Технические характеристики стали К340

Сталь К340 по своим характеристикам входит в группу инструментальных сплавов высокого качества. Ее производят методом электрошлакового переплава, что позволяет получить продукт с достаточно однородной структурой и высокими техническими свойствами.

Область применения

Для изготовления стали К340 используется технология холодной штамповки, разработанная специалистами международного концерна и защищенная патентом BOHLER K340 ISODUR®. На протяжении многих десятилетий его продукция считается образцом качественной стали и соответствует самым высоким стандартам. Характеристики стали БОХЛЕР К340 обеспечивают ей широкий спектр применения. Материал используют в производстве режущего инструмента разнообразного назначения:

• для обычной нарезки;
• гибки и вытяжки;
• накатки резьбы;
• волочения;
• чеканки;
• охотничьих и туристических ножей и клинков.

Сталь используется для изготовления:

• деталей турбин и двигателей в аэрокосмической промышленности;
• лопаток и валов для компрессоров в энергетике;
• скважинных приборов, крепежных изделий в нефтегазовой отрасли;
• деталей, подверженных высоким динамическим нагрузкам в автомобилестроении;
• в литьевом формовании при производстве пластмасс;
• заготовок для ковки и литья под давлением;
• стоматологического инструментария;
• спиральных и кольцевых сверл;
• стандартных заготовок для холодного формования.

Химический состав

Характеристики стали К340 позволяют отнести ее к разряду углеродистых. Повышенное содержание этого элемента, до 1,1%, придает ей увеличение твердости и сопротивляемости к износу, одновременно снижая свойства пластичности. В состав сплава входят легирующие элементы, каждый из которых оказывает определенное влияние на его свойства:

• хром – 8,3%, придает металлу твердость и плотность, повышает сопротивляемость к коррозии;
• марганец – 0,4%, обладает раскисляющими свойствами, увеличивает вязкость и прокаливаемость;
• кремний – 0,9%, наряду с марганцем действует, как раскислитель, а также повышает прочность металла;
• молибден – 2,1% и ванадий – 0,5%, их присутствие придает стали дополнительную прочность, закаливаемость и улучшает обрабатываемость;
• никель – 0,19%, обеспечивает сплаву устойчивость к большим механическим нагрузкам.

В сплав добавляют малые количества ниобия, который придает особую стойкость к высоким механическим нагрузкам и прочность. Присутствие серы и фосфора, которые считаются вредными добавками, сведено до минимальных количеств.

Аналоги сплава

Из наиболее близких по характеристикам российских аналогов стали БОХЛЕР К340 можно выделить штамповочный сплав Х12МФ, который изготавливается по ГОСТу 5950. Расшифровка марки Х12МФ указывает:

• на более высокое содержание углерода – до 1.5%;
• хрома – около 12%;
• вольфрама и молибдена – в пределах 1%.

Сплавы близки по прочностным параметрам и области применения. Каждый из них обладает своими плюсами и минусами. Однако, благодаря особенностям химического состава, К340 превосходит Х12МФ:

• по коррозионной прочности;
• отсутствию примесей;
• однородности структуры.

В то же время Х12МФ более доступна по своей стоимости.

Заменителями стали К340 могут выступить и близкие к ней по химическому составу немецкая марка X110CrMoV82 и американская – D2. Хотя в количественном составе у них есть небольшие различия, технология закалки придает им схожие конечные характеристики.

В качестве аналогов при определенных обстоятельствах можно использовать популярные марки AISI A2 или S7, хотя они и уступают по многим параметрам.

Химические и физические свойства

Характеристики стали BOHLER K340, ее свойства и противопоказания определяются химическим составом и дальнейшей термической обработкой. Металл отличается:

• высокой прочностью – 63 единицы по Роквеллу;
• отличной износостойкостью;
• достаточной пластичностью;
• хорошей ударной вязкостью;
• однородностью структуры, облегчающей ее обработку;
• высоким пределом прочности на сжатие – 0,2%;
• стойкостью к действию абразивных материалов;
• температурой ковки – от 1050 до 850 градусов.

Физические свойства сплава, измеренные при 200 С, характеризуются следующими значениями:

• плотностью – 7,68 кг/дм3;
• удельной теплоемкостью – 460 Дж/кг*К;
• теплопроводностью – 20,0 Вт/м*К;
• модулем упругости – 211*103 Н/мм2;
• электросопротивлением – 0,64 Ом*мм2/м.

Преимущества и недостатки

Технические характеристики стали К340 свидетельствуют о ее сильных и слабых сторонах. Ее достоинства проявляются:

• в высокой механической прочности, позволяющей выдерживать большие нагрузки;
• способности к сохранению заданных размеров и геометрической формы при действии внешних факторов;
• значительной износостойкости при длительных силовых нагрузках;
• поверхностной устойчивости к окислению в процессе эксплуатации;
• высокой ударной вязкости;
• хорошей обрабатываемости;
• способности к вакуумной закалке;
• однородности структуры по всему объему заготовки;
• возможности подбора точного режима термообработки.

Имеющиеся недостатки связаны с его качественными характеристиками:

• обычная сварка может привести к растрескиванию металла и требует применения специальных электродов;
• обрабатываемость металла осложняется присутствием тугоплавкого редкоземельного элемента ниобия;
• ввиду высокой прочности процессы дробления требуют дополнительных затрат;
• стоимость продукта увеличивается за счет особых технологий производства.

Несмотря на высокое содержание хрома, К340 не относится к категории нержавеющих сталей. Поэтому не рекомендуется длительный контакт изделий с влажной средой.

Режимы термообработки

Для термической обработки К340 применяются разные методы.

Отжиг. Процесс ведется при 800-8500 С, с последующим медленным охлаждением в печи до 6000 С. Скорость охлаждения не превышает 10-20 град/ч. Дальнейшее охлаждение производится на воздухе. Максимальная твердость после отжига достигает 235 НВ.

Для снятия напряжений после сложной обработки осуществляется: сквозной прогрев металла до 6500 С; выдержка в печи в нейтральных условиях до 2 ч; медленное охлаждение.

Закалка. После сквозного прогрева до 1040-10800 С и выдержки в течение 15-30 минут заготовка охлаждается в одной из сред:

• масле;
• соляной ванне;
• сжатым воздухом.

Отпуск. Процедура проводится сразу после закалки путем медленного нагрева до заданной температуры и выдержки в течение 1 ч/20 мм толщины образца. Далее изделие охлаждается на воздухе.