Kiitos Lewisille, David Abbotille ja Nick Shabazzille Knife Steel Nerds Patreonin kannattajille!
5160 on matalaseosteinen teräs, joka tunnetaan erinomaisesta sitkeydestään. Monet taontasepät ovat käyttäneet sitä hyvien ominaisuuksiensa ja myös laajan käytettävyytensä vuoksi, erityisesti lehtijousien muodossa. Tiedot siitä, miten teräksen ominaisuudet voidaan maksimoida lämpökäsittelyllä, ovat kuitenkin niukkoja. Teimme yhdessä isäni Devin Thomasin kanssa pienen tutkimuksen 5160: n sitkeydestä.
esikäsittely
teräs jouduttiin takomaan sitkeystestaukseen sopivaan kokoon niin, että se lisääntyy useassa vaiheessa ja vaikuttaa merkittävästi teräksen vasteeseen lämpökäsittelyssä. Vaikka suorittamamme lämpökäsittelyt voivat koskea laajempaa 5160: n valikoimaa, koska se on erilainen ennen taonta ja hehkutus, lämpökäsittely antaa todennäköisesti saman tuloksen, kun taotaan, normalisoidaan ja hehkutetaan samalla tavalla.
Taontalämpötila = 1800°F
normalisointi = 1600°f 20 minuutin ajan, jota seuraa levyjäähdytys
hehkutus = 1250°F 2 tunnin ajan
Austenitizing = 15 minuutin pito ilmoitetussa lämpötilassa. Testattiin lämpötiloja 1475, 1500, 1525, 1550 ja 1575°F.
vaimennus = Parks 50 oil, jonka jälkeen 15 minuuttia nestemäisessä typessä
karkaisu = 1 tunti suoritetaan kahdesti (jäähdytetään huoneenlämpöön temperien välillä). Lämpötila oli 350, 375, 400 ja 450°F.
Sitkeystestaus
käytimme samaa testausmenetelmää kuin kaikissa muissakin sitkeystestauksissamme, ja tällä sivulla on täydet testinäytteiden erittelyt. Ne ovat 2,5 x 10 x 55 mm: n näytteitä ilman lovea (erottamaton) ja testattu charpy-iskutestaajalla. Sitkeys mitataan energialla, joka tarvitaan näytteen murtumiseen. Voit nojata miten charpy toimii tässä artikkelissa sitkeys. Tämän standardinäytteen avulla voimme verrata 5160: n sitkeyttä kaikkiin muihin testaamiimme veitsiteräksiin.
kovuus
alin kovuus mitattiin odotetusti alimmalla austenoitumislämpötilalla (1475°F). Kovuus oli kuitenkin suhteellisen tasainen välillä 1500-1575°F, mikä viittaa siihen, että enemmän karbidia liuotettiin nostamalla 1475: stä 1500°F austenoitumislämpötilaan, mutta ei tapahtunut merkittävää muutosta tuon lämpötilan yläpuolella.
karkaisulämpötilan nostamiseksi kovuus pieneni odotetusti. Hieman yli 60 Rc saavutettiin suhteellisen alhaisella karkaisulämpötilalla 350°F, ja vain 57,3 Rc 450°F: llä.
sitkeys
sitkeyden huippu saavutettiin austenoitumislämpötilassa 1525°F, joskin sitkeys on suhteellisen tasainen välillä 1475-1525°F. sitkeys laskee yli 1525°F joko liuoksessa olevan ylimääräisen hiilen tai viljan kasvun vuoksi. Koska kovuus oli tasainen yli 1500°F, viljan kasvu on todennäköisempää. 1525°F on suositeltu lämpökäsittelyn lämpötila ASM Heat Treaterin oppaassa.
karkaisussa oli sitkeyden huippu 400°F: n lämpötilassa, hieman vähemmän käytettäessä 375°F: n karkaisua. Sitkeys on yllättävän suuri, kun karkaisulämpötilaa alennetaan 375: stä 350°F: een.tämä suuri pudotus on yllättävää, koska cruforgevin ja AEB-L: n testauksessa emme nähneet yhtä suuria sitkeyden pudotuksia, vaikka karkaisulämpötila oli niinkin alhainen kuin 300°F. sitkeys laski myös nostettaessa karkaisulämpötilaa 400: sta 450°F: een kovuuden vähenemisestä huolimatta. Sitkeys kun karkaisu 450°F johtuu ”karkaistu martensiitti haurastuminen”, joka on kuvattu tässä artikkelissa.
kovuus-Sitkeystasapaino
karkaisun suhteen kovuus-sitkeystasapaino on suurin 375 tai 400°F. käyttämällä 350°F johti kovuuden nousuun vain 0,7 Rc, mutta sitkeys väheni rajusti, joten kovuus-sitkeystasapaino on paljon huonompi. Karkaisulämpötilan nostaminen 400: sta 450°F: een johti sekä kovuuden että sitkeyden vähenemiseen. Siksi karkaisua yli 400 tai alle 375°F ei suositella.
austenisointilämpötilan nostaminen välillä 1475-1525°F johti sekä kovuuden että sitkeyden kasvuun, sillä kovuus-sitkeystasapainon huippu oli 1525°F. yli 1525 Austenisointi johti kovuuden pieneen vähenemiseen ja sitkeyden merkittävään vähenemiseen, joten näitä austenisointilämpötiloja ei suositella.
koska sitkeys laskee alhaisilla tai korkeilla karkaisulämpötiloilla, ja suhteellisen tasainen kovuus erilaisilla austenoitumislämpötiloilla, 5160 ei näytä olevan kovin joustava mahdollisten ominaisuusyhdistelmiensä suhteen. Austenitizing alueella 1500-1525°F ja karkaisu alueella 375-400°F tarjoaa parhaan yhdistelmän ominaisuuksia, ja säätäminen sieltä tarjoaa joko sitkeyden, kovuuden tai molemmat. Ehkä poistamalla cryo vaihe johtaisi parannusta sitkeys yhdessä vastaava pudotus kovuus. Muuten älä innostu liikaa lämpökäsittelystä 5160.
5160 vs muut Veitsiteräkset
optimoidussa lämpökäsittelyssämme 5160 sitkeys on erittäin korkea verrattuna muihin teräksiin. Tämä on linjassa sen kanssa, mitä odotimme lämpökäsitellyn 5160: n erittäin alhaisen karbidiosuuden perusteella. 5160 oli parempi kuin mikään muu teräs lukuun ottamatta 8670: tä. 8670-teräs kuitenkin lämpökäsiteltiin ilman kryokäsittelyä, joten en ole varma, onko 8670: llä luonnostaan parempi sitkeys, ehkä nikkelin lisäyksen vuoksi, vai onko korkeampi säilyttänyt austeniitin Kryon puutteesta parantuneen sitkeyden.
yhteenveto ja johtopäätökset
5160 on erittäin hyvä sitkeys kuumuudella käsittely käyttäen austenitizing lämpötila 1500-1525°F ja karkaistu 375-400°F. Tämä johtaa 58.5-59.5 Rc ja erittäin korkea sitkeys, kun lämpökäsitelty cryo askel. Cryon ohittaminen voi parantaa sitkeyttä hieman kovuuden laskiessa, mutta tätä ei ole testattu. Tässä tutkimuksessa käytetty esikäsittely (taonta lämpötila, normalisointi, ja hehkutus) suositellaan samojen tulosten varmistamiseksi, mutta lämpökäsittely voi silti toimia hehkutetulla barstockilla, jota käytetään varastonpoistoon.