Порошковая сталь ZDP-189 / Laminated ATS-34

Порошковая сталь ZDP-189 — высокохромистая, сверхвысокоуглеродистая инструментальная сталь наивысшей категории, производства корпорации Hitachi Metals (Япония). Разработана на основе технологии аморфных металлических сплавов, используется для изготовления ножей. Позволяет получить очень высокую твердость (до HRc 69).

Из-за трёхпроцентного наличия в сплаве углерода должна бы считаться чугуном, однако в разряд высокоуглеродистой стали отнесена классификаторами благодаря современным порошковым технологиям, которые были применены при производстве ZDP-189.

После того как ZDP189 поступила в продажу, мнения ножевых мастеров о свойствах этой новой стали разделились на две группы — одни восторгались высокими режущими свойствами, другие — наоборот говорили, что сталь очень хрупкая и режущая кромка постоянно выкрашивается.

Такая разница во мнениях вполне понятна. ZDP189 не рекомендуется использовать на клинках с вогнутыми спусками, изначально она не задумывалась для этих целей. ZDP189 создана для профессионалов, которые ценят высокие режущие качества ножа и понимают, какая геометрия клинка для каких задач предназначается.

Ламинированое строение клинка имеет важное значение, поскольку оно позволяет полосы из разных марок сталей объединить в одно лезвие. Простой способ представить себе этот тип конструкции заключается в том, чтобы представить себе бутерброд: Мясо — в центре, твердая сталь с высоким содержанием и куски хлеба с обеих сторон — полосы стали с более низким содержанием углерода (см. изображение). Режущая кромка лезвия должна быть максимально твердой для того, чтобы дольше держать заточку и эффективно резать и рубить, но если бы весь клинок был таким твердым, он мог бы быть поврежден во время боя или работы.

В конечном счете клинок должен быть способен выдерживать воздействие и боковых напряжений. Для придания клинку дополнительной прочности и гибкости к нему и приваривают дополнительные, более «мягкие» стальные накладки. Ламинирование используется для изготовления клинков с очень твердым высокоуглеродистым слоем стали в середине клинка для увеличения общей механической прочности, износостойкости и гибкости изделия.

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 2,90–3,00% — содержание углерода в сплаве составляет 2,90–3,00%. Углерод — наиболее важный элемент в стали, он повышает ее прочность, придает металлу хорошую твердость.

Сr 19,00–20,50% — содержание хрома в сплаве составляет 19,00–20,50%. 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 0,90–1,00% — содержание молибдена в сплаве составляет 0,90–1,00%. 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 0,25–0,35% — содержание ванадия в сплаве составляет 0,25–0,35%. Ванадий — серовато-белый блестящий металл, обладающий большой твердостью. Он отвечает за упругость и усиливает свойства хрома, придает металлу инертность к агрессивным химическим средам.

Si 0,35 — содержание кремния в сплаве — 0,35. Кремний увеличивает прочность и износоустойчивость стали. Как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной.