Сталь ХВ5 - характеристика, плюсы и минусы для ножей

Несмотря на перечень ножевых сталей, более 10 видов, не каждая из них подходит для изготовления рыболовных, охотничьих или бытовых ножей. Спорными характеристиками обладает алмазная сталь ХВ5, которая относится к инструментальным легированным. В современной промышленности из нее изготавливают резцы, сверла, штампы. Главное достоинство — высокая износостойкость.

В отношении металлов используется такая характеристика, как хрупкость. Сталь высокой прочности обладает и высокой хрупкостью, и при этом она может спокойно выдержать вес 100 кг и более. Но при достижении критического веса она разрушиться без остаточной деформации — т. е. внезапно.  

Алмазная сталь

Свое название Алмазная ХВ5 получила за то, что в советское время из нее делали инструменты для обработки алмазов. И как подтверждение названию стали — это близкое расположение на шкале твердости Мооса к алмазу, практически рядом: алмаз 10 единиц, ХВ5 — 9,5. Родиной стали считается Япония.

Кстати, в Европе аналогов этой марке до сих пор нет.    

Такую высокую твердость использовали для производства оружия: мечей, кинжалов и т. д. Добыча руды, плавление и термомеханическая обработка представляла трудоемкий процесс. Печь-горн строили всем селением, ее растопка и насыщение ее углеродом занимала 3 дня и требовала около 8 тонн угля. После расплавления, печь оставляли дол полного охлаждения. Это был большой плюс, так как медленно остывающая сталь становилась пластичной (насколько возможно при таком содержании углерода), не требовала отжига и хорошо принимала форму при ковке, не образуя трещин и других дефектов.

Минус такой выплавки — это неоднородность слитка по химии и строению. Поэтому после остывания проводили калибровку. Полученный слиток извлекался из печи после ее разрушения и скидывался с высоты. Разбиваясь на куски, каждый из которых осматривался и сортировался, сталь с более темным цветом шла на ковку, а остальная отправлялась обратно на переплавку.

Естественно, что речь о легировании углеродом, и тем более вольфрамом с хромом, в точно заданном количестве, в те времена не шла. Видимо были включения этих элементов в руде. Вся технология базировалось на интуиции, опыте и мастерстве сталеваров–кузнецов. Уже новое поколение алмазной стали получает точный химический состав, в котором исследовательским методом определено лучшее соотношение и количество нужных элементов.

Химический состав ХВ5

Марку ХВ5 изготавливают на базе высокоуглеродистого металла (С-1,45). Легирующие элементы способствуют измельчению зерна, что приводит к увеличению вязкости и пластичности без снижения прочности.  

• Хром — первый легирующий элемент определяет коррозионную стойкость, особенно в сочетании с кремнием. Здесь его содержание числится в количестве 0,5-0,7 %, чтобы обеспечить коррозионную стойкость, его содержание должно быть не менее 13 %. Поэтому ХВ5 относится к ржавеющим сталям.

• Вольфрам — основной легирующий элемент, присаживается в количестве 4,5-5 %, придает очень высокую прочность при температурах выше 250 ºС. Попадая в расплав, вольфрам образует карбиды, более устойчивые и прочные, чем карбид железа (FeC). Температура его плавления 3695 ºC, из-за чего получить его удается с помощью сложных химических процессов и последующего дробления в специальных жерновах. Использовать этот метод научились 19 веке, соответственно и получение быстрорежущих сталей тоже.

• Второстепенный легирующие элементы кремний и марганец добавляются в небольших количествах, около 0,3-0,4 %, в соотношении 1:1. Влияние этих элементов в таком количестве на сплав невелико, но его вполне хватает, чтобы связать свободный кислород.

Хрупкость этой стали (при любой термической обработке, даже правильно выдержанной) это естественный недостаток. Кроме этого ХВ5 подвержена коррозии и ее нельзя полноценно использовать ни на рыбалке, ни на кухне.

Возможности ножевых сталей

Все виды ножевых сталей обладают прочностью, также дополнительно может преобладать:

• коррозионная стойкость;
• упругость (для метательных ножей);
• низкая стоимость;
• высокая технологичность (обрабатываемость) это может быть хорошая прокаливаемость, легкая обработка резанием или штампованием, такое свойство необходимо для массового производства.

Все эти возможности у стали ХВ5 сдвинуты со значительным преобладанием к прочности, что делает ее узконаправленной и соответственно дорогой.

Плюсы или где можно использовать ХВ5

С целью уменьшения влияния хрупкости на технические возможности ножа, оптимальным решением будет уменьшить его длину и увеличить высоту лезвия, а также уменьшить режущую кромку. Угол заточки может быть любым.

Если рассматривать нож как средство для того, чтобы резать, то сталь ХВ5 как нельзя лучше подходит для этого, — у него самый высокий показатель прочности. Под такие требования идеально подходит тип ножа, применяемый для раскроя сыромятных, дубленых шкур и прочих материалов с подобной фактурой и жесткостью. Великолепно себя показывают в сапожном, меховом ремесле. Можно стругать дерево, но не рубить.

При длине лезвия 15-25 см, нож практично используется для освежевания туш в мясных цехах, где более «мягкий» резец придется править после разделки каждой единицы. Если при номинальных требованиях, что заточки такого ножа должно хватить на разделывание одной туши без правки, стали хватит не на один день работы.

Минусы ХВ5

Однако ХВ5 не очень подходит для использования в лагерной жизни или домашнего быта. Так как хрупкость, особенно при нарушении технологии закалки, может сослужить плохую службу при динамических нагрузках:

• нанесением ножом ударов по жестким материалам (керамике, металлу и т.д.),

• рубке;
• использовании его как рычага для открытия чего-либо. — Излом, как правило, образуется либо в самом тонком месте (кончик ножа, режущая кромка), либо при наличии в структуре плохо отпущенного мартенсита (при некачественной обработке). 

Клинок способен слегка изогнуться, чувствуется большая упругость, но невозможно уловить грань, при которой происходит резкое разрушение.

Что касается коррозии, то эта марка не обладает этими качествами в полной мере. При отсутствии контакта с влагой, нож хорошо сохраняется. Но при резке продуктов будет оставаться неприятный вкус железа, а при соприкосновении с кислотами, любого происхождения, на лезвии будет появляться ржавчина.

Использовать такие ножи рыбакам, охотникам и туристам не то чтобы не желательно, но и даже опасно, — можно остаться без ножа в тайге или в другой экстремальной ситуации, например, при нападении хищника или при срочной надобности обрезать веревку, да мало ли чего на охоте не бывает. Ножи сложно заточить, даже имея под рукой шлифмашину, тем более вне дома.

Сталь имеет свойство со временем набирать прочность, что может привести к трещинам уже при слабых ударах. Его пользование при низких температурах (ниже -30-40 ºС) усугубляет положение.

Термическая обработка стали

Прочность стали ХВ5 после закалки может достигать 68 единиц по Роквеллу. Термомеханическая обработка состоит из нескольких этапов:

1. Отжиг в диапазоне t 800-600 ºC с понижением 50 ºС в час;
2. Ковка при t 1100-870 ºC;
3. Закалка при t 800 ºC с охлаждением в масло до 200 ºC, далее на воздухе.

Заключение

В целом, если точно выдержана технология термоупрочнения, ножи из стали ХВ5 очень ценятся за их практичность. И любителей ценных изделий не останавливает стоимость на них от 100 долларов и выше.