Первая часть: Карбиды в сталях. Введение: карбиды цементитного типа
В предыдущей части (октябрь 2024) мы попытались разобраться, что собой представляют эти самые карбиды, затронули вопросы их классификации по типу, химическому составу и происхождению, количеству карбидной фазы в сталях и связанных с этим свойствах. Чуть более подробно остановились на карбидах цементитного типа – основных карбидах углеродистых и низколегированных сталей.
Однако легендарные «рессоры», «напильники», «подшипники» и иже с ними, всего каких-то 20 лет назад бывшие основными материалами в российском ножестроении, сейчас в основном уступили поляну более современным материалам, в первую очередь легированным инструментальным сталям (холодноштамповым, быстрорежущим и т. д.), а также мартенситным коррозионно-стойким. Поэтому будет полезным определиться с их структурой и свойствами и рассмотреть комплексные карбиды легирующих элементов, в первую очередь на основе хрома, вольфрама и молибдена, поскольку именно они являются основной твёрдой фазой всех вышеперечисленных сталей (кроме сталей с высоким содержанием V и Nb). Собственно, именно эти стали являются сейчас основными для производства ножей нижнего и среднего ценового диапазона, что в реалиях последних трёх лет составляет более 95% рынка.
Рассматривая карбиды на основе Cr, W, Mo, я не зря употребил термин «комплексные», поскольку, как правило, эти карбиды кроме «основного» металла содержат значительные количества других элементов, в первую очередь железа (которого банально много в составе стали) и других легирующих и примесных элементов, таких как Mn, V, Nb, Ti, Zr, N, B, O, Si и т. д. Кроме того, они могут образовываться на разных этапах (обычно это эвтектические, вторичные и третичные/четвертичные карбиды) и подвергаться эволюции при термодеформационном переделе и термической обработке. Это определяет высокую вариативность их влияния на структуру и комплекс свойств сталей. На всякий случай ещё раз повторю тезисно, что свойства сталей зависят от их структуры, а последняя – от химического состава и технологии (в первую очередь, цикла горячего передела, от выплавки до окончательной ТО).
Теперь о собственно карбидах. Если посмотреть на основные элементы, входящие в их состав (Fe, Mn, Cr, Mo, W, V), то становится очевидно, что эти элементы занимают «средние» позиции в ряду сродства с углеродом (см. первую часть), из чего можно предположить, что их свойства, в первую очередь твёрдость и «теплостойкость», будут тоже средними. И это действительно так. Теперь рассмотрим эти карбиды поподробнее. Несмотря на их «комплексность», всё же можно выделить карбиды на основе хрома и вольфрама/молибдена, что, в общем-то, совпадает и с делением по системам легирования и назначения. Так, карбиды хрома являются основными карбидами штамповых и коррозионно-стойких сталей, а вольфрама/молибдена – быстрорежущих и теплостойких.
