Сталь для ножей 80crv2: преимущества и недостатки

Сплав 80crv2 относится к углеродистым хром-ванадиевым инструментальным сталям, производства Германии. Имеет свойства, аналогичные американским сплавам 1080, 1075, 5160. Благодаря своим свойствам хорошо подходит для изготовления ножей, начиная с кухонных, и заканчивая производством исторического оружия: мечей, томагавков. Такие ножи хорошо держат заточку, спокойно переносят ударные нагрузки, подходят для производства ножей, наносящих рубящие удары. Кроме того, 80crv2  широко применяется при производстве пружин, рессор, деталей сельскохозяйственной техники.

Химический состав и свойства стали 80crv2

Сталь – это соединение железа с углеродом. В данном сплаве содержание углерода составляет порядка 0,8%, что соответствует понятию углеродистой стали. Это определяет ее высокую прочность, твердость и износостойкость. Кроме того, углеродистые стали обладают умеренной пластичностью. Такой набор характеристик позволяет использовать ее для производства режущих инструментов, а также при производстве деталей, подвергающихся воздействию истирающих нагрузок или вибрации.

Для улучшения свойств стали в ее состав добавляют легирующие добавки. К таким добавкам относят хром (Cr), ванадий (V), молибден (Mo), никель (Ni).

Добавление хрома в состав стали способствует повышению твердости, прочности, стойкости к коррозии, ударной вязкости. При этом значительное содержание хрома снижает пластичность и уменьшает коэффициент линейного расширения. Примерное содержание хрома в составе 80crv2 составляет 0,5 %, что обеспечивает высокую твердость после термообработки. Низкое содержание хрома (по сравнению с нержавейками) определяет низкую коррозионную стойкость сплава и подверженность коррозии.

Добавление ванадия в состав стали также повышает прочность, твердость, увеличивает плотность сплава. Содержание ванадия в составе сплава 80crv2 – не более 0,25%.

Никель и молибден увеличивают коррозионную  стойкость. При этом включение никеля приводит к росту пластичности и вязкости, а молибдена – упругости, сопротивляемости растягиванию. Наличие в качестве легирующей добавки молибдена улучшает прокаливаемость, т.е. глубину проникновения закаленной зоны, имеющей повышенную поверхностную твердость. Содержание никеля в составе сплава 80crv2 – до 0,4%, молибдена – менее 0,1%.

Содержание в составе марганца приводит к незначительному повышению износоустойчивости, твердости, устойчивости к износу и прокаливаемости. В состав стали 80crv2 входит 0,3- 0,5% марганца. Принято считать, что если содержание марганца не превышает 0,8 %, то значительного влияния на свойства сплава он не оказывает.

Кремний при содержании до 0,4 % (в составе 80crv2 содержится 0,15-0,3% кремния) также заметного влияния на свойства сплава не оказывает. При большем содержании кремния в стали увеличивается ее твердость, прочность, жаростойкость, упругость.

Заявленное содержание серы и фосфора в составе сплава 80crv2 не превышает 0,025% для каждого элемента. Можно отнести эти примеси к вредным, поскольку содержание серы повышает хрупкость, снижает прочность, пластичность и свариваемость, фосфор в составе сплава уменьшает пластичность и вязкость.

Преимущества стали 80crv2

Описанные свойства определяют достоинства и области применения:

• Высокая износостойкость и прочность, которые достигаются благодаря подобранному химическому составу и в результате процессов закаливания и прокаливания, позволяет использовать этот материал для режущих инструментов, в частности, ножей.
• Сталь обладает высокой твердостью – величину в 60-61 HRC (твердость по Роквеллу) можно получить в результате простой термообработки: нагреву до 820°С и последующему отпусканию при 180°C на 1 час.
• Хорошо поддается обработке, шлифуется, подходит для ковки благодаря химическому составу, определяющему физические свойства сплава. Благодаря этим качествам сталь 80crv2 широко применяют для производства ножей, клинков, дамасских мечей.
• Сталь 80crv2 также считается пружинной – за счет свойств, полученных в результате термообработки, обладает высокой упругостью, и может применяться для изготовления пружин, рессор.
• Степень хрупкости ножей из этого материала ниже, чем у ножей из нержавейки.
• 80crv2 обладает высокими показателями усталостной прочности. Благодаря этому изделия из нее хорошо переносят циклические нагрузки.
• Обладает высокой прочностью на разрыв, благодаря чему ее используют и для изготовления деталей сельскохозяйственной техники.
• Относительно невысокая стоимость определяет ее широкое распространение.

Недостатки 80crv2

Несмотря на описанные достоинства, рассматриваемый сплав не лишен и недостатков:

• За счет относительно низкого содержания хрома имеет низкую коррозионную стойкость. Это выражается в том, что при контакте с окружающей средой на поверхности быстро образуется оксидная пленка. Нож из такой стали темнеет, а при контакте с водой (или при повышенной влажности воздуха) ржавеет.
• Сталь 80crv2 не применяется для сварных конструкций – в случае поломки клинка соединить его при помощи сварки не получится.
• Ножи из стали 80crv2 нуждаются в регулярной правке (возвращении режущей кромке исходной остроты) и/или заточке (выведении режущей кромки).
• При производстве ножей из такого материала нужно уделять внимание правильной геометрии режущей кромки и поддерживать ее в процессе эксплуатации.
• При производстве нужно контролировать химический состав сплава – отклонение от заявленного состава приведет к несоответствию заявленным свойствам и качествам.

Заключение

Хром-ванадиевые стали традиционно используют для изготовления режущих инструментов (ножей, клинков), деталей сельскохозяйственной техники, в том числе и имеющих режущую кромку, пружин и рессор.  Нож из такой стали будет иметь высокую твердость, хорошо держать заточку, однако из-за низкой коррозионной стойкости лезвие будет иметь темный цвет.

Ножам из стали 80crv2 требуются особенные условия хранения и эксплуатации, максимально исключающие контакт с кислородом (воздухом), водой.  По сравнению с ножами из нержавеющей стали, механическая стойкость ножей из стали 80crv2 лучше, а значит и заточку они сохраняют лучше.