Что означает «твёрдость стали» или что такое HRC

Что означает «твёрдость стали» или что такое HRC?

Зачастую, выбирая себе подходящую модель Златоустовского ножа, Вы сталкивались с таким параметром, как твёрдость стали клинка. Если другие характеристики ножа, такие как длина, ширина и толщина позволяют оценить его размеры, то что-же нам может раскрыть эта непонятная, на первый взгляд, величина? Постараемся полноценно раскрыть понятие — что такое HRC!

Для выпускников технических образовательных учреждений понятие «твёрдость материала» является понятием известным, хотя может быть и подзабытым. Поэтому в нескольких словах мы постараемся его конкретизировать.

Не секрет, что окружающие нас предметы имеют различную прочность и твёрдость. Так, палка сломается при ударе о камень, а камень в свою очередь, может быть расколот другим, более прочным булыжником. Именно путем определения прочности одного материала, относительно другого, были сформированы несколько методов определения твёрдости. Они известны и сегодня.

Первой шкалой для определения твёрдости стала шкала Мооса, имеющая несколько критериев. Помимо неё до наших дней дошли ещё 4 метода: по Бринеллю, по Виккерсу, по Шору и по Роквеллу. Все они основаны на принципе вдавливания эталонного образца – индентора, в поверхность металла. Основным отличием является форма и материал этого образца.

Наиболее простым и точным признан метод определения твердости по Роквеллу (именно этим методом мы пользуемся для оценки твердости Златоустовских ножей). В этом методе задействованы несколько шкал, имеющих следующие обозначения: A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T. Самой распространённой является шкала С (нагрузка 150 кгс, индентор — алмазный наконечник с углом в 120 градусов). Именно она и даёт величину этой таинственной характеристики – HRC.

Диапазон твёрдости представленных в магазинах клинков, составляет порядка 42-64 HRC. Низкие значения твёрдости соответствуют метательным ножам, величины же порядка 56-58 HRC (hrc твердость)– хорошим ножам универсального назначения. Клинки высокой твёрдости 59-64 HRC присущи прочным ножам из дамаска или литого булата. Выбирая металл клинка следует учитывать и тот факт, что булатный и дамасский нож нельзя будет заточить простым приспособлением для кухонных ножей, хотя и заточку он будет держать не в пример долговечнее, чем вышеупомянутый кухонник из ножевой нержавеющей стали.

Наиболее популярные охотничьи ножи из Златоуста:

Ножи серии Бекас — от 2780 рублей

Базовая сталь — 95Х18

Возможные варианты стали — 100Х13М, 110Х18МШД, Elmax, Дамаск марок ZD0803 (ржавеющий) и ZD1016 (нержавеющий)

Варианты рукояти — орех, карельская береза, наборная береста или кожа,

Очень удобный и универсальный нож, хит продаж уже более 3 лет.

Метод Роквелла

Именно он используется в последнее время. Суть заключается в измерении глубины проникновения индентора в изучаемый материал. Процесс происходит следующим образом:

  • выбирается шкала и индентор;
  • материал кладут на стол;
  • образец подвергается предварительной нагрузке в 10 кгс;
  • прилагается максимальная нагрузка.

Значение последнего теста и есть маркировка по Роквеллу. Применяется 11 шкал от А до T, где А — самый мягкий вариант. К преимуществам такого подхода можно отнести:

  • нет необходимости в подготовке поверхности;
  • тестировать можно любой металл, даже не зная точного химического состава;
  • минимальное повреждение заготовки;
  • не нужно дополнительных исследований, прибор сразу определит твёрдость;
  • автоматизация процесса;
  • быстрота и удобство проверки.

Расшифровка

Например, вы увидели, что твёрдость клинка составляет 59-60 HRC. Расшифровка — следующая:

  • HR — Hard Rocwel, метод измерения;
  • С — шкала (одна из 11);
  • 59-60 — количественный показатель твёрдости.

Интересно! В Европе и США никаких законодательных ограничений по твёрдости нет, а потому производители часто не указывают этот параметр в описании своей продукции.

