Aisi 4140 хромомолибденовая сталь и ее российский аналог 42ХФА

Плюсы и минусы для ножей

В основном из стали этой марки изготавливают всевозможные режущие изделия. Как бытовые, так и медицинские.

Достоинства:

1. Высокий показатель твердости, равен 56-59 HRC.
2. Устойчивость к изгибам и ударам.
3. Легко обрабатывается и затачивается.
4. Обладает нержавеющими свойствами.
5. Невысокая стоимость.

Недостатки:

1. Деформируется при эксплуатации, незначительно.
2. Повышенная скорость истирания.

Использование Хром-Ванадия

Готовые хромованадиевые изделия гладкие, твердые и довольно блестящие. Хромованадиевая отделка, вероятно, приходит на ум, когда большинство людей слышат слово хром.

Хромованадиевые инструментальные головки хорошо подходят для ручной затяжки и изделий с медленным действием, например, храпового механизма. Наборы хром-ванадиевых головок известны своей жесткостью и твердостью, а также обеспечивают высокую степень защиты от ржавчины.

Хром-ванадий не идеален для ударных головок. Его жесткость может привести к слишком быстрому износу наковальни при использовании пневматических гайковертов.

Кроме того хром-ванадий используется в быстрорежущих сталях. Эти инструментальные стали используются в качестве материалов для режущих инструментов.

При этом хром, и ванадий делают сталь более упрочняемой. Полезными свойствами, так же является то, что хром может сохранять сталь стойкой к истиранию, окислению и коррозии. Еще одним полезным свойством является то, что хром и углерод улучшают эластичность хром-ванадия.

Химический состав

Процентное содержание элементов в сплаве:

Основные добавки:

1. Марганец. Повышает жесткость и прочность материала. Меняет фактуру стали. Она становится более крепкой в сравнении с другими металлами.
2. Хром. Увеличивает антикоррозийные свойства сплава. Сталь получает нержавеющие свойства в водной среде. Но агрессивно-кислотная среда разрушает сталь.
3. Молибден. Добавка отвечает за прочность материала: ломкость и хрупкость.

Расшифровка

Американская маркировка стали AISI 4140 означает, что это легированная хромомолибденовая сталь. Цифра 41 обозначает группу стали, 40 — содержание углерода х 100.

Aisi 4140.

Что такое Хром-Ванадий?

Хром-ванадий, иногда называемый Cr-V или CrV, представляет собой уникальный тип стали, созданный путем сочетания элементов сплава хрома и ванадия. Обычно он используется для стальных ручных инструментов, пружинной проволоки большого диаметра и других изделий с высокими напряжениями.

Хром-Ванадиевый Ключ

Когда производители создают детали из хром-ванадия, они используют метод холодной вытяжки с термообработкой, который улучшает хром, чтобы он мог выдерживать тяжелые ударные нагрузки при повышенных температурах. Это делает хром-ванадий идеальным для ручных инструментов например таких как гаечные ключи и головки.

Общий состав изделий из хром-ванадия примерно следующий:

• Углерод 0,05%
• Марганец 0,70 — 0,90%
• Кремний 0,30%
• Хром 0,80 — 1,10%
• Ванадий 0,18%

Свойства

Характеристика поведения стали при различных условиях и режимах.

Механические

Механические свойства показывают на сколько материал выдерживает влияние внешних нагрузок. Основные свойства проверяют на образцах, когда, проводят испытания различными факторами.

1. Предел прочности — напряжение, выше которого материал разрушается — 655 Мпа.
2. Предел текучести — деформация материала продолжается без изменения напряжения — 415 Мпа.
3. Пластичность — помогает, не изменяя структуры, изготавливать различные формы изделий. Испытываемый образец сужают или расширяют до появления трещины.
4. Вязкие свойства показывают способность сопротивляться динамическим нагрузкам.
5. Твердость стали — способность сопротивляться внедрению в изделие другого материала.
6. Испытание на растяжение показывает цифры в пределах 100-130 KSI.

Физические

Физические свойства обозначают упругость, плотность, теплопроводность.

1. Отношение напряжения к деформации — устойчивость, упругость изделия.
2. Модуль упругости: Е = 190-210 ГПа.
3. Плотность — отношение массы к единице объема: ρ = 7,7-8,1 кг/дм3.
4. Коэффициент Пуассона ν равен в пределах 0,27- 0,30, зависит от природы материала.
5. Показывает свойства упругости, величина = поперечное сжатие / продольное растяжение.
6. Теплопроводность показывает способность проводить тепло: k = 11,2-48,3 Вт/мК.
7. Температура плавления — 1416 градусов С.

