У цій статті ви знайдете трохи інформації про сталь від Crucible - S30V. Ця сталь виготовляється за технологією аморфних металевих сплавів, більш відомої серед виробників і любителів ножів під абревіатурою СРМ {Crucible Particle Metallurgy process). За такою ж технологією виробляються й інші популярні марки сталі - CPM440V (S60V), CPM420V {S90V) і CPM3V. Технологія СРМ стала широко відома в останнім часом, але застосовувалася вона ще в далекі 70-і роки. Отже, коротко викладемо суть цієї технології.
Твердий розчин вуглецю в залізі називається сталлю. Так як атоми вуглецю в такому розчині впроваджуються в кристалічну решітку заліза-розчинника, то друга назва сталі - твердий розчин впровадження. При цьому залізо хоча і зберігає кристалічну решітку, але впровадження атомів вуглецю призводить до її серйозної деформації. Залежно від кількості впроваджених атомів властивості утворившихся модифікацій заліза можуть значно відрізнятися. Сьогодні для завдання високих характеристик міцності властивостей різального інструменту його мікроструктуру намагаються зробити максимально однорідною. Але навіть максимально очистивши сталь від домішок і включень шляхом використання таких методів як електрошлаковий, вакуумно-дуговий і електронно-променевий переплав, а також домігшись її однорідності шляхом розплаву, виробник не може розраховувати на високу внутрішню однорідність готового продукту. А якщо врахувати, що сьогодні широко використовуються леговані сталі, то завдання однорідності стає ще більш складним. Наприклад, створення такої модної нержавіючої сталі як S30V вимагає введення в розчин ще й 13-18% хрому, який при охолодженні злитка створює власну структуру. У високолегованих сталях, виготовлених без застосування СРМ-технології, під час охолодження відбуваються процеси виділення і кристалізації домішок. Це означає, що сталь остигає повільно і висока ймовірність утворення місцевих «колоній» карбідів, відокремлених один від одного областями, збідненими карбідами. Саме ці «безкарбідні» ділянки будуть «слабкою ланкою» майбутнього клинка -і, особливо, його ріжучої кромки. Таким чином, чим рівномірніше розподілені карбіди по всьому об'єму сталі, тим вона буде більш однорідна і, отже, міцна. Чим швидше остигає розплавлений метал, тим тонше кристалічна структура. Незалежно від кількості прокатних циклів, яким буде схильна до звичайної сталі, радикально поліпшити її властивості і «вирівняти» концентрацію карбідів в мікроструктурі дуже важко. Саме цей процес виділення і кристалізації домішок ускладнює процес виробництва якісної сталі за традиційними технологіями, а також негативно впливає на подальше повноцінне застосування предметів ножовий індустрії, виробленої з неї. Оскільки тільки атоми розплавленого металу не мають фіксованого положення в просторі, то давно виникла ідея «заморозити» (шляхом дуже швидкого охолодження) безладне розташування атомів, характерне для рідини. На початку 60-х років XX століття вчені з'ясували, що при охолодженні металевого розплаву процес кристалізації можна запобігти, якщо довести його швидкість до 106-108 градусів в секунду. Отримані таким чином метали і сплави з безладним розташуванням атомів стали називати аморфними металевими сплавами або металевими стеклами, за аналогією, яка існує між невпорядкованою структурою металевого сплаву і неорганічним склом.
З технологічної точки зору, процес виготовлення металевих стекол виглядає так: розплавлена сталь подається через сопло дуже маленького діаметру і на виході розпорошується струменем стисненого інертного газу на мікроскопічні крапельки, які дуже швидко тверднуть, перетворюючись в металеві гранули. Ці гранули осідають усередині магнітного циліндра. Утворилися металеві крупинки мають сферичну форму. Кожна така частинка є, по суті, мікроскопічним металевим злитком, затверділим так швидко, що процес виділення окремих хімічних елементів і їх кристалізації в групи був зупинений на початковій стадії Завдяки маленькому розміру і швидкого охолодження металевих частинок, структура карбідів, що утворюються в процесі затвердіння гранул, надзвичайно тонка. Карбіди, що утворилися в результаті застосування СРМ-процесу, зберігають таку структуру і після прокату сталі. Далі металевий порошок пресується під дуже високим тиском до субстанції, мікроструктура якої однорідна (гомогенна) і складається з найдрібніших металевих гранул, а «колонії» карбідів рівномірно розподілені по всьому об'єму сталі. Отримана сталь може демонструватися традиційним способом, так само як і серійні марки сталі, в результаті чого досягається її підвищена міцність. СРМ S30V - корозійностійка сталь, збалансована в хімічному сенсі так, щоб забезпечити оптимальне виділення і кристалізацію карбідів, які в подальшому надають сталі підвищену зносостійкість без серйозної деградації міцності і ударної в'язкості. СРМ S30V розроблена спеціально для задоволення потреби ножової індустрії в якісній сталі з дуже високими {вище, ніж у сталей 440С і D2) міцностними властивостями. Дивлячись на дані про хімічний склад СРМ S30V (вміст вуглецю-1,45%, хрому- 14%, ванадію 4% і молі6дену 2%), стає ясно, що головною метою при розробці цієї сталі було досягнення оптимального поєднання високої зносостійкості, міцності і корозійної стійкості. Присутність карбідів ванадію (до 4% обсягу сталі) поряд з карбідами хрому (більше 10% обсягу сталі), дозволяє мати на ріжучої кромці ділянки надвисоку твердість.
Карбіди виконують в складі сталі ту ж функцію, що і каміння на вулиці: вони (карбіди) твердіше, ніж сталь, що їх оточує, і сприяють підвищенню її зносостійкості. Відмінності в показниках зносостійкості різних марок сталі пояснюються наявністю в їх складі різних карбідів в різних пропорціях і з різною рівномірністю розподілу по всьому об'єму сталі. З двох сталей, що мають приблизно однакову твердість, більш зносостійкого буде та, в складі якої карбідів більше, або ж вони більш тверді.
Існують і інші фактори, що впливають на гостроту ріжучої кромки, але зносостійкість {динамічна і ударна) - основний. І тут важливо знати міру, не впадаючи в крайнощі. Так, сталь CPM15V, що володіє найвищим показником динамічної зносостійкості серед сталей, що застосовуються в ножовому виробництві, містить, відповідно, і найбільша кількість вуглецю- 3,40%. На жаль, вона і найбільш крихка. А ось СРМ S30V з 1,45% вуглецю володіє прекрасним поєднанням хорошої зносостійкості і ударної в'язкості. Як поводиться S30V в експлуатації? Ця сталь піддавалася численним тестам виробниками ножів, і їх думки сходяться: клинки, виготовлені з цієї сталі, прекрасно тримають заточку, а їх антикорозійні властивості також чудові. Гартувати S30V рекомендується до 58-61 ед.по шкалою С Роквелла.
Незважаючи на значну твердість, лезо з СРМ S30V легко піддається виправленню. Ріжуча кромка клинка зі сталі S30V має в чотири рази більш високу міцність на злам, ніж відома сталь 440С і в 3,5 рази міцніше 154СМ. Завдяки цьому вона відмінно протистоїть викришуванню і відколу, що робить її відмінним матеріалом для клинків. За зносостійкістю (тобто по здатності тримати заточку) сталь S30V перевершує 440С на 45%, а 154СМ на 30%, що підтверджено незалежною експертизою, проведеною CATRA {Cutlery and Allied Trades Research Association - Асоціація дослідження ножових виробів і подібних товарів). Все це дозволяє впевнено говорити про нові можливості, що відкриваються перед виробниками і споживачами клинків з цієї сталі.
