Новая железка

Споры какая сталь лучше и чье кунг-фу сильнее всегда были одной из самых обсуждаемых тем. Спорили, что лучше - порошки, булаты, стеллиты или сверхгомогенная углеродка. И разумеется, ни к какому окончательному результату не пришли, хотя копий переломали немало. И поиски "Святого Грааля" идут по сей день.

А вот мы  давным давно решили что не стоит ждать милостей от природы (в смысле "большой" металлургии) и взять их - наша задача. В ходе различных процессов на свет появлялись различные железки, от "углеродок" до аморфных сплавов, некоторые из них оказывались на экспериментальных ножах, некоторые из которых оказывались у форумчан. Все это не выходило за рамки экспериментов и ничего кроме опыта и убытков не приносило. А потому решили, что стоит рискнуть и сделать уже что то, хоть отдаленно напоминающее маленький бизнес-проектик. И сделали. Заплавили несколько десятков килограммов своего железа. Вот прям сегодня и сделали.

Теперь собственно о железке.

Несмотря на то, что поиски единственной и лучшей железки все еще продолжаются (и будут продолжатся долго), большинство авторов вполне согласно с тем, что CPM 3V - весьма хорошая железка для ножей. Наш опыт, в общем и целом говорит о том же. Учитывая необходимость выбора в качестве первого опыта железки с низкой степенью технического риска решили плясать от печки, то есть от CPM 3V. Но взять и тупо повторить нам неинтересно, тем более, что есть мысли, что некоторые моменты можно реализовать лучше.

Итак, решили, что это должна быть вторично-твердеющая сталь с умеренным количеством твердой карбидной фазы. В 3V эту роль выполняют карбиды типа МС на базе карбидов ванадия. Собственно, вся история инструментальных сталей - это последовательный переход от сталей с относительно мягкими карбидами цементитного типа к сталям с карбидами хрома (примерно сюда же стали с карбидами на основе вольфрама и молибдена) и далее - к сталям с твердым карбидом ванадия. На этом на долгое время и остановились. Лишь в последнее время набирает темпы использование в сталях ниобия (в сталях карбид ниобия тверже карбида ванадия - примерно HV2500 против HV2200), изредка используются стали, содержащие карбид титана (Hv 2950, в основном полученные механическим легированием).

Мы же поставили себе задачу перешагнуть этот рубеж. Известно большое количество соединений, обладающих большей твердостью - это комплексные карбиды, нитриды, бориды, борокарбиды и боронитриды. Основной проблемой является синтез этих соединений, введение их в структуру стали, их стабильность и взаимодействие с матрицей. Решено было остановится на комплексных карбидах, как соединениях, способных образовываться непосредственно в процессе плавки сталей, что позволило использовать стандартные методы ее производства.

Многие карбиды типа MC на базе элементов 3-5 групп имеют тенденцию к образованию комплексных карбидов и заметному твердорастворному упрочнению, что приводит к повышению твердости. Наиболее твердыми являются комплексные карбиды титана-скандия, твердость которых достигает HV5360 (5700 теоретически). Однако скандий редок и дорог, поэтому наибольший интерес вызвала система титан-гафний. При оптимальном соотношении металлов твердость комплексного карбида достигает HV4600, что примерно вдвое выше, чем у карбида ванадия. Кроме того, карбиды и титана и гафния демонстрируют твердорастворное твердение при образовании комплексов с карбидом ниобия. Поэтому основой карбидной фазы была выбрана система (Hf,Ti,Nb)С . Эти карбиды практически не принимают участия в превращениях при термической обработки и являются "избыточной" карбидной фазой.

Не осталась без изменений и "матрица" - в данном случае все, что принимает участи в процессах при ТО. Сама идея легирования подобных сталей состоит в том, что сталь способна к дисперсионному твердению - выделению в процессе отпуска из твердого раствора ультрамелких карбидов, что при достаточной теплостойкости матрицы обеспечивает увеличение твердости. Обычно это достигается легирование отределенным количеством хрома, молибдена (вольфрама) и ванадия. Эти стали, подобно быстрорезам, обрабатываются на вторичную твердость - то есть, закаливаются с высокой температуры, обеспечивающей растворение карбидов и получение высоколегированного твердого раствора и подвергаются многократному отпуску, вызывающему дисперсионное твердение и превращение остаточного аустенита. В отличие от быстрорезов, основную роль в этих сталях играет выделение карбидов хрома.
Так как состав CPM 3V представлялся неоптимальным, его решено было несколько скорректировать.

1. Увеличили содержание молибдена с точки зрения обеспечения его оптимального содержания с учетом поглощения комплексными карбидами.
2. В связи с заменой избыточных карбидов ванадия на комплексные карбиды, его содержание было уменьшено.
3. Сталь легирована элементами, усиливающими дисперсионное твердение и увеличивающими теплостойкость матрицы.

Часть идей по легированию была повзаимствована у ЭК-73.

Железку плавили на современном оборудовании из чистых шихтовых материалов.

Что должно получится - рост твердости и износостойкости. Из за мелких комплексных карбидов железка должна сохранить приемлемую шлифуемость. Механика должна быть примерно на уровне 3V.

                                                                                                Алан Баликоев