Технологические

Технологические свойства показывают податливость материала на разнообразные виды обработок:

1. Литейность — в расплавленном состоянии заполняет любые формы.
2. Ковкость — обработка давлением без разрушения. Материал деформируют под давлением пресса или ударами молота.
3. Свариваемость — пригодность делать сварные соединения.
4. Обработка резанием удаляет лишние части изделия в виде стружки, чтобы заготовка приобрела нужный вид. Это окончательный этап обработки.

В чем разница между Хром-Ванадием и Хром-Молибденом?

Хром-ванадий и хром-молибден — это два типа сплавов стали, в которых хром является ключевым легирующим компонентом. Главное различие между хром-ванадием и хром-молибденом заключается в том, что хром-ванадий содержит хром и ванадий в качестве основных легирующих компонентов, тогда как хром-молибден содержит хром и молибден в качестве легирующих материалов. Хром-ванадиевый сплав делает сталь более закаливаемой. Хром в этом сплаве поддерживает стойкость стали к истиранию, окислению и коррозии, а хром и углерод могут улучшить эластичность. Хром-молибден имеет отличное соотношение прочности и веса, но для сварки он требует термической обработки, чтобы избежать образования холодных трещин.

Рекомендации по обработке

Aisi 4140.
Особенности обработки улучшают и закрепляют нужные свойства.

1. Для увеличения силы резания поверхность обрабатывают наклепом, упрочняют.
2. Токарные операции производят при продольном точении, обрабатывании торцов и профиля.
3. Сварочную обработку делают без предварительной тепловой обработки и подогрева.

Уход за ножами из стали

Пластина стали X50CrMoV15.
Несмотря на технологические обработки и дополнительные компоненты в сплаве 1.4116, лезвие ножа нужно содержать в сухом помещении или в ножнах. Если изделие утратило свой блеск, его можно восстановить неабразивной автомобильной полиролью.

Больших очагов патины или ржавчины на клинках из стали X50CrMoV15 не образуется. Обработка мелкозернистыми губками клинку не потребуется. Они убирают крупные очаги коррозии. Также можно для предотвращения появления пятен прибегнуть к растительным маслам:

• гвоздичное;
• подсолнечное;
• из камелий.

Лучше всего, после процедуры просушки клинка, его натереть полирующим средством с содержанием воска. Для долгосрочной службы изделия, за ним следует ухаживать. Без такого подхода, ни какая сталь не будет держать качества преданные ей при изготовлении.

Ножи из стали X50CrMoV15

Повышенное содержание углерода придаёт прочности изделиям из сплава. Ножи изготовленные из него долго держат заточку. Клинки из прокатной стали по своим качествам близки к кованым изделиям. Штампованные изделия получаются легче своих аналогов. Меньший вес позволит долго руке работать с ножом. Рассмотрим несколько изделий из стали X50CrMoV15.

Нож – шмель

Небольшой фиксированный нож, который станет универсальным помощником для охотника, рыбака или простого туриста. Нож изготовлен в лучших традициях русского ножеделия — геометрия клинка повторяет обводы русских северных ножей и выполнена из стали X50CrMoV15. Характеристики клинка:

• Длина ножа: 245 мм;
• Длина клинка: 130 мм;
• Длина рукояти: 115 мм;
• Ширина клинка: 32 мм;
• Толщина обуха: 4 мм;

• Материал клинка: X50CrMoV15;
• Материал рукояти: Орех;
• Страна-производитель: Россия;
• Производство: Сандер А.;
• Вес: 133 грамм.

Универсальный помощник для охотника.

Нож – кухонный №20

Новый кухонник от мастерской Сандера А., представляет собой довольно мощный и крупный нож, с клинком из стали X50CrMoV15 и обухом в 4 миллиметра. Рукоять сделана из полипропилена, эргономичная и неприхотливая. Этим ножом можно выполнять практически весь спектр кухонных работ – от нарезки зелени, до разделки массивных кусков мяса. Характеристики ножа:

• Длина ножа: 275 мм;
• Длина клинка: 150 мм;
• Длина рукояти: 125 мм;
• Ширина клинка: 33 мм;

• Толщина обуха: 2.5 мм;
• Материал клинка: X50CrMoV15;
• Материал рукояти: Полимер;
• Вес: 175 грамм.

Изделие ручной работы от мастерской Сандера А.

Нож – сантоку Boker Core

Boker представили удивительную коллекцию кухонных ножей Core. Все модели отличаются великолепным дизайном и изготовлены из высококачественных материалов. Сантоку Boker Core это удобный, легкий нож с которым приятно работать. Характеристики ножа сантоку:

• Длина ножа: 290 мм;
• Длина клинка: 163 мм;
• Длина рукояти: 125;
• Толщина обуха: 2.7 мм;

• Материал клинка: X50CrMoV15;
• Материал рукояти: АБС-пластик;
• Производство: Boker, Германия;
• Вес: 152 грамм.

Нож сантоку Boker из коллекции Core.

