Сталь 95Х18

Сталь 95Х18 — это сплав, относящийся к категории нержавеющих металлов. По химическому составу является высоколегированным. Обладает высокой твердостью.

По комплексу физико-механических свойств считается лучшим материалом для производства режущих инструментов (ножей, клинков, другого холодного оружия). Отличается высокими параметрами стойкости режущей кромки.

Производство, ГОСТы

Изготавливается сталь 95Х18 под контролем ГОСТа 5632-2014 (документ заменил стандарт 72-го года). Его действие распространяется на высоколегированные сплавы коррозионно-стойкого типа, а также жаростойкие виды металлов.

Рассматриваемая марка стали производится из чугуна. Также используются железосодержащие металлоизделия, материалы, лом, металлоотходы. Сырье переплавляют, вводят в него легирующие добавки в определенных пропорциях.

На производстве применяется подовой или конвертерный способ:

• в первом случае используются электрические или конвертерные печи. Данный способ применим при переплавке шихта, твердого металлолома. Для сжигания носителей тепла используется мартеновский метод. Сырье выливается в ковш, вводятся дополнительные химические элементы;
• во втором случае проводится рафинирование материала от возможных примесей.

Последний метод предполагает удаление или снижение концентрации углерода и вредных добавок в составе окислением путем продувания сплава кислородом. Для данных целей используются плавильни-конвекторы.

Такие печи имеют емкость от 50 до 60 тонн. В зависимости от футеровки (внутренней облицовки огнеупорными, износо- и химически стойкими, а также теплоизоляционными материалами) их классифицируют:

• на томасовские. Используется, чтобы перерабатывать сплав с большим содержанием химического элемента P (фосфора). Облицовка содержит оксиды магния, а также кальция. Фосфорный ангидрит сгорает, дает химическую реакцию, переходит в шлаковое состояние;
• бессемеровские. Применяется, чтобы обрабатывать сырье, в составе которого отмечается высокая концентрация кремния. Во время продувки эта химическая добавка окисляется. Полное выгорание поднимает температурный показатель чугуна до 1500 градусов. Осуществляется также параллельная минимизация углерода (его объем снижается до 0,21%) и окисление железа.

Качество стали 95Х18 контролируется и другими стандартами. Все зависит от формы выпуска:

• на металлопрокат (сортовой, фасонный) распространяются регламенты 5949, 2590. Действует и норматив 2591 ;
• прутки контролируются ГОСТами 14955 и 8559;
• полосовые металлоизделия — 4405, а также 103;ю

Как расшифровывается марка стали

В маркировке отражены преобладающие элементы в составе. Цифровые значения указывают на их количество. У 95Х18 расшифровка стали следующая:

• «95» означает, что в этом металле содержится около 0,95% углерода (стандартно его количество составляет от 0,90 до 1%);
• буква в маркировке свидетельствует о присутствии в составе определенного элемента. В данном случае «Х» говорит о том, что здесь это хром. Он значительно увеличивает стойкость материала к воздействию коррозии;
• последние две цифры говорят о концентрации хрома. В этой марке его около 18% (может составлять от 17% до 19%). Такой большой объем этого химического элемента позволяет отнести сталь 95Х18 к нержавейкам.

Но в химический состав сплава входит еще 8 дополнительных компонентов.

Химический состав, действие легирующих добавок

Основу металла составляет 3 элемента — хром (17-19%), углерод (0,9-1%) и железо (феррум, Fe — около 78%). Из легирующих веществ добавляют:

• Mn (магний) — до 0,8%. Этот компонент улучшает твердость материала.
• Ni (никель) — около 0,6%. Увеличивает сопротивляемость металла к воздействию коррозии.
• Si (кремний) — до 0,8%. Делает материал прочным, устойчивым к истиранию.
• Ti (титан) — до 0,2%. Улучшает ковкость, жаростойкость сплава, уменьшает зернистость структуры.
• P (фосфор) — не больше 0,03%. Это побочный элемент, который пагубно воздействует на физико-механические свойства. Его концентрацию снижают до минимума.
• S (сера) — не более 0,03%. Аналогично предыдущему пункту.
• Cu (медь) — до 0,3%. Повышается коррозионную стойкость металла.

Концентрация всех компонентов по действующему ГОСТу в таблице:

Общий объем всех химических элементов можно увидеть на рисунке:

Физико-механические, технологические свойства, термообработка

Характеристики материала определены в температурных условиях от +20 градусов по Цельсию и выше. Из основных физико-механических свойств выделим:

• модуль упругости составляет около 2,04 МПа;
• расширение равно 11,8-13,4 единицам (измеряется в Вт/м*Град);
• плотность равна 7730-7750 кг/куб. м;
• твердость по Роквеллу составляет 60 единиц (по Бринеллю — 230-240 МПа), что свидетельствует о высоких эксплуатационных показателях металла;
• предел текучести сплава равен 420-770 МПа (зависит от температуры отжига, отпуска, формы металлопроката).

