Технические характеристики легированной стали AUS-8

Легированная сталь AUS-8 является продуктом знаменитой компании Aichi Steel Works. Она появилась на рынке более века назад, и в течение всего этого времени не теряла своих лидерских позиций. Изначально сплав создавался для производства ножей и имеет хорошо отработанную технологию закалки. Изделия из него сочетают в себе превосходные режущие свойства с разумной стоимостью.

Состав сплава

Характеристики стали AUS-8 определяются ее химическим составом. Сплав относится к классу высоколегированных. Согласно японским стандартам, он содержит 9 компонентов.

Повышенное содержание углерода, до 0,70-0,75%, придает материалу твердость и прочность, но увеличивает его хрупкость. Чтобы обеспечить высокое качество эксплуатации, подобран оптимальный баланс железа и углерода.

Кремний – до 0,8-1,0%. Его присутствие благоприятно для улучшения механических свойств металла. Кремний выступает как сильный раскислитель, выводящий из сплава молекулы кислорода.

Марганец – 0,5-0,6%. Он повышает поверхностное сопротивление механическим нагрузкам и снижает вредное влияние неизбежных примесей.

Суммарное содержание молибдена и ванадия составляет 0,2%. Эти элементы относятся к тугоплавким металлам. Они повышают:

• жаропрочность стали;
• устойчивость к повреждениям;
• остроту и качество режущей кромки.

Хром – 13,0-14,5%. В качестве легирующей добавки хром усиливает такие свойства:

• высокую устойчивость к коррозии;
• жаропрочность;
• сопротивление абразивным воздействиям.

Никель – 0,5%, слегка снижает уровень твердости, одновременно повышая ударную вязкость и стойкость к коррозии.

Фосфор и сера считаются вредными примесями, снижающими пластичность и антикоррозийные качества. Однако их содержание не превышает 0,03-0,04%, а присутствие марганца частично нивелирует вредное влияние этих элементов.

Аналоги сплава

В разных странах мира существует множество аналогов японского сплава:

• 75Х16МФ и 95Х18 – в России;
• Steel Z100CD17 – Франции;
• AEB-L – Швеции;
• Steel 440B – Соединенных Штатах;
• H18 – Польше;
• 1.4125 – Германии;
• 8Cr14MoV – Китае.

Характеристики российских аналогов стали АУС-8, в основном, повторяют главные свойства японского продукта с небольшими различиями, в зависимости от производителя. Одним из лучших японских аналогов является сталь AUS-8A, которая отличается повышенным до 1% содержанием углерода.

Серия AUS-сталей включает несколько видов, отличающихся содержанием углерода. Рациональное сочетание плюсов и минусов материала делает эту марку одной из самых удачных для производства ножей.

Физические и механические свойства

Физические параметры сплава свидетельствуют о высоком качестве материала:

• температура плавления – 1550-1650 градусов;
• удельный вес – 7750 кг/м3; модуль упругости – 20 МПа, что позволяет выдерживать значительные ударные нагрузки;
• величина ударной вязкости – 12-18 КДж/м2;
• удельная теплоемкость – 485 Дж/кг*град;
• теплопроводность при 20о С – 24 Вт/м*град;
• линейное расширение при 100 градусах – 11,8 мкм;
• показатель электросопротивления – 250 Мом*м.

Высокое содержание хрома делает сталь устойчивой:

• к кислым средам с рН – 4,3-4,8;
• действию трехпроцентных растворов щелочей;
• длительному соприкосновению с водой;
• воздействию органических растворителей.

Одна из главных механических характеристик стали AUS-8 – твердость. Этот показатель, в зависимости от способа термической обработки, составляет 60-65 единиц по шкале Роквелла, и обеспечивает минимальный риск повреждения поверхности из-за ударной нагрузки.

Благодаря высокой прочности сплав выдерживает без деформации нагрузки до 600 МПа. Предел прочности, при котором начинаются процессы разрушения – 770 МПа.

Сталь способна выдержать циклическую знакопеременную нагрузку в 700 МПа в течение 6 млн. циклов.

Высокие показатели прочности неизбежно влекут за собой снижение пластичности. Поэтому параметры относительного удлинения при растяжении и сжатии составляют, соответственно – 15/30%.

Технологические характеристики

Высокая концентрация углерода в сплаве сильно снижает ее свариваемость. Прочность сплава в области сварных швов значительно ниже, чем в цельном металле, и не выдерживает ударной нагрузки. Кроме того, материал чувствителен к образованию флокенов – внутренних дефектов, снижающих ее ударную вязкость и срок эксплуатации. Возникновение флокенов объясняется проникновением водорода в кристаллическую решетку металла при нагреве до 500 градусов.

Марка стали AUS-8 демонстрирует склонность к образованию отпускной хрупкости, то есть резкому понижению ударной вязкости. Такое явление возникает при медленном отпускном охлаждении в интервале 500-600 градусов. Отпускная хрупкость снижается при увеличении содержания в сплаве вольфрама и молибдена.

Термическая обработка

Промышленные способы термообработки сплава AUS-8 давно известны и освоены. Для получения стального проката материал обрабатывают под высоким давлением в интервале температур от 950 до 1100 градусов. Закалку производят нагревом до 1050 градусов и резким охлаждением в масле. В таких условиях достигаются наибольшие значения твердости, снижается отпускная хрупкость.

Однако параллельно в структуре металла развиваются внутренние неравномерные напряжения. Для их устранения и выравнивания структуры стали используют низкий отпуск с нагревом до 150 градусов и воздушным охлаждением. При этом происходит небольшое снижение твердости, но удается увеличить сопротивление ударным нагрузкам. Такой способ предотвращает деформацию деталей и обеспечивает рациональное сочетание твердости и ударной вязкости.

Область применения

Доступная стоимость стали AUS-8 и несложные способы термообработки обусловили ее массовое применение различными производителями. Их продукция может незначительно различаться из-за особенностей термообработки, в основном, сохраняя главные качества материала. Высокие характеристики стали для ножей АУС-8 позволяют изготавливать из нее огромное разнообразие надежных и безопасных изделий:

• предметов быта – вилок, ложек;
• недорогих и острых кухонных ножей;
• клинков для профессионалов;
• ценного коллекционного оружия – кинжалов, кортиков;
• карманных перочинных ножиков;
• сувенирных предметов;
• одноразовых и многоразовых хирургических скальпелей;
• аксессуаров для бритья;
• деталей бытовой техники и оконных рам;
• отдельных узлов автомобилей.

Преимущества и недостатки

Изделия, изготовленные из сплава, обладают множеством достоинств, обеспечивающих ее популярность:

• высокими прочностными свойствами;
• легкостью шлифовки и полировки, не требующей особых навыков;
• хорошими режущими свойствами;
• устойчивостью к коррозии;
• значительной ударной вязкостью, необходимой для изготовления крупных ножевых предметов;
• возможностью заточки подручными средствами;
• оптимальным сочетанием цены и качества;
• неприхотливостью в уходе;
• способностью держать заточку в течение 3 месяцев;
• стойкостью к выкрашиванию.

Минусы стали не так существенны, по сравнению с плюсами:

• после длительного нахождения во влажной среде на стальном изделии возможно появление точечной коррозии;
• твердость материала в значительной степени зависит от качества термообработки у разных производителей.

Благодаря точно рассчитанным пропорциям и эффективной технологии тепловой обработки сталь AUS-8 занимает достойное место на мировом рынке. Сплав является удачным выбором для изготовления универсальных ножей, в которых прочность сочетается с отличными режущими качествами и устойчивостью к коррозии.