Бамбуковые рамы

Материал имеет приличный потенциал, особенно в Юго-Восточной Азии, в последнее же время мода начала приходить в Европу и Америку. Рамы получаются легкие, жесткие и устойчивые к ударам. Вибрации данный материал также способен хорошо гасить.

Первый такой велосипед появился еще 1894 г., а сегодня их выпущено более миллиона! Производства есть в США, Германии, Китае, Индии и других странах. Есть широкий модельный ряд по достаточно доступным ценам.

Как достигается прочность? Бамбуковые трубки — обжигают, при этом саха внутри стебля превращается в карамель, кроме того на его поверхности появляется тонкий и твердый защитный слой.

Сами трубки скрепляются при помощи переходников или углеродного шнура, а также конопляного волокна (пенька), залитого эпоксидкой. Из металла делают дропауты и трубку для вставки каретки. Вес обычно от 1,5 до 2,7 кг.

Но вообще это все экспериментальные и нераспространенные варианты. Они упоминаются исключительно для общего понимания, что все не стоит на месте и постоянно ищутся новые решения.

Видео общего процесса производства велосипедов.

Минусы карбона:

• Только грамотно спроектированные рамы (с учетом всех особенностей производства), будут отрабатывать свои карбоновые деньги и она будет приносить удовольствие. В остальных случаях можно получить слишком жесткий или слишком мягкий велосипед;
• Высокая цена. Хотя сегодня они становятся все доступнее и доступнее;
• Хрупкость. Опасны точечные удары. В местах сколов или сильных царапин их крепость нарушается;
• Очень сложно ремонтируются. Сегодня уже начали ремонтировать их, накладывая карбоновые заплатки на место точечных ударов, но изменение сечение трубы, изменяет направления нагрузок действующих на нее, что может плохо сказаться на управлении велосипедом, а также слабое место, так и останется самым слабым;
• Средний срок службы – несколько лет;
• Сложность установки багажника, хотя это и решается, но весьма кустарно.

Также карбон нужно все таки «знать». Если на алюминиевом или стальном велосипеде перетянуть зажим подседельного штыря, то вы максимум сломаете болт или его резьбу. На карбоновом же подседельном штыре вы можете получить трещину.

Производство карбона в Giant

И производство в Scott

Оригинальные и экспериментальные материалы для велосипедных рам

• Магний;
• Скандий;
• Бериллий;
• Дерево;
• Бамбук.

Классификация сталей

Стали классифицируют по разным признакам. Касательно назначения различают строительные и машиностроительные изделия. Первые используют во время производства корпусных деталей и конструкций, а вторые во время изготовления сварных металлоконструкций. Машиностроительные стали всегда подвергают термической обработке в отличие от строительных сталей – в этом заключается их главная разница. При содержании хрома более 12% сталь становится нержавеющей, в легированных конструкционных сталях, как правило, его содержится приблизительно 1,5-2,5%.

В соответствии с легированными элементами различают хромовые (марка 38ХА), хромоникелевые, хромомолибденовые (35ХМ), хромомарганцевые, хромокремнемарганцевые и другие стали. По своей структуре выделяют следующие классы: перлитный, карбидный, ферритный, мартенситный, аустенитный. В зависимости от процентного содержания входящих в состав легирующих добавок, разграничивают низколегированные (меньше 3%, к примеру, марка 35ХМ), высоколегированные (больше 10%) и среднелегированные (3-10%) стали.

Магниевые велосипедные рамы

Магний – редкий металл. Поэтому он конечно дорогой и реально катающихся люей на нем мало. Однако кое-что известно.

От производителей известно что в химическом составе материала используется 92 — 94% магния Mg (magnesium) и остальное различные добавки.

К сегодняшнему момент это самые легкие рамы. У них хорошие способности по снижению вибраций, близко к титановым аналогам. На сегодняшний день это самые легкие рамы. У них также хорошая способность снижать вибрации, практически, как у титановых.

Плюса магния:

1. Вес. Магний на 34% легче алюминия, в два раза легче титана и в 4 раза легче стали. Самое лучшее соотношение прочности к весу среди всех материалов для велорам;
2. Высокий уровень гашения микровибраций;
3. Хорошие ходовые свойства как по ровной дороге, так и по пересеченной местности;
4. Эффектно!

Минусы магния:

1. Еще хуже переносятся точечные удары, даже чем у карбона;
2. Имеет худшие ходовые характеристики на крутых подъемах, при резких ускорениях, особенно при силовом педалировании;
3. Сильно подвержены коррозии и очень боятся агрессивных сред;
4. Плохо переносят сильные весовые нагрузки. Если у вас вес более 95-100 кг и вы велотурист с огромными рюкзаками, это не ваш выбор;

Этот материал сегодня чаще можно увидеть в амортизационных вилках.