Журнал Прорез - Исторический обзор. Нержавеющая сталь

Наиболее распространенным способом производства сталей являются плавки в электропечах методом кислородного дутья с завершающей обработкой в ковше и вакуумной обработкой. Этим достигается хорошая степень очистки от оксидов, как на популярной отечественной стали 95Х18Ш.

Дальнейшею улучшения свойств удается добиться диффузионным отжигом при высоких температурах, за счет переплава и ряда специальных мер: снижением окончательной температуры прокатки и дополнительными затратами на быстрое охлаждение проката. Так на сталях 154СМ используется метод повышенной очистки от примесей АКД (аргонокислородная декарбюризация), на BG-42 — технологический процесс VIM-VAR — вакуумно-индукционная плавка — вакуумно-дуговая переплавка.

Большое влияние на свойства клинков имеет и распределение карбидов внутри матрицы — неравномерное насыщение матрицы карбидами, также как и карбидная неоднородность (различие размеров карбидов) вызывает неравномерный износ режущей кромки и снижение ее стойкости.

Ячеистость и сетчатость остаются нежелательными неоднородностями, но их полностью избежать нельзя в рамках традиционных способов получения сталей. По этой причине с 70-х годов начал активно развиваться альтернативный способ их получения, призванный решить эту проблему. Он получил название Crucible Particle Metallurgy Processing (CPM). В России материалы, полученные этим способом, известны как аморфные металлические сплавы или металлическое стекло. В ходе него вместо обычного литья в виде болванок, которые далее медленно остывают, расплавленный легированный металл охлаждается на сверхвысоких скоростях, в результате чего вырабатывается быстроостывающий порошок, представляющий собой твердую переохлажденную жидкость. Далее этим порошком заполняют стальной контейнер, который вакуумируется, запечатывается и подвергается горячей изостатической прессовке (HIP) на температурах близких к ковочным для достижения 100 % плотности спекаемого содержимого. Таким образом, удается избежать присущего литым технологиям охрупчивания. Для улучшения механических характеристик аморфных сплавов могут применяться и традиционные методы обработки, такие как ковка и прокат. Высокоуглеродистые нержавеющие с аморфными металлическими сплавами CPM(T)440V (S90V) и CPM420V (S60V) с содержанием углерода свыше 2 % стремительно завоевывают популярность у производителей и потребителей. Однако не только в США работают над перспективными материалами. Аморфные металлические сплавы, имеющие хорошие перспективы в ножевой отрасли, производят в Германии, Швеции, России и, конечно, в Японии. Наиболее перспективными считают японские Cowry X (RT-6) и ZDP-189 с содержанием углерода около 3 %, Cowry Y (СР-4) — 1.2 % углерода и немецкую UHB Elmax с 1.7 % углерода. Развитие технологии вакуумной диффузионной сварки позволило разработать способы изготовления сварочных пакетов из нержавеющих сталей. Фирмы Helle (Норвегия) и Cold Steel (США-Япония) предлагают трехслойные клинки, где на режущую кромку выходит высокоуглеродистая коррозионностойкая сталь с обкладками из высокопрочной низкоуглеродистой нержавеющей стали. Такие производители как Damasteel AB (Швеция) на основе технологии СРМ предлагают коррозионностойкий многослойный пакет — нержавеющую дамасскую сталь.

Тем не менее, и определенное распределение карбидов и даже дендритная ликвация может играть на руку производителю клинков. Американцем Дэвидом Бае производятся клинки из «дендритной стали 440C» путем литья и постепенного остывания заготовки. При этом удается получить кристаллическую хром-карбидную древовидную структуру, близкую по свойствам к легендарным булатам: стойкость режущей кромки клинка резко возрастает — в 3-10 раз в сравнении с аналогичной 440C, полученной традиционным способом. Сходный материал производят в Златоусте под коммерческим названием «Нержавеющий булат». Наиболее популярные марки нержавеющих сталей, используемых для производства клинков. В связи с этим, в практике используют стали с переменным содержанием углерода и хрома: чем выше в стали содержание углерода, тем больше требуется хрома для обеспечения необходимой коррозионной стойкости. Так, если при 0,15 % С необходимо 12…14 % Сr, то при 0,2… 0,4 % С -13…15 % Сr, при 0,6…1,0 % С 14.. 16 % Cr и т. д. В вопросе систематизации всего многообразия ныне применяемых для ножей сталей, целесообразно взять за основу количество углерода и хрома. За основу при этом стоит взять американскую систему стандартов AISL как наиболее представительную.