Порошковая сталь Crucible CPM® M4™ High Speed Steel
Cталь CPM® M4™ - инструментальная быстрорежущая порошковая сталь, выпускаемая американской металлургической компанией «Crucible Industries» (США). CPM M4 - высокованадиевая версия самого популярного быстрореза M2. Сталь показывает себя более прочной и износостойкой чем M2 и M3 в операциях, требующих легкого и быстрого реза. CPM M4 также поставляется в нескольких модификациях, например, сталь, включающая большое содержание углерода (high carbon - HC), который делает ее способной лучше закаляться в процессе термообработки и сталь с высоким содержанием серы (high sulfur - HS) для улучшения обрабатываемости на станках.
Сталь может обрабатываться на твердость до 66 HRc, благодаря которой и высокому содержанию карбидной фазы (в том числе и высокотвердых карбидов МС) обладает высокой износостойкостью при приличной механике. Из недостатков – сложность термообработки, склонность к обезуглероживанию и окалинообразованию, плохая шлифуемость, особенно тонкими абразивами. В последнее время набирает популярность на авторских ножах высокого класса.
Данная сталь сильно коррозирует во влажной среде, поэтому требует тщательного ухода, либо клинок должен иметь антикоррозийное покрытие.
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.
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 1.42% — содержание углерода в сплаве составляет 1.42%. Углерод — наиболее важный элемент в стали, он повышает ее прочность, придает металлу хорошую твердость.
Сr 4.0% — содержание хрома в сплаве составляет 4.0%. 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 5.25% — содержание молибдена в сплаве составляет 5.25%. 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 4,0% — содержание ванадия в сплаве составляет 4,0%. Ванадий — серовато-белый блестящий металл, обладающий большой твердостью. Он отвечает за упругость и усиливает свойства хрома, придает металлу инертность к агрессивным химическим средам.
W 5.5% — содержание вольфрама в сплаве составляет 5.5%. 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.
Mn 0,30% — содержание марганца в сплаве составляет 0,30%. 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.
S 0,06% — содержание серы в сплаве — 0,06%. 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%.