Простота метода Роквелла (главным образом, отсутствие необходимости измерять диаметр отпечатка) привела к его широкому применению в промышленности для проверки твёрдости. Также не требуется высокая чистота измеряемой поверхности (например, методы Бринелля и Виккерса включают замер отпечатка с помощью микроскопа и требуют полировку поверхности). К недостатку метода Роквелла относится меньшая точность по сравнению с методами Бринелля и Виккерса. Существует корреляция между значениями твёрдости, измеренной разными методами (см. рисунок — перевод единиц твёрдости HRB в твёрдость по методу Бринелля для алюминиевых сплавов). Зависимость носит нелинейный характер. Имеются нормативные документы, где приведено сравнение значений твёрдости, измеренной разными методами (например, ASTM E-140).

Шкалы твёрдости по Роквеллу

Стандартами нормировано 11 шкал определения твёрдости по методу Роквелла (A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T), эти шкалы различаются типом индентора, испытательной нагрузкой и константами в формуле для вычисления твёрдости по результатам измерения [6] .

Наиболее широко используются два-три индентора: сферический в виде шарика из карбида вольфрама или инструментальной закалённой стали диаметром 1/16 дюйма (1,5875 мм) или шарик диаметром 1/8 дюйма и конический алмазный наконечник с углом при скруглённой вершине 120°. Стандарты предусматривают в зависимости от шкалы 3 фиксированные нагрузки при вдавливании индентора — 60, 100 и 150 кгс.

Численная величина твёрдости определяется по формуле, коэффициенты в которой зависят от шкалы. Для снижения ошибки измерения от состояния испытуемой поверхности принимается относительная разница в глубине проникновения индентора при приложении основной и предварительной (10 кгс) нагрузки (см. рисунок).

Для обозначения твёрдости, определённой по методу Роквелла, используется сокращение HR, с 3-й буквой, указывающая на шкалу, по которой проводились испытания (HRA, HRB, HRC и т. д. до HRT). Например, HRC 64.

Наиболее широко используемые шкалы твёрдости по Роквеллу

Шкала Индентор Нагрузка, кгс
А Алмазный конус с углом 120° при вершине 60
В Шарик диаметром 1/16 дюйма из карбида вольфрама (или закалённой стали) 100
С Алмазный конус с углом 120° при вершине 150

Формулы для определения твёрдости

Чем твёрже материал, тем меньше будет глубина проникновения наконечника в него. Чтобы при большей твёрдости материала не получалось меньшее число твёрдости по Роквеллу, твёрдость определяют по формуле:

H R = N − H − h s >> где разность H − h — представляет разность глубин погружения индентора после снятия основной нагрузки и до её приложения (при предварительном нагружении) в мм, N , s — константы, зависящие от конкретной шкалы Роквелла (см. таблицу).

Таким образом, твёрдость по Роквеллу является безразмерной величиной.

Наиболее часто используемые шкалы Роквелла [7]

Шкала Сокращённое обозначение Испытательная нагрузка Тип индентора Область применения N s
A HRA 60 кгс 120° алмазный сфероконический * Карбид вольфрама 100 0,002 мм
B HRB 100 кгс Диаметр 1⁄16 дюйма (1,588 мм)
стальной, сферический
Алюминиевые сплавы, бронза,
мягкие стали
130 0,002 мм
C HRC 150 кгс 120° алмазный, сфероконический Твёрдые стали
с HRB > 100
100 0,002 мм
D HRD 100 кгс 120° алмазный, сфероконический 100 0,002 мм
E HRE 100 кгс Диаметр 1⁄8 дюйма (3,175 мм)
стальной, сферический
130 0,002 мм
F HRF 60 кгс Диаметр 1⁄16 дюйма (1,588 мм)
стальной, сферический
130 0,002 мм
G HRG 150 кгс Диаметр 1⁄16 дюйма (1,588 мм)
стальной, сферический
130 0,002 мм
* Радиус сферического скругления вершины конуса 0,2 мм
Читайте также  Цементация стали в домашних условиях

Выбор твердости клинка (hrc)

Главный химический элемент, отвечающий за количество Роквеллов «на клинке» – углерод. Чем больше в составе углерода, тем тверже сталь. Ярким примером тому является знаменитая японская сталь ZDP-189 с содержанием углерода от 2,9 до 3 %, закалить которую можно до фантастических 69 единиц по шкале Роквелла. По сравнению с японским монстром, американская 420hc, углерода в которой всего 0,45—0,55 % и закалкой в 57 HRC, выглядит более чем скромно, однако это не мешает ей вот уже несколько десятилетий оставаться одной из самых востребованных сталей для производства ножей.

Нож из японской премиум стали zdp-189

Главным преимуществом сталей с высокой твердостью (hrc) и большим содержанием углерода является их способность долго держать остроту. Говоря простым языком, такие клинки дольше остаются острыми и их надо реже точить, поэтому они хорошо себя показывают на кухонных ножах. В туристических, универсальных, ножах для дайвинга и бушкрафта, где важна прочность и возможность заточить режущую кромку в полевых условиях, чаще используют стали, которые меньше склонны к коррозии, которые гораздо лучше переносят боковые и ударные нагрузки, легче точатся. В химическом составе таких сталей меньше угля и ниже твердость (hrc ).

Поэтому, при выборе колюще-режущего инструмента необходимо учитывать:

  • его назначение;
  • размер клинка;
  • желаемый тип спусков;
  • вид стали;
  • толщину сведения режущей кромки.

Сегодня уже никого не удивить цифрой в 60 и больше hrc, но стоит понимать, что такие высокие показатели подходят не для всех задач. Учитывайте это при выборе ножа, и тогда работа с ним будет доставлять вам одно удовольствие!

Часто, находясь в походе или за городом, нам приходится жалеть о том, что недодумались заранее купить нож? Ведь, отдыхая на природе, вы не обойдетесь без него. Современный рынок ножей очень разнообразен и представлен известными мировыми брендами, среди которых leatherman, benchmade, spyderco и др.

Складные ножи benchmade славятся высочайшим качеством стали, из которой они изготовлены. Купить нож benchmade — это как стать обладателем высококлассной скоростной машины, только в мире ножей. Ножи benchmade выпускаются в качестве, близком к идеалу. Вы можете просмотреть весь интернет, но навряд ли найдете кого-нибудь, кто критикует benchmade. Компания настолько заботится о качестве своей продукции, что в случае дефекта, за свой счет чинит и отправляет по почте ваш benchmade. Иногда, стоит купить нож benchmade, чтобы убедиться, как идеально его рукоятка ложится в руку, а сталь лезвия режет не только продукты, но и дерево, пластмассу и т.п.

Компания spyderco выпускает множество разнообразных ножей. В основном, пользуются спросом складные ножи spyderco. До недавнего времени купить нож spyderco можно было с уверенностью, что он произведен в США или Японии. Сейчас, часть производства перенесена в Китай, поэтому будем надеятся, что spyderco не потеряет в качестве. Фирменной особенностью продуктов spyderco является прорезанное в лезвии кольцо для большого пальца, которым удобно раскрывать нож. Компания spyderco выпускает около 200 моделей, поэтому купить нож можно не только для походов, но и для использования на кухне.

Ножи leatherman необходимы для туристических походов. Отличительной чертой изделий leatherman является наличие в одном ноже множества полезных функций. Кроме собственно ножей, открывачки и плоскогубцев, бренд leatherman выпускает маникюрные наборы.

Если хотите сделать мужчине — туристу подарок, то вам нужно купить нож leatherman в чехле и подарочной упаковке. Без такого ножа как leatherman сегодня прожить очень сложно. Особенно тем, кто привык пользоваться многофункциональными устройствами. Ножи leatherman многократно помогут вам в жизни!

Показатель твердости стали

Самый высокий показатель HRC не обязательно является лучшим.

Более твердая сталь, как правило, лучше держит кромку, чем более мягкая сталь, но она также с большей вероятностью трескается или выходит из строя. На самом деле, если она действительно твердая, она может разбиться, как стекло на бетоне!

Сталь, используемая при изготовлении ножа, также имеет большое отношение к тому, насколько хорошо нож будет удерживать кромку. Каждый отдельный стальной сплав имеет свой оптимальный диапазон, который уравновешивает твердость с производительностью и предназначением.

Так почему же показатель ножа по Роквеллу имеет значение? Что такое хорошая твердость по Роквеллу для ножа?

Твердость ножа очень важна с точки зрения его производительности и долговечности. Например, более твердая сталь с RC 58-62 будет держать кромку лучше, чем более мягкая сталь. Однако, эта же самая твердая сталь менее прочна и более склонна к растрескиванию или даже поломке. Некоторые кухонные ножи с высокой твердостью требуют особой осторожности, чтобы не повредить тонкую режущую кромку.

Более мягкая сталь более долговечна за счет свой высокой упругости. В большинстве топоров и зубил используется более мягкая сталь, которая выдерживает удары, с которыми они сталкиваются в повседневной работе.

Поскольку карманные ножи и охотничьи ножи обычно не используются для строгания и рубки древесины, они выигрывают от использования более прочной стали, которая сохраняет отличную остроту для нарезки мягких материалов.

Однако, нож для выживания, к которому вы собираетесь приложить экстремальные усилия, только выиграет от твердости по Роквелу 55-58. Нож, который мог бы резать кости и твердую древесину, в первую очередь, должен быть прочным. Нож с более низкой твердостью может затупиться быстрее, но с большей вероятностью переживет большое количество ударов и механических повреждений.

Испытание по Роквеллу помогает производителям ножей уравновешивать три наиболее важных фактора, которые могут повлиять на качество их готовой продукции: твердость, гибкость и вязкость. Наличие этих трех факторов в правильном балансе позволяет им производить ножи для различных сфер использования.

Существует несколько различных аббревиатур, которые могут использоваться изготовителем ножей при указании твердости: HR, HRc, HR C, RC, Rc, C по шкале Роквелла, шкала твердости Роквелла C. Независимо от того, как написано о ножевой стали, все они ссылаются на одну и ту же шкалу С. Это может немного запутать, но просто знайте, что рейтинги сами по себе одинаковы — какое бы обозначение не использовал производитель.

Стэнли П. Роквелл был металлургом на заводе по производству шарикоподшипников в Новой Англии в 1919 году. Он разработал шкалу твердости для того, чтобы измерять твердость шариков для подшипников быстро, точно и с высокой повторяемостью.

Производители всего, начиная от пружин для часов и заканчивая колесами для поездов, давно нуждались в таком испытании и быстро применяли шкалу Роквелла для всех видов стали, а также других металлов, деталей. В конце концов, тест был адаптирован даже для испытаний неметаллических материалов — даже пластмасс.

​Виды и особенности ножевых марок стали

Поскольку сталь — это сплав железа и углерода, к которому могут быть добавлены некоторые другие примеси, разновидностей стали существует огромное множество. Естественно, в зависимости от точного состава, и качества разных марок этого металла существенно разнятся. Сегодня мы немного поговорим об особенностях наиболее популярных марок стали, которые используются в ножевом производстве. С учетом этих особенностей, вы сможете подобрать себе нож с такими характеристиками, которые наиболее полно будут соответствовать вашим запросам.

Читайте также  Температура плавления дюрали

Не вся сталь используется для производства ножей. Ведь чтобы стать действительно подходящим материалом, она должна иметь определенные качества, которые были бы сбалансированы по отношению друг к другу. Одна из важных характеристик — это твердость металла. Она определяет способность стали противостоять деформации во время разрезания ножом других материалов. Измерить твердость можно разными способами. Соответственно, и единиц измерения существует несколько. Один из наиболее распространенных вариантов — использование шкалы Роквелла. Этот метод предполагает вдавливание в металл алмазной пирамидки под определенной нагрузкой и замер оставшегося оттиска. Основным элементом, влияющим на твердость, является углерод. Чем его больше, тем тверже получается металл. Однако, он также становится более восприимчивым к ржавчине, что для ножа уже не хорошо. Во многом, от твердости зависит износостойкость стали. Во время использования ножа, от него постоянно отделяются микрочастицы металла. Если износостойкость низкая, то режущая кромка быстро стирается, нож не только становится тупым, но и деформируется.

Прочность — еще одна важная характеристика металла. Речь идет о прочности металла на изгиб, необходимой, чтобы он остался невредимым после падения на пол, при неравномерном распределении нагрузок на отдельные части лезвия. В связи с этим, важно учитывать вязкость металла — его способность выдерживать импульсные нагрузки.

Три категории стали

Однако все эти характеристики не слишком понятны без конкретных примеров. Итак, марки сталей, которые используются для ножей, условно можно разделить на три категории. Основным фактором для их разделения служит процентное содержание углерода, от которого и зависят основные характеристики сплава.

В первую категорию входят стали с низким процентом углерода и не стабилизированные в достаточной мере легирующими добавками. На больших фабриках они используются для бюджетных моделей ножей. К данной категории относятся такие марки как 440А, 420 и 420НС, AUS-6, Sandvik 12C27. Главное преимущество всех сталей этой группы в том, что они имеют высокий уровень сопротивления коррозии. Ножи из таких сплавов хорошо подходят для использования в сырых условиях, могут использоваться для дайвинга, в том числе, и в соленой воде. Но все они слишком мягкие, чтобы нож мог долго оставаться острым. И в случае работы с твердыми материалами, их придется слишком часто затачивать. Сталь 440А содержит не более 0,75% углерода, 16-18% хрома, 1% марганца и 0,75% молибдена, закаливается до 55-57HRC. Если на ноже указано только число 440 без буквенного обозначения, речь также идет о стали 440А, как самой дешевой из своего семейства. Сплав 420HC содержит 0,46% углерода, 13% хрома, 0,3% ванадия, по 0,4% молибдена и кремния. Закалка этого металла производится в рамках 52-55HRC. Шведским аналогом этой марки является сталь Sandvik 12C27.

Это простая, но качественная сталь. Ее отличительная черта — высокая степень чистоты, которая достигается благодаря технологичной обработке сплава. Содержание в такой стали углерода составляет 0,6%, хрома — 13,5%, марганца и кремния — 0,4%. Из стали Sandvik производятся многие модели ножей Morakniv.

Вторая группа — это стали с качеством Hi-end. В нее входят марки 440С, AUS-8, 8Cr13MoV, Sandvik 14C28N, VG-10. Они немного хуже справляются с противостоянием коррозии, поскольку уровень углерода в этих сплавах выше, но зато могут закаливаться до большей твердости и обладают более высокой износостойкостью. В сталь 440С добавлено 0,95-1,2% углерода, 16-18% хрома, 0,75% молибдена, по 1% марганца и кремния. Ее твердость составляет около 58-60HRC. Хотя следует учитывать, что испанская сталь этой же марки может быть несколько мягче. Сталь 440С используется для многих карманных ножей и при неплохих рабочих качествах является доступным по цене материалом. Широко использует такую марку стали компания Ganzo. Схожими с ней качествами обладает марка AUS-8. В такой стали содержится 0,7-0,75% углерода, 13-14,5% хрома, 0,49% никеля, 0,5% марганца, 1% кремния. Твердость закалки — 58HRC. Но нужно отметить, что хорошо работать с этой японской сталью умеют только японцы.

Марка 8Cr13MoV по сравнению с AUS-8 содержит больше углерода — 0,8%, и примерно такие же пропорции других легирующих добавок. Сталь закаливается до 58-59HRC. В целом, соотношение стоимости и качества у данной марки достаточно выгодное. А умелая обработка позволяет получить очень практичные ножи, например, как у бренда Spyderco.

Сталь Sandvik 14C28N имеет шведское происхождение. Разработку этого сплава заказала компания Kershaw, пожелавшая улучшить сплав 13C26. В итоге, в сталь включено 0,62% углерода, 14% хрома, 0,55% молибдена. Сталь имеет твердость 58-60HRC. Это один из лучших вариантов нержавейки для ножей стоимостью не более 30$.

VG-10 — сталь японского производства. Она широко применяется брендом Spyderco. Этот сплав отлично держит заточку, хотя режущую кромку нужно оберегать от импульсной нагрузки, иначе возможны сколы. В ней 0,95-1,05% углерода, 14,5-15,5% хрома, 1,4% кобальта, 1,05% молибдена, 0,5% марганца, 0,6% кремния. Твердость сплава очень высока — 59-61HRC.

