datorită Lewis, David Abbot, și Nick Shabazz pentru a deveni tocilari oțel cuțit Patreon suporteri!

5160 este un oțel slab aliat cunoscut pentru rezistența sa excelentă. A fost folosit de mulți fierari de forjare datorită proprietăților sale bune și, de asemenea, disponibilității largi, în special sub formă de arcuri cu frunze. Cu toate acestea, informațiile despre modul de maximizare a proprietăților oțelului cu tratarea termică sunt puține. Împreună cu tatăl meu, Devin Thomas, Am făcut un mic studiu asupra durității lui 5160.

prelucrare prealabilă

oțelul a trebuit să fie forjat până la dimensiunea potrivită pentru testarea durității, astfel încât să se adauge în mai multe etape și să aibă un efect semnificativ asupra răspunsului oțelului la tratamentul termic dat. În timp ce tratamentele termice pe care le-am efectuat se pot aplica unei game mai largi de 5160, având în vedere o forjare și recoacere anterioare diferite, tratamentul termic este cel mai probabil să dea același rezultat atunci când este forjat, normalizat și recoăcut în același mod.

temperatura de forjare = 1800% F

normalizare = 1600% f timp de 20 minute urmată de o călire a plăcii

recoacere = 1250% F timp de 2 ore

Austenitizare = 15 minute menținere la temperatura indicată. Au fost testate temperaturi de 1475, 1500, 1525, 1550 și 1575 de la untcf.

Quench = Parks 50 oil, urmată de 15 minute în azot lichid

temperarea = 1 oră efectuată de două ori (răcită la temperatura camerei între tempere). S-au utilizat temperaturi de 350, 375, 400 și 450 de grade Celsius.

testarea durității

am folosit aceeași procedură de testare ca și în toate celelalte teste de rezistență, cu specificații complete pentru probele de testare de pe această pagină. Sunt exemplare de 2,5 x 10 x 55 mm fără nicio crestătură (fără crestături) și testate cu un tester de impact charpy. Duritatea este măsurată prin energia necesară pentru a fractura specimenul. Vă puteți apleca despre cum funcționează charpy în acest articol despre tenacitate. Utilizarea acestui specimen standard ne permite să comparăm duritatea 5160 cu toate celelalte oțeluri de cuțit pe care le-am testat.

duritate

cea mai mică duritate a fost măsurată cu cea mai mică temperatură de austenitizare (1475 CTF), așa cum era de așteptat. Cu toate acestea, duritatea a fost relativ plată de la 1500-1575 CTF, indicând faptul că s-a dizolvat mai mult carbură prin creșterea de la 1475 la 1500 CTF a temperaturii de austenizare, dar că nu a existat o schimbare semnificativă peste această temperatură.

pentru creșterea temperaturii de temperare, duritatea a fost redusă, conform așteptărilor. Puțin peste 60 Rc a fost atins cu o temperatură de temperare relativ scăzută de 350 de f-uri de la sută, și doar 57,3 Rc cu 450 de f-uri de la sută.

tenacitate

un vârf în tenacitate a fost atins cu o temperatură de austenitizing de 1525 CTF, deși duritatea este relativ plat între 1475-1525 CTF.duritatea scade peste 1525 CTF, fie din cauza excesului de carbon în soluție, fie din cauza creșterii cerealelor. Deoarece duritatea a fost plat de peste 1500 de lire sterline f, creșterea cerealelor este mult mai probabil. 1525 F este temperatura recomandată pentru tratamentul termic în Ghidul Tratatorului termic ASM.

la temperare s-a înregistrat un vârf al durității cu o temperatură de 400 CTF, cu puțin mai puțin folosind o temperatură de 375 CTF. Există o scădere surprinzător de mare a durității atunci când se reduce temperatura de temperare de la 375 la 350 ft F. această scădere mare este surprinzătoare, deoarece în testarea CruForgeV și AEB-L nu am văzut scăderi de duritate la fel de mari chiar și atunci când se temperează până la 300 ft F. a existat, de asemenea, o scădere a durității la creșterea temperaturii de temperare de la 400 la 450 ft F, în ciuda reducerii durității. Scăderea durității la temperarea la 450 de centi F se datorează „fragilizării martensitei temperate”, care este descrisă în acest articol.

echilibru duritate-duritate

în ceea ce privește temperarea, echilibrul duritate-duritate este cel mai mare cu 375 sau 400 F. utilizarea 350 F a condus la o creștere a durității de numai 0,7 RC, dar duritatea a fost redusă drastic, astfel încât echilibrul duritate-duritate este mult mai sărac. Creșterea temperaturii de temperare de la 400 la 450 la sută f a dus la o scădere atât a durității, cât și a durității. Prin urmare, nu se recomandă temperarea peste 400 sau sub 375 CTF.

creșterea temperaturii de austenizare între 1475 și 1525 la sută f a condus la creșteri atât ale durității, cât și ale durității, pentru un vârf al echilibrului duritate-duritate la 1525 la sută F. Austenitizarea mai mare de 1525 a dus la o mică scădere a durității și o reducere semnificativă a durității, astfel încât acele temperaturi de austenitizare nu sunt recomandate.

datorită scăderii durității cu temperaturi scăzute sau ridicate de temperare și durității relativ plate cu temperaturi diferite de austenizare, 5160 nu pare a fi foarte flexibil în ceea ce privește posibilele sale combinații de proprietăți. Austenitizing în intervalul 1500-1525 la sută F și temperarea în intervalul 375-400 la sută f oferă cea mai bună combinație de proprietăți, și ajustarea de acolo oferă fie o scădere a durității, duritate, sau ambele. Poate că eliminarea pasului crio ar duce la o îmbunătățire a durității împreună cu o scădere corespunzătoare a durității. În caz contrar, nu fiți prea creativi în tratarea termică 5160.

5160 vs alte oțeluri de cuțit

pentru tratamentul nostru termic optimizat, duritatea 5160 este foarte mare în comparație cu alte oțeluri. Acest lucru este în conformitate cu ceea ce ne-am aștepta pe baza fracției foarte scăzute de carbură din 5160 tratat termic. 5160 a fost mai bun decât orice alt oțel în afară de 8670. Cu toate acestea, oțelul 8670 a fost tratat termic fără un tratament crio, așa că nu sunt sigur dacă 8670 are o rezistență inerent mai bună, probabil datorită adăugării sale de nichel sau dacă austenita reținută mai mare din lipsa durității crio îmbunătățite.

rezumat și concluzii

5160 are o rezistență foarte bună la un tratament termic folosind o temperatură austenitizing de 1500-1525 CTF și temperat la 375-400 CTF.care rezultă în 58.5-59.5 Rc și tenacitate foarte mare atunci când este tratat termic cu un pas cryo. Sărind peste cryo poate îmbunătăți duritatea ușor cu o scădere a durității, dar acest lucru nu a fost testat. Prelucrarea prealabilă utilizată în acest studiu (forjarea temperaturii, normalizarea și recoacerea) este recomandată pentru a asigura aceleași rezultate, dar tratamentul termic poate funcționa în continuare cu barstock recoapte utilizat pentru îndepărtarea stocului.