Met dank aan Lewis, David Abbot en Nick Shabazz omdat ze Nerds Patreon supporters van messenstaal zijn geworden!

5160 is een laaggelegeerd staal dat bekend staat om zijn uitstekende taaiheid. Het is gebruikt door vele smeden bladsmeden vanwege zijn goede eigenschappen en ook brede beschikbaarheid, vooral in de vorm van bladveren. Echter, informatie over hoe de eigenschappen van het staal te maximaliseren met warmtebehandeling is schaars. Samen met mijn vader, Devin Thomas, deden we een klein onderzoek naar de taaiheid van 5160.het staal moest worden gesmeed tot het formaat dat geschikt is voor het testen van de hardheid, zodat het in verschillende stappen wordt toegevoegd en een significant effect heeft op de reactie van het staal op de gegeven warmtebehandeling. Terwijl de thermische behandelingen die wij hebben uitgevoerd op een bredere waaier van 5160 kunnen van toepassing zijn gegeven een verschillend voorafgaand smeden en ontharden, zal de thermische behandeling hoogstwaarschijnlijk hetzelfde resultaat geven wanneer gesmeed, genormaliseerd en op dezelfde manier onthard.

Smeedtemperatuur = 1800 ° F

normalisatie = 1600°F gedurende 20 minuten gevolgd door een plaat blussen

gloeien = 1250°F gedurende 2 uur

Austenitizing = 15 minuten vasthouden bij de aangegeven temperatuur. De temperaturen van 1475, 1500, 1525, 1550,en 1575 ° F werden getest.

Quench = Parks 50 olie, gevolgd door 15 minuten in vloeibare stikstof

temperen = 1 uur tweemaal uitgevoerd (gekoeld tot kamertemperatuur tussen temperen). Temperaturen van 350, 375, 400 en 450°F werden gebruikt.

Hardheidstesten

We hebben dezelfde testprocedure gebruikt als bij al onze andere hardheidstesten, met volledige specificaties voor de testmonsters op deze pagina. Het Zijn monsters van 2,5 x 10 x 55 mm zonder inkeping (ongemerkt) en getest met een charpy impact tester. De taaiheid wordt gemeten door de energie die nodig is om het monster te breken. U kunt leunen over hoe charpy werkt in dit artikel over taaiheid. Met behulp van deze standaard specimens kunnen we de taaiheid van 5160 vergelijken met alle andere messenstalen die we hebben getest.

hardheid

De laagste hardheid werd gemeten met de laagste austenitisatietemperatuur (1475°F), zoals verwacht. Nochtans, was de hardheid vrij vlak van 1500-1575 ° F, die erop wijzen dat meer carbide door van 1475 aan 1500°F austenitizing temperatuur te verhogen werd opgelost, maar dat er geen significante verandering boven die temperatuur was.

Voor het verhogen van de tempertemperatuur werd de hardheid verlaagd, zoals verwacht. Iets meer dan 60 Rc werd bereikt met een relatief lage ontlaattemperatuur van 350 ° F, en slechts 57,3 Rc met 450 ° F.

taaiheid

een piek in taaiheid werd bereikt met een austenitizing temperatuur van 1525°F, hoewel de taaiheid relatief vlak is tussen 1475-1525°F. de taaiheid daalt boven 1525°F, hetzij door een teveel aan koolstof in oplossing, hetzij door korrelgroei. Omdat de hardheid vlak boven 1500°F was, is de korrelgroei waarschijnlijker. 1525 ° F is de geadviseerde temperatuur van thermische behandeling in De Gids van de ASM-Hittetreater.

bij temperen was er een piek in taaiheid bij een temperatuur van 400 ° F, met iets minder bij een temperatuur van 375°F. Er is een verrassend grote daling in taaiheid bij het verlagen van de tempertemperatuur van 375 tot 350°F. Deze grote daling is verrassend omdat bij het testen van CruForgeV en AEB-L we niet zo grote dalingen in taaiheid zagen, zelfs bij het temperen zo laag als 300°F. Er was ook een daling in taaiheid bij het verhogen van de tempertemperatuur van 400 tot 450°F, ondanks de vermindering van de hardheid. De daling in taaiheid bij het temperen bij 450 ° F is vanwege “getemperd martensite Bros maken” die in dit artikel wordt beschreven.

hardheid-taaiheid balans

in termen van temperen is de hardheid-taaiheid balans het hoogst bij 375 of 400°F. het gebruik van 350°F leidde tot een toename van de hardheid van slechts 0,7 Rc, maar de hardheid werd drastisch verminderd, zodat de hardheid-taaiheid Balans veel slechter is. Het verhogen van de ontlaattemperatuur van 400 tot 450°F leidde tot een afname van zowel hardheid als taaiheid. Daarom wordt het aanmaken boven 400 of onder 375 ° F niet geadviseerd.

Het verhogen van de austenitizing temperatuur tussen 1475 en 1525°F leidde tot een toename van zowel de hardheid als de hardheid, voor een piek in de hardheid-taaiheid balans bij 1525°F. Austenitizing hoger dan 1525 leidde tot een kleine afname van de hardheid en een significante afname van de hardheid, zodat deze austenitizing temperaturen niet worden aanbevolen.

vanwege de daling van de hardheid bij lage of hoge ontlaattemperaturen en de relatief vlakke hardheid bij verschillende austenitiserende temperaturen, lijkt 5160 niet erg flexibel in termen van mogelijke eigenschappen combinaties. Austenitizing in de waaier van 1500-1525°F en het aanmaken in de waaier van 375-400°F verstrekt de beste combinatie van eigenschappen, en het aanpassen van daar verstrekt of een daling in hardheid, hardheid, of allebei. Misschien zou het verwijderen van de cryo stap leiden tot een verbetering van de taaiheid samen met een overeenkomstige daling van de hardheid. Anders, niet te creatief in warmtebehandeling 5160.

5160 vs Andere Messtaalsoorten

voor onze geoptimaliseerde warmtebehandeling is de hardheid van 5160 zeer hoog in vergelijking met andere staalsoorten. Dit is in lijn met wat we zouden verwachten op basis van de zeer lage carbide fractie in warmtebehandelde 5160. 5160 was beter dan enig ander staal, behalve 8670. Nochtans, werd het staal 8670 hitte behandeld zonder een cryo behandeling zodat ben ik niet zeker als 8670 inherent betere hardheid, misschien wegens zijn nikkeltoevoeging heeft, of als hoger behouden austenite van gebrek aan cryo verbeterde hardheid.

samenvatting en conclusies 1500-1525°F en aangemaakt bij 375-400°F. dat resulteert in 58.5-59.5 Rc en zeer hoge taaiheid wanneer warmte behandeld met een cryo stap. Het overslaan van cryo kan de taaiheid enigszins verbeteren met een daling van de hardheid, maar dit werd niet getest. De voorafgaande verwerking die in deze studie wordt gebruikt (smeedtemperatuur, het normaliseren, en het ontharden) wordt geadviseerd om dezelfde resultaten te verzekeren, maar de thermische behandeling kan nog met ontharde barstock werken die voor voorraadverwijdering wordt gebruikt.