Третья группа объединяет марки стали наилучшего качества. Среди самых известных марок этого уровня можно назвать Elmax и CPM S30VN. Elmax производится в Австрии. Она очень прочная, отлично держит заточку и относительно легко точится, ее твердость составляет 58-62HRC. Этот сплав содержит 1,7% углерода, 18% хрома, 1% молибдена, 0,8% хрома, 3% ванадия. Это порошковая сталь, которую многие знатоки считают лучшей для ножевой индустрии.

CPM S30VN получила 1,45% углерода, 14% хрома, 4% ванадия, 2% молибдена. Твердость ее закалки достигает 61HRC. Из такого сплава изготавливают высококачественные клинки верхнего ценового сегмента.

Влияние примесей

В характеристиках каждой из марок стали указано процентное содержание различных химических элементов, каждый из которых наделяет сплав теми или иными качествами. Как же разобраться в особенностях стали, зная ее состав?

Углерод является основным элементом, помимо железа, для получения стали. Он способствует тому, что сталь можно закалить, влияет на твердость и прочность металла. Эти качества повышаются с увеличением количества углерода. Впрочем, одновременно возрастает и склонность к коррозии. Кухонные ножи и туристические бюджетного сегмента могут быть сделаны из стали с 0,4-0,6% углерода, но в более качественных — этот показатель выше.

Хром добавляют в сплав, чтобы повысить его стойкость к ржавчине. В нержавейках его не менее 14%. Но нужно сказать, что высокий процент примеси хрома снижает прочность металла.

Молибден — одна из наиболее распространенных легирующих примесей. Он повышает жаропрочность сплава, усиливает стойкость к коррозии, которую дает хром. В целом, молибден позитивно влияет практически на все качества стали. Это обязательная составляющая для ножей, которые должны работать в агрессивной среде или при высоких температурах.

Этот химический элемент снижает содержание кислорода в металле. Как следствие, повышается стойкость к ржавчине, прочность металла.

Кобальт добавляется в качестве примеси в твердые и быстрорежущие марки сталей. Необходимо отметить, что из кобальтосодержащих сталей изготавливают не только качественные ножи, но даже некоторые детали для космических ракет.

Читайте также  Гриндер для табака своими руками

Ванадий существенно улучшает показатель износостойкости стали. Металл с этой примесью сложнее поддается заточке, но зато очень долго остается острым. А помимо того, он хорошо подходит для ножей, которые будут резать волокнистые материалы, ткани, войлок.

Этот химический элемент существенно повышает твердость стали. Поэтому металл с его примесью используют не только для ножей, но и для производства сейфов, рельсов и прочих предметов, которые должны выдерживать большие нагрузки.

Вольфрам обязательно входит в состав быстрорежущих сталей. Он существенно повышает жаропрочность сплава, а также его износостойкость и твердость.

Этот элемент улучшает стойкость металла к коррозии, а также повышает прочность стали. Его процентное содержание в стали не очень велико.

Теперь вы сможете свободнее ориентироваться в характеристиках ножей, которые известны исходя из того, какая марка стали используется для его производства. Эти знания помогут выбрать нож не только в соответствии с размерными параметрами и привлекательностью дизайна, но и с учетом его рабочих качеств, заложенных в стали.

4 комментария

Кирилответить 5 мая 2016 17:30

Я не являюсь фанатом ножей. Прочитал эту статью и узнал много нового и интересного для себя. Собираюсь взять себе нож, теперь хоть буду иметь представления о том, из какой стали сделано лезвие. Спасибо большое за статью.

Никитаответить 12 мая 2016 17:14

Полезная и интересная статейка. Прочитал с удовольствием. Спасибо!

Валераответить 24 мая 2016 16:05

Очень содержательная статья. Полезно прочитать перед покупкой ножа.

Игорьответить 27 сентября 2016 17:07

Никогда не понимал, что эти все циферки означают в наименовании стали, благодаря этой статьи стало все понятно. Спасибо большое.

Недостатки ножей из керамики

У инновационного материала есть и противники, которые отмечают следующие его отрицательные черты:

  • Высокая хрупкость. Даже незначительное изгибающее усилие, приложенное к лезвию, способно сломать нож пополам. Режущая кромка может раскрошиться даже от попавшего под лезвие ореха, поэтому булочки с орехами следует разрезать с осторожностью. О разделке мяса с костями не может быть и речи. Овощи или фрукты с толстой кожурой резать не рекомендуется.
  • Отсутствие универсальности. Стальным ножом можно выполнять совершенно любые операции, связанные с нарезкой, разделкой, рубкой. Керамический можно использовать лишь для аккуратной нарезки и шинковки. Иначе высок риск повреждения лезвия.
  • Значительная стоимость. Покупать керамические ножи невысокого качества нельзя: они могут не прослужить и одного дня. А цены на качественные изделия из керамики существенно превосходят стоимость хороших стальных моделей.
  • Сложность заточки. Здесь опять следует вспомнить о твердости. Именно она делает процесс заточки трудоемким. У многих даже возникает вопрос, можно ли наточить керамический нож в домашних условиях. Этому вопросу посвящен следующий раздел.

Группы обрабатываемости сталей

Стали – наиболее популярный материал для металлообработки. Однако обрабатываемость этого металла зависит от его состава.

Что оказывает влияние на обрабатываемость стали?

Первым делом, содержание углерода. Чем больше углерода в составе, тем твёрже сталь. Низкоуглеродистые стали отличаются повышенной вязкостью, поэтому для их обработки необходим максимально острый инструмент с небольшим числом зубьев.

Во-вторых, присутствие легирующих веществ, которые заметно улучшают свойства стали. Например, хром, вольфрам, никель, ванадий, молибден, кремний и марганец. Примеси обычно вводятся в состав металла в процессе плавки.

Если примесей в составе не более 2,5%, то такую сталь называют низколегированной. Если этот показатель колеблется в диапазоне от 2,5 до 10%, то сталь среднелегированная. У высоколегированной стали содержание примесей превышает 10%.

Третий фактор, влияющий на обрабатываемость стали, — метод её производства.

В процессе литья, например, образуется толстая литейная корка, которая включает с себя песок и различный шлак. Для такой стали подойдет только высокопрочный инструмент.

Структура стального проката довольно неоднородна, что сказывается на колебания сил резания.

Сталь, полученная в результате поковки, более однородна по своему составу, поэтому она очень хорошо обрабатывается.

Виды стали по количеству легированных инструментов

Нелегированная сталь (группы P0 и Р1)

В составе нелегированных сталях углерод составляет не более 0,8%. Плюс нет никаких легирующих элементов. Вследствие этого данный вид стали не обладает повышенной твёрдостью (максимум до 35 HRc).

​Чем меньше углерода в составе, тем выше вязкость металла. Оттого остро стоит проблема со стружкодроблением и формированием наростов. Такую сталь необходимо обрабатывать на высоких скоростях и выбирать инструменты с максимально острыми режущими кромками.

Если содержание углерода не совсем мало (свыше 0,2%), то изделия из нелегированной стали можно подвергать закалке. В целом, они лучше обрабатываются. Но из-за более высокой твёрдости может заметно изнашивать металлорежущий инструмент.

Низколегированная сталь (группа P2)

Пожалуй, самый популярный вид стали, в котором в качестве укрепляющих веществ применяются главным образом хром и молибден. Встречаются как мягкие, так и закалённые стали (твёрдостью до 50 HRc).

Обрабатываемость низколегированных сталей напрямую зависит от содержания легирующих элементов и термообработки. Но проблемы при обработке для всех этой группы сталей вполне типичные – это лункообразование и износ по задней поверхности режущей кромки. Дело в том, что во время резания (особенно это касается закалённых сталей) зона обработки подвергается сильнейшему нагреву, что может вести к деформации инструмента.

Высоколегированная сталь (группы P3 и P4)

Если содержание легирующих веществ превышает 5%, то такая сталь относится к высоколегированной. Чем больше добавлений, тем сложнее обрабатывать, так как увеличивается твёрдость. К примеру, при наличии 12–15% легирующих элементов в составе стали и твёрдости до 50 HRc, для обработки вам пригодится инструмент, обладающей хорошей термостойкостью, иначе режущая кромка будет деформироваться.

В таблице ниже мы представили подробные характеристики всех видов стали, в том числе и нержавеющей. О ней подробнее – в отдельной статье.

группа стали

предел прочности RM (МПа)*

твердость (HB)

твердость (HRC — твердость по Роквеллу, шкала С)

обрабатываемый материал по каталогу ANSI