Порошковая быстрорежущая сталь D103 (ДИ103-МП) в обкладках из дамасской стали
Сталь марки ДИ103-МП (Р12М3К5Ф2-МП) - быстрорежущая порошковая сталь от украинского предприятия Днепроспецсталь (г. Запорожье). Если дать расшифровку самого названия, то Д - завод-изготовитель, И - исследовательская, МП - металлургия порошковая.
Основное назначение ст. ДИ103-МП: фасонные резцы, сверла, зенкеры, развертки, фрезы и др. для обработки высокопрочных, жаропрочных сталей и сплавов.
Твердость стали ДИ103-МП составляет 64-66 HRC или чуть выше. Микроструктура однородная. Считается очень неплохой сталью для изготовления авторских ножей и клинков. Обладает хорошей износостойкостью и удовлетворительной ударной вязкостью.
Очень прилично держит заточку, дает интересный агрессивный рез. Из-за невысокой коррозионной стойкости лезвие ножа из ДИ103-МП требует внимания и ухода.
Сталь изготавливается по технологии аморфных металлических сплавов, более известной среди производителей и любителей ножей под аббревиатурой СРМ (Crucible Particle Metallurgy). Процесс CPM позволяет производить очень однородную, высококачественную сталь, которая характеризуется превосходной стабильностью, однородностью и жесткостью по сравнению со сталями традиционного производства плавок. Используется для производства деталей и инструментов с повышенной износостойкостью и коррозионной стойкостью.
Порошковая быстрорежущая сталь была разработана в конце 60-х годов прошлого века в Швеции. Метод порошковой металлургии позволяет вводить в сталь большее количество легирующих элементов, при этом не происходит снижение прочности и обрабатываемости.
Порошковая сталь, в отличие от обыкновенной, в расплавленном виде подается через специальную насадку через поток жидкого азота. Сталь быстро затвердевает в виде небольших частиц. В результате получается порошок с равномерным расположением карбидов (место скопления карбидов – это место зарождения трещин). Карбиды выполняют в составе стали ту же функцию, что и булыжники на улице: они (карбиды) тверже, чем сталь, их окружающая, и способствуют повышению ее износостойкости.
Полученный порошок просеивается и помещается в стальной контейнер, в котором создается вакуум. Далее содержимое контейнера спекается при высокой температуре и давлении — таким образом достигается однородность материала. Этот процесс называется горячим изостатическим прессованием. После этого сталь обрабатывается давлением. В результате получается быстрорежущая сталь с очень маленькими частицами карбидов, равномерно распределенных в стальной основе. Полученная сталь может прокатываться традиционным способом, так же как и серийные марки стали, в результате чего достигается ее повышенная прочность.
Различия в показателях износостойкости разных марок порошковой стали объясняются наличием в их составе разных карбидов в разных пропорциях и с разной равномерностью распределения по всему объему стали. Из двух сталей, имеющих примерно одинаковую твердость, более износостойкой будет та, в составе которой карбидов больше или же они более твердые.
Состав стали:
C 1,0 - 1,15% — содержание углерода в сплаве составляет 1,0 - 1,15%. Углерод — наиболее важный элемент в стали, он повышает ее прочность, придает металлу хорошую твердость.
Сr 3,8 - 4,3% — содержание хрома в сплаве составляет 3,8 - 4,3%. Хром — серовато-белый блестящий твердый металл. Хром влияет на способность стали к закаливанию, придает сплаву антикоррозийные свойства и повышает его износостойкость. Содержится в нержавеющей стали любой марки.
Mo 2,5 - 3,0% — содержание молибдена в сплаве составляет 2,5 - 3,0%. Молибден — серебристо-белый металл. Молибден — твердоплавкий элемент, он предотвращает ломкость и хрупкость клинка, придавая ему необходимую жесткость, делает его достаточно стойким к высоким температурам.
V 1,8 - 2,3% — содержание ванадия в сплаве составляет 1,8 - 2,3%. Ванадий — серовато-белый блестящий металл, обладающий большой твердостью. Он отвечает за упругость и усиливает свойства хрома, придает металлу инертность к агрессивным химическим средам.
W 12,0% — содержание вольфрама в сплаве составляет 12,0%. Вольфрам - металл светло-серого цвета. Самый тугоплавкий металл, имеет температуру плавления tпл = 3380 °С. Применяется для создания сплавов с высокой прочностью. Вольфрам используется в качестве одного из основных компонентов или легирующего элемента при производстве быстрорежущих сталей.
Co 5,5%. — содержание кобальта в сплаве составляет 5,5%. Кобальт — серебристо-белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом. Повышает жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и т. п.
Mn 0,50% — содержание марганца в сплаве составляет 0,50%. Марганец применяется на стадии выплавки стали. Способен повышать твёрдость стали. Из сталей со значительным содержанием марганца делают различные прочные вещи — рельсы, сейфы и так далее.
NI 0,40% — содержание никеля в сплаве — 0,40%. Никель повышает коррозионную стойкость стали и способен несколько повысить прочность.
Si 0,6% — содержание кремния в сплаве — 0,6%. Кремний увеличивает прочность и износоустойчивость стали. Как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной.
P 0,03% — содержание фосфора в сплаве — 0,03%. Фосфор относится к вредным технологическим примесям в сталях и сплавах. Увеличение его содержания даже на доли процента, повышая прочность, одновременно повышает хрупкость. Вредное влияние фосфора особенно сильно сказывается при повышенном содержании углерода. Пределы содержания фосфора как технологической примеси составляют 0,025...0,045%.
S 0,03% — содержание серы в сплаве — 0,03%. Сера, как и фосфор, относится к вредным технологическим примесям в сталях и сплавах. Повышение содержания серы существенно снижает механические и физико-химические свойства сталей, в частности, пластичность, ударную вязкость, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость. Пределы содержания серы как технологической примеси составляют 0,035...0,06%.