О главной причине низкой твердости стали

Иногда возникает диалог подобного плана.

– Купил железку, а твердость не соответствует заявленной( или ожидаемой)
– Присылайте проверим. Издержки компенсируем в случае несоответствия заявленной твердости
– Я и так все померил. вместо 64HRC показывает 54HRC. Твердомер у нас какой-то. Замерял супер специалист-он каждый день меряет.

Данный материал написан для ответа на подобный вопрос.

В настоящее время абсолютное большинство сталей применяемых для изготовления ножей содержат большое количество хрома. Так вот этот самый chromium увеличивает прокаливаемость. Причем до таких значений, что заготовка толщиной миллиметров 8 наберет полную закалку на спокойном воздухе. Можно проверить это не только практически, но и обратившись к источникам в отечественной и западной литературе. Или взглянуть на графики термообработки производителей стали. Например K110 Bohler является аналогом Х12Ф1, который является заменителем Х12МФ аналог которой 1.2379, D2 и т.д. и все написанное актуально для этих марок в равной степени.
На картинке ниже представлена термокинетическая диаграмма стали Bohler K110.

Нас интересует первая кривая. По ней видно, что нужно охладить деталь за 3 минуты до 100 градусов чтобы произошли все превращения.
Это закалка. далее нужно сделать отпуск стали.
Смотрим график зависимости твердости от температуры.

На графике видно, что значение твердости не проваливается ниже 57.5HRC при температуре до 550 градусов. Так в чем причина низкой твердости?
Сталь можно СИЛЬНО недогреть или перегреть. Для сталей с высоким содержанием хрома диапазон в котором будет получена высокая твердость очень большой.

Что имеем. Для того чтобы твердость была сильно ниже заявленной нужно испортить деталь одним из нескольких способов
1. СИЛЬНО перегреть или недогреть (на сотню градусов в одну и другую сторону хотя бы)
2. Охладить до 100 градусов дольше 3минут
3. Длительно нагреть выше 550 градусов. Кратковременный нагрев может не снизить твердость

все способы достижимы при соответствующем желании, но исключены в нормальных условиях.
Откуда тогда берутся ножи с плохой термообработкой?
Неправильно подобранные режимы и время выдержки. При этом ТВЕРДОСТЬ БУДЕТ НА УРОВНЕ, но не обеспечит нормальных характеристик стали.

Делаем вывод, что на хромистых сталях даже у малоопытного специалиста твердость на изделии должна быть! А твердомер показывает 54HRC! В чем дело-то?
А вот в чем.
1. Сталь имеет обезуглероженный слой до 0.5мм и даже больше. Он такой с завода. Во время проката долго катают металл до тонких листов на воздухе и металл обезуглероживается. для корректного замера твердости нужно добраться до нормальной стали

ВЛИЯНИЕ ОБЕЗУГЛЕРОЖЕННОГО СЛОЯ НА ФОТО НИЖЕ.

Снята окалина. Углерода 0.64%. Твердость 56.3HRC

Снята окалина и дополнительно 0.3мм металла. Углерода 1.07% твердость 59.5

2. Деталь должна быть отшлифована до значений шероховатости 2.5мкм по ГОСТ 2789 согласно ГОСТ 9013 – 59
3. Перед окончательным измерением надо сделать два пробных неучитываемых накола, чтобы проверить правильность установки детали. Эти наколы показывают имеет ли деталь прогиб или выпуклость. Если деталь пружинит-твердость покажет ниже. Произвести контрольный накол.
4. При этом необходимо проверить твердомер на мерах твердости и сверить отклонения.

Ультразвуковые, ударные твердомеры не дают такой точности показаний, как твердомер с алмазным эндетором.

Напильники.

Имеют твердость обычно выше 64HRC. Напильники часто не подвергают отпуску после закалки. Технология закалки следующая. Напильник на конвейере греется ТВЧ(токами высокой частоты) с перегревом и на него брызгает струя воды. происходит закалка. Отпуск дополнительный не производится. Полученная твердость напильника может быть легко 66HRC и выше. При этом по ГОСТ, напильник ДОЛЖЕН цеплять контрольную пластину 58HRCэ. Твердость напильника не ГОСТируется. Для контроля напильником, обезуглероженный слой необходимо снять.

Стекло.

Действующий ГОСТ Р52022. Не нормирует твердость стекла, однако она измеряется по шкале Мооса и составляет от 5h до 9h(закаленное стекло. Сравнимо по твердости с корундом, сапфиром, карбидом вольфрама). Наиболее твёрдыми являются кварцевое и малощелочное боросиликатное стёкла. С увеличением содержания щелочных оксидов твёрдость стекла снижается. Наиболее мягкое — свинцовое стекло. Определить твердости металлов и минералов может метод Виккерса. Усредненное незакаленное стекло имеет твердость около 900HV, что примерно соответствует 63.7HRC.

Итогом статьи будет вывод. На заготовках из хромистых сталях пониженную твердость можно получить специально, или случайно при вопиющей халатности. Даже низкоквалифицированный термист сможет получить твердость(речь не идет о других характеристиках). Главная проблема низкой твердости в неправильном ее измерении.