díky Lewis, David Abbot, a Nick Shabazz pro stát nůž ocelové pitomci Patreon příznivců!

5160 je nízkolegovaná ocel známá svou vynikající houževnatostí. To bylo používáno mnoha kovářskými lopatkami kvůli jeho dobrým vlastnostem a také široké dostupnosti, zejména ve formě listových pružin. Informace o tom, jak maximalizovat vlastnosti oceli tepelným zpracováním, jsou však nedostatečné. Takže spolu s mým otcem, Devinem Thomasem, jsme udělali malou studii o houževnatosti 5160.

Předběžné zpracování.

ocelové musel být kovaný až do velikosti vhodné pro většinu testování tak, že se přidá v několika krocích, a má významný vliv na odezvu oceli pro tepelné zpracování uvedeny. Zatímco tepelné ošetření jsme provedli se mohou vztahovat na širší škálu 5160 dána odlišnou před kování a žíhání, tepelné zpracování, je pravděpodobné, že dávají stejný výsledek, když kované, normalizované, žíhané stejným způsobem.

Kovací teplota = 1800°F

Normalizace = 1600°F po dobu 20 minut, pak následuje deska uhasit

Žíhání = 1250°F po dobu 2 hodin,

Austenitizing = 15 minut při uvedené teplotě. Byly testovány teploty 1475, 1500, 1525, 1550 a 1575°F.

Quench = Parks 50 olej, následovaný 15 minut v kapalném dusíku

popouštění = 1 hodina provedena dvakrát (ochladí se na teplotu místnosti mezi tempery). Byly použity teploty 350, 375, 400 a 450°F.

Tvrdost, Testování,

Jsme použili stejný testovací postup jako byl použit ve všech našich dalších houževnatost testování, s plnou specifikace pro zkušební vzorky na této stránce. Jedná se o vzorky 2,5 x 10 x 55 mm bez zářezu (nezašroubované)a testované pomocí testeru dopadu charpy. Houževnatost se měří energií potřebnou k zlomení vzorku. V tomto článku o houževnatosti se můžete opřít o to, jak charpy funguje. Použití těchto standardních vzorků nám umožňuje porovnat houževnatost 5160 se všemi ostatními testovanými nožovými ocelemi.

tvrdost

nejnižší tvrdost byla měřena s NEJNIŽŠÍ austenitizační teplotou (1475°F), jak se očekávalo. Nicméně, tvrdost byla relativně ploché z 1500-1575°F, což znamená, že více karbidu byla rozpuštěna zvýšením od 1475-1500°F austenitizing teploty, ale to nebylo podstatné změně výše této teploty.

pro zvýšení teploty popouštění byla tvrdost podle očekávání snížena. Něco přes 60 Rc bylo dosaženo s relativně nízkou teplotou popouštění 350°F a pouze 57,3 Rc s 450°F.

Odolnost

vrcholu v houževnatosti bylo dosaženo s austenitizing teplotě 1525°F, i když trvanlivost je poměrně plochá mezi 1475-1525°F tvrdost, klesá výše 1525°F, a to buď z důvodu nadměrné uhlíku v roztoku, nebo proto, obilí růst. Protože tvrdost byla plochá nad 1500°F, je pravděpodobnější růst zrna. 1525°F je doporučená teplota tepelného zpracování v Průvodci tepelným zpracovatelem ASM.

při temperování došlo k vrcholu houževnatosti s teplotou 400°F, s mírně menším použitím teploty 375°F. Tam je překvapivě velký pokles houževnatosti při snížení temperování teploty od 375 do 350°F. Tento velký pokles je překvapující, protože v testování CruForgeV a AEB-L jsme neviděli podobně velkých kapek do houževnatost i při popouštění tak nízké, jak 300°F. Tam byl také pokles houževnatosti při zvyšování popouštěcí teploty od 400 do 450°F, i přes snížení tvrdosti. Pokles tvrdosti při popouštění na 450°F, protože „temperované martenzit křehkosti“, která je popsána v tomto článku.

Tvrdost-Houževnatost Rovnováhu

pokud jde o popouštění, tvrdost-houževnatost bilance je nejvyšší s 375 nebo 400°F. Pomocí 350°C vedlo ke zvýšení tvrdosti pouze 0,7 Rc, ale houževnatost, byl drasticky snížen, takže tvrdost-houževnatost bilance je mnohem chudší. Zvýšení teploty popouštění ze 400 na 450°F vedlo ke snížení tvrdosti i houževnatosti. Proto se nedoporučuje temperování nad 400 nebo pod 375°F.

Zvýšení austenitizing teploty mezi 1475 a 1525°F led se zvyšuje v obou tvrdost a houževnatost, pro vrchol v tvrdost-houževnatost bilance v roce 1525°F. Austenitizing vyšší než 1525 vedlo k malé snížení tvrdosti a významné snížení houževnatosti takže ty austenitizing teplot se nedoporučuje.

Protože kapky v sílu s nízkou nebo vysokou temperování teploty, a relativně plochý tvrdost s různými austenitizing teploty, 5160 se nezdá být velmi flexibilní, pokud jde o jeho možné majetkové kombinace. Austenitizace v rozmezí 1500-1525°F a popouštění v rozmezí 375-400°F poskytuje nejlepší kombinaci vlastností a nastavení odtud poskytuje buď pokles houževnatosti, tvrdosti nebo obojí. Možná by odstranění kryo kroku vedlo ke zlepšení houževnatosti spolu s odpovídajícím poklesem tvrdosti. Jinak nebuďte příliš kreativní při tepelném zpracování 5160.

5160 vs Dalších Nůž Oceli

Pro naše optimalizované tepelné zpracování, 5160 trvanlivost je velmi vysoká ve srovnání s jinými oceli. To je v souladu s tím, co bychom očekávali na základě velmi nízké frakce karbidu v tepelně zpracovaném 5160. 5160 byl lepší než jakákoli jiná ocel kromě 8670. Nicméně, 8670 oceli byly tepelně ošetřeny bez kryo léčba, takže nejsem si jistý, jestli 8670 má ze své podstaty lepší houževnatost, snad kvůli jeho niklu toho, nebo pokud je vyšší zadrženého austenitu z nedostatku cryo lepší houževnatost.

Shrnutí a závěr

5160 má velmi dobrou houževnatost s tepelným ošetřením pomocí austenitizing teplota 1500-1525°F a naladěný na 375 až 400°F., Že výsledky v 58.5-59.5 Rc a velmi vysoká houževnatost při tepelném zpracování kryo krokem. Přeskočení kryo může mírně zlepšit houževnatost s poklesem tvrdosti, ale to nebylo testováno. Předchozí zpracování, použité v této studii (kovací teploty, normalizace a žíhání) je doporučeno zajistit stejné výsledky, ale teplo léčby, může stále pracovat s žíhaný barstock používá pro úběr.