Технические характеристики легированной стали D2

Характеристики стали D2 позволяют отнести ее к особому классу, получившему высокую оценку среди экспертов. Благодаря оптимальному соотношению составляющих компонентов сплав отличается уникальными свойствами и широко применяется в производстве высококачественных ножей.

Аналоги сплава и его применение

Марка стали D2 была разработана в 60-е годы прошлого века в Соединенных Штатах и первоначально использовалась для нужд промышленности. Из сплава изготавливали высокоскоростные резцы по металлу, которые могли работать при высоких температурах. Сегодня эта марка популярна во всем мире и имеет множество аналогов:

• Х155CrMo12 – в Германии;
• SLD – Японии;
• 1,2379 – в Евросоюзе;
• SKD-11 – Швеции.

В России заменителем стали D2 является марка Х12МФ, состав которой регламентируется ГОСТом 5950. Ее сортамент представлен:

• различными видами проката;
• калиброванным прутком и серебрянкой;
• полосой и коваными заготовками.

Инструментальная сталь D2, как и ее аналоги, нашла широкое применение:

• в машиностроительной отрасли;
• производстве металлообрабатывающих инструментов;
• бритвенных лезвий.

Особенно востребована она в качестве материала для изготовления элитных ножей, что связано с ее способностью в течение длительного времени держать хорошую заточку. Ее в норме должно хватать на разделку крупной туши. Из сплава получают широкий ассортимент ножей:

• универсальных складных, включая и подарочные варианты;
• шейных охотничьих ножей, предназначенных для свежевания добычи;
• туристических, имеющих широкий спектр применения;
• разделочных, для разрезания больших туш.

Химический состав

Сплав D2 разработан на основе высокоуглеродистой стали. Содержание углерода в его составе — 1,4-1,6%. Его высокая концентрация способствует образованию большого количества карбида железа. Особую прочность и износоустойчивость ему придают тугоплавкие металлы, концентрация которых составляет:

• молибдена – 0,8-1,2%;
• вольфрама – 0,9-1,1%.

Они вводятся в расплавленный металл в порошковом виде и замещают железо в соединениях с углеродом. Образуются прочные карбиды вольфрама и молибдена, придающие металлу свойства:

• высокой прочности при нагреве;
• способности к закаливанию;
• равномерного распределения возникающих в процессе закалки внутренних напряжений;
• предотвращения хрупкости.

Повышает антикоррозионные характеристики стали Д2 добавление хрома, в количестве более 11%. Дополнительную прочность придают сплаву карбиды хрома, образующиеся в процессе взаимодействия элементов.

Кремний и марганец добавляются в равных долях, по 0,6%, и обеспечивают стабилизирующее и упрочняющее влияние на внутреннюю структуру сплава.

Известно, что сера и фосфор способствуют ухудшению механических свойств, снижают износоустойчивость, одновременно повышая хрупкость металла. Содержание этих элементов снижено до тех пределов, когда их вредное воздействие не отражается на качестве стали:

• сера – 0,03%;
• фосфор – 0,04%.

Свойства сплава

Хотя сталь D2 обладает высокими антикоррозийными свойствами, однако не считается полностью нержавеющей. Устойчивость к коррозии во многом зависит от условий эксплуатации и хранения. При длительном нахождении изделий во влажной среде на них могут появиться пятна ржавчины.

Физические и технические характеристики стали D2 позволяют использовать ее после соответствующей термообработки для производства инструментов, обладающих высокой износоустойчивостью и стойкостью к ударным нагрузкам:

• плотность – 7700 кг/м3; показатель термальной проводимости – 20 Вт/м2*град;
• коэффициент эластичности – 21*104 МПа;
• компрессионная прочность увеличивается от 1750 до 2200 МПа с повышением твердости в диапазоне от 52 до 62 HRC.

Термическая обработка

Сталь D2 производится методом электрошлаковой переплавки (ESR), при котором расплав металла пропускается через специальный флюс. Во время процесса из расплава максимально удаляются вредные примеси серы и фосфора, за счет чего повышается качество металла.

Для получения необходимых прочностных характеристик для ножей сталь D2 подвергают дальнейшей термической обработке. Во время закалки важно обеспечить равномерный нагрев всей массы металла, для чего достаточно небольшой выдержки. Нагрев производится в окислительной среде, из-за чего происходит частичное обезуглероживание поверхностного слоя. Он снимается при окончательной обработке.

Первичная твердость металла достигается закалкой при 1000-1010 градусах с выдержкой в течение 5-7 минут. Температурный диапазон отпуска – 175-200 градусов. При таком режиме обеспечивается максимальная твердость режущей кромки – 61-62 HRC.

Для изготовления ножей, предназначенных для определенных динамических нагрузок, несколько меняется режим закаливания стали:

• закалка – при температуре 1020-1040 градусов;
• отпуск – 310-340 градусов в течение двух часов.

Конечная механическая обработка изделий заключается в шлифовании и заточке резца.

Преимущества и недостатки

Как и любой сплав, сталь D2 обладает своими плюсами и минусами. Ее достоинства проявляются:

• в высокой твердости резца, способности долго держать заточку;
• стойкости к деформации;
• устойчивости к коррозии, хотя сталь и не относится к нержавеющим;
• стойкости к действию высоких температур;
• однородности внутренней структуры после закалки;
• значительной износоустойчивости;
• способности выдерживать динамические нагрузки;
• вполне доступной стоимости.

Очевидные преимущества ножей из стали D2 сделали их востребованными среди охотников и туристов. Большой популярностью пользуются и бытовые ножи для применения на кухне.

Недостатки сплава, в основном, связаны с его достоинствами, в частности:

• из-за высокой твердости заточка ножей требует специальных приспособлений, что в походных условиях трудно выполнить;
• несмотря на высокую устойчивость к коррозии, ножи требуют внимательного ухода и исключения контакта с агрессивными средами.

Ножи, изготовленные из стали D2, считаются лучшим вариантом для использования в любых условиях. При правильном хранении и соблюдении правил ухода они прослужат долго, эффективно выполняя свои функции.