Takk Til Lewis, David Abbot, Og Nick Shabazz for å bli Kniv Stål Nerder Patreon støttespillere!
5160 er et lavlegert stål kjent for sin utmerkede seighet. Det har blitt brukt av mange smiing bladesmiths på grunn av sine gode egenskaper og også bred tilgjengelighet, spesielt i form av bladfjærer. Imidlertid er informasjon om hvordan du maksimerer stålets egenskaper med varmebehandling lite. Så sammen Med min far, Devin Thomas, gjorde Vi en liten studie om seighet av 5160.
tidligere behandling
stålet måtte smis ned til den størrelsen som er egnet for seighet testing, slik at det legges i flere trinn, og har en signifikant effekt på stålets respons på varmebehandlingen gitt. Mens varmebehandlingene vi utførte kan gjelde for et bredere spekter av 5160 gitt en annen tidligere smiing og glødning, er varmebehandlingen mest sannsynlig å gi samme resultat når smidd, normalisert og glødet på samme måte.
Smiing temperatur = 1800°F
Normalisering = 1600°F i 20 minutter etterfulgt av en plate slukke
Gløding = 1250°F i 2 timer
Austenitizing = 15 minutters hold ved den angitte temperaturen. Temperaturene 1475, 1500, 1525, 1550 Og 1575°F ble testet.
Slukk = Parker 50 olje, etterfulgt av 15 minutter i flytende nitrogen
Tempering = 1 time utført to ganger(avkjølt til romtemperatur mellom temperering). Temperaturer på 350, 375, 400 Og 450°F ble brukt.
Seighet Testing
Vi brukte samme testprosedyre som har blitt brukt i alle våre andre seighet testing, med fulle spesifikasjoner for testprøver på denne siden. De er 2,5 x 10 x 55 mm prøver uten hakk (unnotched) og testet med en charpy impact tester. Seigheten måles av energien som kreves for å bryte prøven. Du kan lene deg om hvordan charpy fungerer i denne artikkelen om seighet. Ved å bruke denne standardprøven kan vi sammenligne seigheten til 5160 med alle de andre knivstålene vi har testet.
Hardhet
den laveste hardheten ble målt med den laveste austenitiserende temperaturen (1475°F), som forventet. Hardheten var imidlertid relativt flat fra 1500-1575°F, noe som indikerer at mer karbid ble oppløst ved å øke fra 1475 Til 1500°F austenitiserende temperatur, men at det ikke var en signifikant endring over denne temperaturen.
for å øke tempereringstemperaturen ble hardheten redusert, som forventet. Litt over 60 Rc ble nådd med en relativt lav tempereringstemperatur på 350°F, og bare 57.3 Rc med 450°F.
Seighet
en topp i seighet ble nådd med en austenitiserende temperatur på 1525°F, selv om seigheten er relativt flat mellom 1475-1525°F. seigheten faller over 1525°F, enten på grunn av overskytende karbon i oppløsning eller på grunn av kornvekst. Fordi hardheten var flat over 1500°F, er kornvekst mer sannsynlig. 1525 hryvnias F er den anbefalte temperaturen for varmebehandling i Asm Varmebehandlingsguiden.
med tempering var det en topp i seighet med en temperatur på 400°F, med litt mindre ved bruk av et 375°F-temperament. Det er en overraskende stor nedgang i seighet ved å redusere tempereringstemperaturen fra 375 til 350°F. Denne store dråpen er overraskende fordi i testing Av CruForgeV Og AEB-L så vi ikke like store dråper i seighet selv når det ble temperert så lavt som 300°F. det var også en nedgang i seighet når man økte tempereringstemperaturen fra 400 til 450°F, til tross for reduksjonen i hardhet. Fallet i seighet ved temperering ved 450°F skyldes «temperert martensitt sprøhet» som er beskrevet i denne artikkelen.
Hardhet-Seighet Balanse
når det gjelder temperering, er hardhet-seighet balanse høyest med 375 Eller 400°F. Ved Å Bruke 350°F førte til en økning i hardhet på bare 0,7 Rc, men seigheten ble drastisk redusert, slik at hardhet-seighet balanse er mye dårligere. Å øke tempereringstemperaturen fra 400 til 450°F førte til en reduksjon i både hardhet og seighet. Derfor anbefales det ikke å temperere over 400 Eller under 375°F.
Økning av austenitiseringstemperaturen mellom 1475 Og 1525°F førte til økning i både hardhet Og seighet, for en topp i hardhet-seighet balansen ved 1525°F. Austenitisering høyere enn 1525 førte til en liten reduksjon i hardhet og en betydelig reduksjon i seighet, slik at de austenitiserende temperaturene ikke anbefales.
På grunn av dråpene i seighet med lave eller høye tempereringstemperaturer, og den relativt flate hardheten med forskjellige austenitiserende temperaturer, ser 5160 ikke ut til å være veldig fleksibel når det gjelder mulige egenskapskombinasjoner. Austenitizing i området 1500-1525°F og temperering i området 375-400°F gir den beste kombinasjonen av egenskaper, og justering derfra gir enten en nedgang i seighet, hardhet eller begge deler. Kanskje å fjerne cryo-trinnet vil føre til en forbedring i seighet sammen med en tilsvarende nedgang i hardhet. Ellers, ikke bli for kreativ i varmebehandling 5160.
5160 vs Andre Knivstål
for vår optimaliserte varmebehandling er 5160 seighet svært høy sammenlignet med andre stål. Dette er i tråd med hva vi forventer basert på den svært lave karbidfraksjonen i varmebehandlet 5160. 5160 var bedre enn noe annet stal bortsett fra 8670. 8670-stålet ble imidlertid varmebehandlet uten kryo-behandling, så jeg er ikke sikker på om 8670 har iboende bedre seighet, kanskje på grunn av nikkeltilsetningen, eller hvis høyere beholdt austenitt fra mangel på cryo forbedret seighet.
Sammendrag og Konklusjoner
5160 har veldig god seighet med varmebehandling ved hjelp av en austenitiserende temperatur på 1500-1525°f og temperert til 375-400°f. det resulterer i 58.5-59.5 Rc og svært høy seighet når varmebehandlet med en cryo trinn. Hoppe cryo kan forbedre seighet litt med en dråpe i hardhet, men dette ble ikke testet. Den tidligere behandlingen som brukes i denne studien (smiingstemperatur, normalisering og glødning) anbefales for å sikre de samme resultatene, men varmebehandlingen kan fortsatt fungere med glødet barstock som brukes til fjerning av lager.