Физические характеристики:

Механические характеристики:

Термообработка меняет физико-механические характеристики. Сплав может проходить отжиг, закалку, отпуск и ковку. Но применяя определенный метод термической обработки, важно учитывать предел выносливости материала:

Металлоизделия, сечение которых не превышает 70 см, подвергаются обычно отжигу с перекресталлизацией, а также отпуску. Температурные условия — от 885 до 920 градусов по Цельсию. Параметры ковки должны быть следующими:

• начальный температурный режим — 1180 градусов;
• конечная температурная среда — около 850 градусов.

Следует учитывать и показатели предельных точек:

• Ac₁ — до 830,
• Ac₃(Ac_m) — около 1100,
• Ar₃(Arc_m) — до 810.

Термообработка предполагает максимальный нагрев до состояния изменения кристаллической ферритно-атомной решетки до 1200 (иногда до 900) градусов, охлаждения заготовок — до 450 (но не более чем 650) градусов, отпуска — от 150 (минимальное значение) до 650 (максимальный показатель) градусов.

Из технологических свойств выделим:

• незначительную чувствительность к флокенам;
• склонность к хрупкости при отпуске;
• плохую свариваемость (она не применима).

Технология повышения прочности

Ее физико-механические свойства улучшаются благодаря термической обработке. Но стоит знать, как закалить сталь 95Х18. Процесс проводится в два этапа:

• заготовки отливают и обжигают в условиях температурного режима до 920 градусов (иногда хватает 890). В таком состоянии они находятся на протяжении 2 часов. После этого заготовки отправляются на ковку, где им задают форму полос определенных размеров;
• на втором этапе проводится закалка. Сначала заготовки выдерживаются в печах при максимальных температурах, а потом в емкостях с масляной средой. Затем плиты повторно нагревают и выдерживают в температурных условиях от 140 до 280 градусов на протяжении 1,5-2 часов.

Благодаря этим манипуляциям пустоты в молекулярной сетке стали заполняются, структура становится более плотной, а металл прочным.

Зарубежные аналоги

К распространенным заменителям относятся марки стали 440С и 440В (из классификатора США), а также SUS440C (Япония). К европейским аналогам отнесем немецкие сплавы X105CrMo17, X102CrMo17. Подходит на замену и польский металл Н18. Вместо 95Х18 нередко используются стали D2 и AUS8.

Все они различны в концентрации активных и дополнительных химических элементов. Но что выбрать — японскую сталь AUS 8 или 95Х18? Аналог является «золотой серединой» между рассматриваемой маркой и дамаском с твердостью 58-62 единиц по Роквеллу. Она относительно прочная, легко шлифуется и полируется. Несмотря на то, что имеет высокие показатели стойкости к коррозии, все же этот материал не относится к нержавеющим металлам.

Если подумать над тем, что лучше — 95Х18 или Д2, то здесь стоит сделать вывод:

• оба варианта долго держат заточку;
• аналог имеет наибольшее содержание углерода;
• заменитель относится к полунержавеющим металлам.

Есть и еще один вид — Элмакс. Это сверхчистая порошковая сталь, разработанная металлургическим концерном «Белер Уддехольм АГ». Но что выбрать — Элмакс или 95Х18? По физико-механическим свойствам они схожи, но вот цена заменителя больше.

Российские аналоги

Имеет также сталь 95Х18 аналоги отечественные. Это может быть 65Х13, Х12МФ, 110Х18. Сравним каждую:

Применение стали

Этот металл используется в машино-, станкостроении. Из него изготавливают подшипники, оси, втулки и другие высокоточные детали. Производство ножей и клинков — популярная сфера, где применяется сталь. Но она имеет свои достоинства и недостатки.

Сталь 95Х18 для ножей

Плюсы и минусы есть у любой марки стали, включая и эту.

Плюсы:

• оптимальное соотношение характеристик и стоимости материала для ножей;
• режущие предметы долго держат заточку (около 2 месяцев), а также легко точатся. А это важнейшие характеристики для ножа;
• этот металл не ржавеет;
• кованая сталь 95Х18 обладает высокой твердостью и прочностью.

Минусы:

• плохая ударная вязкость;
• чувствительность к минимальным отклонениям в технологии термической обработки.

Лучшие ножи из стали 95Х18:

• Пластунский,
• Якутский,
• Финка,
• Солдат,
• Кизлярский.

Отзывы металлургических заводов России о стали

Производственные предприятия положительно отзываются об этой марке. Несмотря на сложность процесса ее получения и термообработки, спрос на сплав огромен, о чем и свидетельствуют отзывы заводов-изготовителей. Обуславливается это хорошими физико-механическими и технологическими свойствами материала.