником по маркам сталей в удобном виде…. Это пока в планах, но будет через некоторое время обязательно!

  4. навигатор:

    находим в яндексе компанию электровек-сталь,нажимаем марочник,сбоку классификатор и находим все что душе угодно.от нержавейки до быстрореза с зарубежными аналогами.

    • Mullins:

      Сайт хороший, конечно, но вся проблема в том, что людям не нужны характеристики сталей только для использования через конкретный сайт — людям надо скачать таблицу, распечатать и использовать ее в дали от компьютера и интернета. А такую «рекламу» пускать к себе на сайт больше не буду, а пользователь будет забанен на вечно.

  5. Александр:

    Посмотрите марочники сталей и сплавов. В них примерно 300-600 марок с характеристиками. Также есть странные с 2500-5000 марками, но только хим состав)

  6. Александр:

    Добавьте состояние стали — аустенитная, мартенситная и т.д.; Возможно эта классификация весьма поможет — http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk#5 мне нужна была Сталь конструкционная криогенная)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *