CPM D2 (D2 | Д2) нержавеющая сталь

CPM D2 - это порошковая версия традиционной инструментальной стали D2 (Д2), произведённая по технологии Crucible Particle Metallurgy (CPM) компанией Crucible Industries. Она является аналогом стали Х12МФ. По сравнению с обычной D2, сталь CPM D2 обладает улучшенной прочностью, вязкостью, износостойкостью и лучшим сохранением режущей кромки при более высокой шлифуемости (лучше поддаётся шлифованию).

Сталь содержит много углерода и хрома, что обеспечивает высокую твёрдость. Однако из-за относительно низкого содержания хрома она требует бережного обращения во избежание коррозии.

Сплавы, содержащие менее 50% железа и обладающие лучшими свойствами с точки зрения коррозионной стойкости, кислотостойкости и жаростойкости, не считаются сталями. Сплавы, содержащие менее 10,5% хрома, не считаются нержавеющими сталями.

Следовательно, CPM D2 - нержавеющая сталь !?

Непрерывно поднимая планку для самих себя, компания Crucible измельчила и переплавила свою уважаемую сталь D-2 до порошкообразного состояния, чтобы получить CPM D2. Это позволило добиться более равномерного распределения карбидов, добавив ещё лучшей износостойкости и без того впечатляющей стали.

Обычная сталь D-2, которая в этом более распределённом состоянии считается высокоуглеродистой, закаливается на воздухе, что может создать трудности для мастера-любителя.

Тем не менее, при надлежащей термообработке и шлифовании, CPM D2 является монстром в любом применении, выдерживая всё, что пользователь на неё бросит, и при этом словно просит ещё.

Высокая концентрация углерода и карбидов позволяет сформировать режущую кромку, заусенец которой часто описывают как чрезвычайно острый, независимо от нагрузок и использования.

Если и есть какой-то недостаток у этой стали, то это, возможно, не самая лучшая стойкость к коррозии, но при надлежащем уходе и обслуживании она даёт нож, достойный нескольких жизней.

Улучшенные характеристики CPM D2 являются прямым следствием инновационной технологии порошковой металлургии (CPM). Этот процесс заключается в расплавлении стали, её быстром распылении на микроскопические гранулы и последующем спекании под высоким давлением и температурой. Такая методика позволяет избежать неравномерного осаждения крупных карбидов, которое характерно для традиционно выплавленной D2. Благодаря этому CPM D2 имеет более высокую чистоту, значительно более мелкое зерно и равномерное распределение карбидов, что не только повышает её вязкость (стойкость к сколам), но и обеспечивает стабильность режущей кромки.

Именно этот однородный микроструктурный состав делает CPM D2 особенно ценной для производства высококачественных ножей и инструментов, где требуется идеальный баланс между твёрдостью (способностью держать заточку) и прочностью (способностью противостоять разрушению). Мастера-ножеделы часто отдают предпочтение этой стали, поскольку, несмотря на высокую сложность в термообработке, её конечный результат - это лезвие с чрезвычайно острой кромкой, способное выдерживать серьёзные рабочие нагрузки. Пользователям, готовым уделять внимание уходу за инструментом (особенно в условиях высокой влажности), CPM D2 воздаёт исключительной долговечностью.

Химический состав

Таблица: химический состав марки стали CPM D2
Химический состав марки стали CPM D2
C	Cr	Mo	V	Mn	Si	P	S	Fe
1,54	11,3	0,76	0,92	0,31	0,81	0,016	0,014	Остальное

Физические свойства

Таблица 1: физические свойства марки стали CPM D2
Модуль упругости	30 X 10⁶ psi	207 ГПа
Плотность	0.281 lbs./in³	7.78 г/см³

Теплопроводность

Таблица 2: физические свойства марки стали CPM D2
	БТЕ/ч-фут-°F	Вт/м-°К	кал/см-с-°C
при 200°F (95°C)	14,0	24,2	0,057

Коэффициенты термического расширения

Таблица 3: физические свойства марки стали CPM D2
дюйм/дюйм/°F		мм/мм/°C
-100 до 70°F (-74 до 21°C)	3.90X10^-6	7.02x10^-6
70-100°F (21-38°C)	4.07X10^-6	7.33X10^-6
70-300°F (21-149°C)	5.75X10^-6	10.35X10^-6
70-500°F (21-260°C)	6.06X10^-6	10.91X10^-6

