CPM D2 нержавіюча сталь

CPM D2 - це порошкова версія традиційної інструментальної сталі D2, вироблена за технологією Crucible Particle Metallurgy (CPM) компанією Crucible Industries. Вона є аналогом сталі Х12МФ. У порівнянні зі звичайною D2, сталь CPM D2 має покращену міцність, в'язкість, зносостійкість і краще збереження ріжучої кромки при більш високій шліфованості (краще піддається шліфуванню).

Сталь містить багато вуглецю та хрому, що забезпечує високу твердість. Однак, через відносно низький вміст хрому, вона вимагає дбайливого поводження для уникнення корозії.

Сплави, що містять менше ніж 50% заліза і мають кращі властивості з точки зору корозійної стійкості, кислотостійкості та жаростійкості, не вважаються сталями. Сплави, які містять менше ніж 10,5% хрому, не вважаються нержавіючими сталями.

Отже, CPM D2 - нержавіюча сталь !?

Невпинно підіймаючи планку для самих себе, компанія Crucible подрібнила та переплавила свою шановану сталь D-2 до порошкоподібного стану, щоб отримати CPM D2. Це дозволило досягти більш рівномірного розподілу карбідів, додавши ще кращої зносостійкості і без того вражаючій сталі.

Звичайна сталь D-2, яка в цьому більш розподіленому стані вважається високовуглецевою, загартовується на повітрі, що може створити труднощі для майстра-аматора.

Проте, при належній термообробці та шліфуванні, CPM D2 є монстром у будь-якому застосуванні, витримуючи все, що користувач на неї кине, і при цьому ніби просить ще.

Висока концентрація вуглецю та карбідів дозволяє сформувати ріжучу крайку, задирок якої часто описують як надзвичайно гострий, незалежно від навантажень та використання.

Якщо й є якийсь недолік у цієї сталі, то це, можливо, не найкраща стійкість до корозії, але при належному догляді та обслуговуванні вона дає ніж, вартий кількох життів.

Покращені характеристики CPM D2 є прямим наслідком інноваційної технології порошкової металургії (CPM). Цей процес полягає в розплавленні сталі, її швидкому розпиленні на мікроскопічні гранули та подальшому спіканні під високим тиском і температурою. Така методика дозволяє уникнути нерівномірного осадження великих карбідів, яке характерне для традиційно виплавленої D2. Завдяки цьому CPM D2 має вищу чистоту, значно дрібніше зерно та рівномірний розподіл карбідів, що не тільки підвищує її в'язкість (стійкість до сколів), але й забезпечує стабільність ріжучої кромки.

Саме цей однорідний мікроструктурний склад робить CPM D2 особливо цінною для виробництва високоякісних ножів та інструментів, де потрібен ідеальний баланс між твердістю (здатністю тримати заточку) та міцністю (здатністю протистояти руйнуванню). Майстри-ножороби часто надають перевагу цій сталі, оскільки, попри високу складність у термообробці, її кінцевий результат - це лезо з надзвичайно гострою кромкою, яке здатне витримувати серйозні робочі навантаження. Користувачам, які готові приділяти увагу догляду за інструментом (особливо в умовах високої вологості), CPM D2 віддячує винятковою довговічністю.

Хімічний склад

Таблиця: хімічний склад марки сталі CPM D2
Хімічний склад марка сталі 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	Решта

Фізичні властивості

Таблиця 1: фізичні властивості марки сталі CPM D2
Модуль пружності	30 X 10⁶ psi	207 ГПа
Густина	0.281 lbs./in³	7.78 г/см³

Теплопровідність

Таблиця 2: фізичні властивості марки сталі CPM D2
	БТЕ/год-фут-°F	Вт/м-°К	кал/см-с-°C
при 200°F (95°C)	14,0	24,2	0,057

Коефіцієнти термічного розширення

Таблиця 3: фізичні властивості марки сталі 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

Термічна обробка

Важливо - перед термообробкою

Ножі слід очистити, промивши мильною водою, а потім, перш ніж розпочати термообробку, або помістити їх у фольговий пакет, або покрити високотемпературним антиокалинним / антизневуглецьовувальним компаундом (засобом проти окалини /зневуглецювання), якщо ви не використовуєте обладнання для термообробки без доступу кисню.
Пропуск таких етапів, як попередній нагрів (pre-heating) та вирівнювання (equalizing) або кріообробка (cryo), призведе до нижчої твердості, більшої кількості залишкового аустеніту (RA), погіршення стійкості до плям чи інших проблем. Підвищуйте температуру якомога швидше (AFAP) між попереднім нагріванням та температурами аустенітизації.
Рекомендовано затискати виріб пласко після гартування (quench) - під час кріообробки або відпуску (tempering) - щоб уникнути викривлення, спричиненого термічним шоком.
Подані показники відображають гартування під надлишковим тиском (positive pressure) з використанням алюмінієвих плит та стисненого повітря до температури 125°F / 50°C або нижче. Альтернативні методи гартування можуть призвести до нижчої твердості, високого вмісту залишкового аустеніту чи інших проблем.

