Сталь К110: характеристики и свойства

Спрос на сталь остается неизменным уже на протяжении нескольких десятилетий. Пока ее ближайший конкурент – композитные материалы – не могут пошатнуть лидерство железных сплавов в производстве. С этим связано много факторов. Здесь играет роль и цена, и технологичность, и постоянная разработка новых видов сталей. Одним из результатов такого постоянства развития металлургии является сталь К110 Bohler, о которой мы и поговорим ниже.

Описание химического состава стали К110

Марка К110 относится к группе инструментальных штампованных сталей. Ее разработкой занималась австрийская компания Bohler – ведущий мировой игрок на рынке железных сплавов. На вид К110 схожа с конструкционными сталями повышенного качества. Тот же серый оттенок с характерным металлическим блеском.

Получение стали К110 осуществляется методом электрошлаковой переплавки. От обычной плавки в дуговой печи этот способ отличается дополнительным слоем шлака и специального флюса на зеркале металла. Он служит одновременно защитой и фильтром для стали. С одной стороны, шлак препятствует проникновению атмосферных газов внутрь стали.

С другой, «впитывает» в себя остатки нежелательных примесей, включая наиболее вредные из них серу и фосфор. В результате, сталь, полученная таким образом, обладает повышенной чистотой химического состава, пониженной ликвацией и равномерным распределением карбидов по своему объему.

В любом сплаве самым важным является процентное содержание тех или иных элементов. Именно этот параметр определяет на 90% механические и эксплуатационные характеристики. К110 – не исключение. Помимо железа, включает в состав следующие компоненты:

• Углерод – 1,5%. Служит неотъемлемой частью любой стали. Он ответственен за твердость и прочность сплава. Взаимодействуя с железом, углерод образует соединения повышенного размера, способных увеличивать свою твердость при воздействии на них температуры. Минус такого легирования – снижение технологичности металла: пластичности, свариваемости и прочее.
• Марганец – 0,35%. Его добавляют в сталь на самых ранних этапах выплавки. Он является одним из главных составляющих шлака, того самого, который способствует удалению кислорода из сплава. Марганец улучшает чистоту поверхности, благоприятно влияет на механические свойства. В частности, он существенно улучшает ударную вязкость стали.
• Кремний – 0,25%. Любая высококачественная сталь не может не содержать в своем составе кремния. Этот металл снижает неоднородность химического состава. Положительно влияет на упругие свойства.
• Молибден – 0,8%. Добавление тугоплавкого металла в сплав повышает его механические характеристики. Прочность не изменяет свое значение на большем интервале температур. Молибден положительно влияет на коррозионностойкость, улучшает податливость обработке давлению, способствует увеличению упругих свойств К110.
• Хром -12%. Входит в группу самых распространенных легирующих добавок. Образуемая пленка оксида хрома служит не только отличной защитой стали от агрессивного воздействия окружающей среды, но и повышает износостойкость К110. Также хром благоприятно влияет на прокаливаемость: толщина закаливаемого слоя увеличивается на 15-20%.
• Ванадий – 1%. Измельчает зернистость стали, что приводит к повышению как твердости, так и прочности К110. Являясь тугоплавким металлом, ванадий увеличивает плотность и жаростойкость сплава.

Аналоги

Среди отечественных сталей по свойствам к К110 наиболее близка Х12Ф1. Базовые компоненты (углерод, хром и ванадий) в них содержаться в одном количестве, но российский аналог имеет больший процент вредных примесей в своем составе.

Особенности свойств

Плотность составляет 7 800 кг/м3. Плавиться металл начинает при температуре 1500 ºС. К110 относительно обычных сталей выделяется повышенными механическими характеристиками. Предел прочности на растяжение для нее равна 2 500 кгс/см2. Твердость способна достигнуть отметки в 62 единицы HRC. Также она выделяется высоким значением ударной вязкости со значением KCU 73 Дж/см2.

Марка К110 не окисляется в воде. Не растворяется в слабо концентрированных кислотах и щелочах. Хорошо сопротивляется питтингу – мелкодисперсной коррозии.

Сталь марки К110 обязательно должна подвергаться термической обработке с целью улучшения ее механических свойств. Обычно это закалка в масле при температуре 1030 -1050 ºС. Снятие остаточных напряжений осуществляется низким отпуском при 300-400 ºС. Для дополнительного упрочнения металл может быть подвергнут азотированию. Заготовки К110 получают методом ковки. Куется сталь при температуре 1160 ºС. Доводиться при 850 ºС. Резанием обрабатывается только в горячем состоянии и с твердостью не выше 21-22 HRC. Тяжело поддается шлифованию. Не сваривается.

Применение 

Все вышеописанные свойства позволили К110 найти следующее использование:

• Изготовление инструмента и оснастки для машиностроения: профильные ролики сложной формы, плашки для накатывания резьбы, матрицы и пуансоны штампов, эталонные шестерни и прочее.
• Производство высококачественных ножей и клинков.