Термическая обработка

Важно - перед термообработкой

Ножи следует очистить, промыв мыльной водой, а затем, прежде чем приступить к термообработке, либо поместить их в фольговый пакет, либо покрыть высокотемпературным антиокалинным / антиобезуглероживающим компаундом (средством против окалины / обезуглероживания), если вы не используете оборудование для термообработки без доступа кислорода.
Пропуск таких этапов, как предварительный нагрев (pre-heating) и выравнивание (equalizing) или криообработка (cryo), приведёт к более низкой твёрдости, большему количеству остаточного аустенита (RA), ухудшению стойкости к пятнам или другим проблемам. Повышайте температуру как можно быстрее (AFAP) между предварительным нагревом и температурами аустенитизации.
Рекомендуется зажимать изделие плоско после закалки (quench) - во время криообработки или отпуска (tempering) - чтобы избежать искривления, вызванного термическим шоком.
Представленные показатели отражают закалку под избыточным давлением (positive pressure) с использованием алюминиевых плит и сжатого воздуха до температуры 125°F / 50°C или ниже. Альтернативные методы закалки могут привести к более низкой твёрдости, высокому содержанию остаточного аустенита или другим проблемам.

Таблица: термическая обработка марки стали CPM D2
Предварительный нагрев / Выравнивание	Предварительный нагрев / Выравнивание	Температура аустенитизации	Ожидаемая твёрдость по Роквеллу (RC) (после закалки, до криообработки)
1200°F / 650°C. Выдержка 10-15 мин.	1400°F / 760°C. Выдержка 10-15 мин.	1850°F / 1065°C. Выдержка 30 мин.	61 Rc (63 после криообработки)

Криогенная обработка (криообработка)

Криогенная обработка рекомендуется для преобразования остаточного аустенита и может быть проведена как до, так и после первого цикла отпуска.

Хотя жидкий азот является предпочтительным, погружения в ванну с сухим льдом и керосином будет достаточно для достижения температуры −100°F / −74°C.
Продолжительность погружения в криогенную обработку составляет 1 час, в зависимости от толщины и количества клинков.
Криогенную обработку можно проводить сразу после закалки, но рекомендуется, чтобы клинки были зажаты плоско, чтобы избежать искривления, вызванного термическим шоком. Криообработка всегда должна сопровождаться циклом отпуска.

Отпуск

Как только клинок закалён и достиг температуры, близкой к комнатной, его следует соответственно отпустить. Предложенное время выдержки необходимо для обеспечения равномерной и постоянной температуры.
Приведённые показатели являются репрезентативными для промышленных стандартов.
Если вы используете небольшую тостерную печь или бытовую кухонную печь для отпуска, применение держателя для клинков из печной фурнитуры, противня, застеленного мелким песком, или подобного большого объекта поможет сохранить термическую массу. Это уменьшит значительные колебания температуры, когда устройство пытается поддерживать заданный уровень.
Примечание: конечные значения твёрдости зависят от начальной твёрдости после закалки и процента преобразования в мартенсит. Только надёжные методы тестирования, например, калиброванный твердомер Роквелла, могут обеспечить фактические значения твёрдости. Калиброванные напильники и зубила для тестирования твёрдости являются относительными методами и неточны для определения истинной величины твёрдости.
Отпуск дважды в течение 2 часов.

Таблица: отпуск / твёрдость марки стали CPM D2
Температура	Твёрдость (2 часа × 2 раза)
300°F / 149°C	62
400°F / 204°C	61
500°F / 260°C	60
600°F / 316°C	59

Производители предостерегают против отпуска при температуре 800°F / 425°C и выше, так как это приведёт к сенсибилизации (повышенной чувствительности), что вызовет снижение вязкости и коррозионной стойкости (сопротивляемости коррозии).

Предостережения относительно термообработки

Предложенная термообработка основывается на рекомендованных спецификациях для использования в печах, высокотемпературных солях и аналогичном, надлежащим образом калиброванном оборудовании, а также соответствует надлежащим промышленным стандартам закалки. Отклонения от отраслевых стандартов для графиков, оборудования, сред для закалки, а также оборудования для тестирования твёрдости может привести к отличным (т.е. отличающимся) результатам. Предоставленная на этой странице информация носит обобщённый характер в соответствии с вышеуказанными стандартами и методами. Именно поэтому время выдержки (soak times) и подобные аспекты могут варьироваться по продолжительности, чтобы учесть запас для имеющегося оборудования для термообработки и сечения стали.
Если вы не уверены, что располагаете необходимыми средствами для проведения термообработки на месте, мы рекомендуем профессиональные услуги по термообработке или специализированные услуги от дилеров ножевых материалов. Проверьте у поставщиков, предлагают ли они услуги термообработки, и убедитесь, что они соблюдают отраслевые стандарты.
Производитель не несёт ответственности, если не применяются надлежащие промышленные протоколы термообработки, особенно если вы отправляете материал независимому поставщику услуг по термообработке, который не соблюдает предусмотренный график или стандарты для этой конкретной стали, или за повреждения, которые они наносят во время хранения.

CPM D2 - это порошковая инструментальная сталь, которая в ножевой индустрии признана "полунержавеющей" благодаря балансу между высокой износостойкостью и умеренной коррозионной стойкостью.