Таблиця: термічна обробка марки сталі CPM D2
Попередній нагрів / Вирівнювання	Попередній нагрів / Вирівнювання	Температура аустенітизації	Очікувана твердість за Роквеллом (RC) (після гартування, до кріообробки)
1200°F / 650°C. Витримка 10-15 хв.	1400°F / 760°C. Витримка 10-15 хв.	1850°F / 1065°C. Витримка 30 хв.	61 Rc (63 після кріообробки)

Кріогенна обробка (кріообробка)

Кріогенна обробка рекомендується для перетворення залишкового аустеніту і може бути проведена як до, так і після першого циклу відпуску.

Хоча рідкий азот є кращим, занурення у ванну з сухим льодом і гасом буде достатньо для досягнення температури −100°F / −74°C.
Тривалість занурення в кріогенну обробку становить 1 годину, залежно від товщини та кількості клинків.
Кріогенну обробку можна проводити одразу після гартування, але рекомендується, щоб клинки були затиснуті пласко, щоб уникнути викривлення, спричиненого термічним шоком. Кріообробка завжди повинна супроводжуватися циклом відпуску.

Відпуск

Щойно клинок загартований і досяг температури, близької до кімнатної, його слід відповідно відпустити. Запропонований час витримки необхідний для забезпечення рівномірної та постійної температури.
Наведені показники є репрезентативними для промислових стандартів.
Якщо ви використовуєте невелику тостерну піч або побутову кухонну піч для відпуску, застосування тримача для клинків із пічної фурнітури, деко, застеленого дрібним піском, або подібного великого об'єкта допоможе зберегти термічну масу. Це зменшить значні коливання температури, коли пристрій намагається підтримувати заданий рівень.
Примітка: кінцеві значення твердості залежать від початкової твердості після гартування та відсотка перетворення на мартенсит. Лише надійні методи тестування, наприклад, калібрований твердомір Роквелла, можуть забезпечити фактичні значення твердості. Калібровані напилки та зубила для тестування твердості є відносними методами і неточними для визначення справжньої величини твердості.
Відпуск двічі протягом 2 годин.

Таблиця: відпуск / твердість марки сталі CPM D2
Температура	Твердість (2 години × 2 рази)
300°F / 149°C	62
400°F / 204°C	61
500°F / 260°C	60
600°F / 316°C	59

Виробники застерігають проти відпуску при температурі 800°F / 425°C та вище, оскільки це призведе до сенсибілізації (підвищеної чутливості), що спричинить зниження в'язкості та корозійної стійкості (опірності до корозії).

Застереження щодо термообробки

Запропонована термообробка ґрунтується на рекомендованих специфікаціях для використання в печах, високотемпературних солях та аналогічному, належним чином каліброваному обладнанні, а також відповідає належним промисловим стандартам гартування. Відхилення від галузевих стандартів для графіків, обладнання, середовищ для гартування, а також обладнання для тестування твердості може призвести до відмінних результатів. Надана на цій сторінці інформація має узагальнений характер відповідно до вищезазначених стандартів і методів. Саме тому час витримки (soak times) та подібні аспекти можуть варіюватися за тривалістю, щоб врахувати запас для наявного обладнання для термообробки та перетину сталі.
Якщо ви не впевнені, що маєте необхідні засоби для проведення термообробки на місці, ми рекомендуємо професійні послуги з термообробки, чи спеціалізовані послуги від дилерів ножових матеріалів. Перевірте у постачальників, чи пропонують вони послуги термообробки, та переконайтеся, що вони дотримуються галузевих стандартів.
Виробник не несе відповідальності, якщо не застосовуються належні промислові протоколи термообробки, особливо якщо ви відправляєте матеріал незалежному постачальнику послуг з термообробки, який не дотримується передбаченого графіка або стандартів для цієї конкретної сталі, або за пошкодження, які вони завдають під час зберігання.

CPM D2 - це порошкова інструментальна сталь, яка в ножовій індустрії визнана "напівнержавіючою" завдяки балансу між високою зносостійкістю та помірною корозійною стійкістю.