novoevmire.biz
Промышленность

Сталь ЭИ-107 — характеристики, термообработка

ножи из стали ЭИ-107 (40Х10С2М)

Хотелось бы присвоить этой марке стали название «народная». Судите сами, больше половины ножей, изготавливаемых в Златоусте выходят с клинками именно из ЭИ107. И дело здесь не только в её доступности. Сталь обладает рядом положительных свойств, которые по достоинству оценили потребители. Попробуем перечислить их вместе с недостатками.

ножи из стали ЭИ 107

Несмотря на низкое содержание углерода в составе 40Х10С2М (всего 0,4%), но при правильной термичке, удается получить твердость стали в пределах 57-58 HRC, при хороших результатах по износостойкости.

Плюсы

  • Соотношение «цена-качество» для этой стали оптимально. Сравнительно невысокая стоимость ножей из ЭИ-107 позволяет приобрести потребителям действительно качественные клинки, обладающие хорошими характеристиками;
  • Сталь долго держит заточку;
  • Устойчива к нагрузкам «на излом» при соответствующей толщине обуха клинка;
  • Совсем не ржавеет.
  • Пользуется вниманием у любителей турпоходов, заточка легко правится в полевых условиях, поэтому охотники также высказываются о ней положительно.
  • Из 40Х10С2М оружейники обычно изготавливают и подарочное оружие. Сталь легко полируется и позволяет достичь просто зеркального блеска.

Полировка клинка ножа из стали 40Х10С2М

Минусы

  • Из минусов отметим лишь один пункт: При неправильном соответствии угла заточки выполняемым работам, возможно выкрашивание режущей кромки ножа при рубке костей или ударе о твердую поверхность. 

Химический состав

ножевая сталь марки 40Х10С2М (ЭИ107)
Сильхром, хромокремнистая сталь мартенситного класса. Назначение: используется в изготовлении клапанов выпуска автомобильных, тракторных и дизельных моторов, крепежные детали, колосники для работы при температурах 650-850 градусов Цельсия. по отношению к сварке сталь является трудносвариваемой.
По условиям службы сталь клапанов должна быть стойкой к окислению, обладать достаточной твердостью, обеспечивающей хорошую стойкость против истирания, быть достаточно вязкой и не давать преждевременных усталостных разрушений вследствии циклической и ударной работы клапанов. Именно эти свойства и заставили обратить внимание на 40Х10С2М, как на материал для ножевых и клинковых изделий.
Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде 850 градусов Цельсия, устойчива в серосодержащих средах.
При закалке с температур, лежащих выше критических, сталь 40Х10С2М приобретает мартенситную структуру с очень высокой твердостью, а после отжига — структуру зернистого перлита.

Химический состав стали 40Х10С2М (ЭИ107) по ГОСТ 5632-72 "Стали высококачественные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные" должен соответствовать следующим требованиям:

C 0,35 _ 0,45
Si 1,9 _ 2,6
Mn н.б. _ 0,8
Cr 9,0 _ 10,5
P н.б. _ 0,030
S н.б. _ 0,025
Mo 0,7 _ 0,9
Fe основа

Сталь 40Х10С2М характеризуется сравнительно не высоким содержанием легирующих элементов и исходя из этого относительной дешевизной. Благодаря сочетанию хорошей стойкости в горячих газах — продуктах сжигания топлива с повышенной прочностью и сопротивлению изнашиванию применяется как, было отмечено выше для клапанов. Данная сталь относится к группе жаростойких (окалиностойких) и жаропрочных сталей, но настолько ли важны эти характеристики для режущих изделий, работающих при комнатных температурах или чуть ниже нуля? Благодаря повышенному содержанию хрома и кремния сильхромы имеют высокие температуры критических точек (АС1 — 810°С, АС3 — 950°С. Это позволяет проводить высокий отпуск и получать сорбит, устойчивый в условиях эксплуатации при более низких температурах. Вследствие получения структуры сорбита одновременно с увеличением 0,2 обеспечивается повышенное сопротивление усталости, в том числе при термоциклировании. Требуемые свойства в сильхромах достигают совместным введением таких элементов, как хром (6-10%) и кремний (1-3%), которые позволяют получить высокое сопротивление газовой коррозии. Но 10% хрома не достаточно для того, чтобы отнести сталь к разряду, именуемому "нержавеющими сталями" и обеспечить высокую коррозионную стойкость в более агрессивных средах, с которыми возможно придётся контактировать ножевым и клинковым изделиям. Отчасти это обстоятельство компенсируется, глубоким переделом данной стали на металлургических предприятиях и высокой частотой полировки изделий, что повышает способность уже товарной продукции противостоять межкристаллитной коррозии и воздействию агрессивных сред.
В тоже время присадки хрома и кремния повышают, склонность стали к отпускной хрупкости. Введение молибдена уменьшает отпускную хрупкость и препятствует значительному укрупнению зерна при закалке, а также увеличивает жаропрочность.
Несмотря на сравнительно низкое содержание углерода, правильно проведенная термическая обработка позволяет получить твёрдость 50-55 ед. HRCэ и при этом иметь хорошие результаты по износостойкости, что лишний раз подтверждает отсутствие чёткой линейной зависимости между величиной твёрдости и износостойкости.
Таким образом, данная сталь обладает хорошим комплексом свойств, что делает её вполне пригодной для изготовления ножевых и клинковых изделий рядового назначения.

Доктор технических наук, профессор кафедры общая металлургия
Южно-Уральского государственного университета
Илья Валерьевич Чуманов

Еще по теме