3Cr13 сталь: характеристики, плюсы и минусы для ножей, твёрдость, аналоги, отзывы

Общие сведения

Сталь марки 3Cr13 относится к группе коррозионностойких жаропрочных. По внутренней структуре принадлежит к сталям мартенситного класса. Производство 3Cr13 полностью находится в Китае. Там же находятся стандарт, по которым регулируют ее химический состав и механические свойства.

Наибольшее распространение марка 3Cr13 получила в изготовлении ножей с низкой стоимостью и умеренными прочностными характеристиками. Такие ножи отличаются тем, что хорошо поддаются заточке. Срок эксплуатации лезвия зависит от степени ухода за ним. При соответствующем уходе нож способен сохранять свои режущие свойства до нескольких месяцев. Также все чаще марка 3Cr13 употребляется в качестве материла для топоров.

Помимо основного назначения – производство ножей –  3Cr13 нашла применение в сфере машиностроения. Главным образом это – изготовление игл карбюраторов, штоков для компрессов и других изделий, условия работы которых предполагает наличие воздействия абразивного трения и слабоагрессивных сред. Также все больше сталь марки 3Cr13 используется для производства мерительного инструмента: штангенциркули, щупы и т.д.

Расшифровка наименования

Для понимания из чего состоит сплав, его элементы частично зашифровывают в наименовании. Там содержится информация об основных элементах сплава. Рассмотрим сталь 3Cr13, что скрывает в себе название сплава:

• первая цифра «3» означает объём содержания углерода, в данном случае он содержится в составе в количестве 0,3%;
• следующими символами идут «Cr», что говорит нам о содержании в сплаве хрома;
• последняя цифра «13» сообщает о процентном содержании хрома в стали, оно равняется 13%.

Химический состав стали

Внутренняя структура стали 3Cr13 говорит о принадлежности её к сплавам мартенситного класса. Относится она к группе коррозионностойким жаропрочным металлам. Стандарт, по которому регулируется химический состав и механические характеристики сплава находятся в Китае. Там же сплав и производится. Рассмотрим таблицу химического состава стали:

C,%	Si,%	Mn,%	P,%	S,%	Cr,%	Ni,%
0,26-0,35	<1,0	<1,0	<0,04	<0,03	12,0-14,0	<0,6

Наибольшее распространение сплав 3Cr13 получил в изготовлении ножей. Они отличаются низкой стоимостью и довольно неплохими прочностными характеристиками. Затачиваются изделия довольно легко, что не может радовать потребителей. Но клинки требуют к себе должного ухода, благодаря чему они прослужат не мало.

Химические элементы и их значение в составе стали для ножей:
Углерод (C)	без достаточного количества углерода очень сложно получить подходящую твердость. Это самый важный элемент в стали, он повышает её прочность.
Хром (Cr)	придаёт сплаву повышенные антикоррозийные свойства, карбиды хрома увеличивают износостойкость и прокаливаемость. Большое содержание хрома в сплаве влияет на его его хрупкость.
Марганец (Mn)	повышает износостойкость и прочность. Его содержание положительно влияет на зерновую структуру сплава, а также способствует отличной прокаливаемости.
Молибден (Mo)	предотвращает возникновение ломкости стали, позволяет сохранять прочность при высоких температурах. Также увеличивает устойчивость к коррозии, прочность, ударную вязкость.
Кремний (Si)	увеличивает прочность и износоустойчивость стали, как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной.
Ванадий (V)	формирует структуру карбидов таким образом, чтобы повысить сопротивление износу, живучесть и прокаливаемость.
Никель (Ni)	повышает устойчивость к коррозии, предотвращает гниение стали. Повышает прочность стали.
Ниобий (Nb)	лучший формирователь карбидов, который обеспечивает коррозионностойкость, пластичность, износостойкость.
Вольфрам (W)	увеличивает износостойкость стали, повышает её стабильность при закалке и стойкость к высоким температурам.
Кобальт (Co)	усиливает эффекты других отдельных элементов в более сложных сплавах. Повышает прочность и твердость.
Сера (S)	является вредной примесью, приводит к образованию трещин и надрывов. Обычно содержание серы в высококачественной стали ограничено. Наличие сульфидов недопустимо для ответственных деталей.
Фосфор (P)	ухудшает пластические свойства сплава, вызывая явление хладноломкости. В сталях допускается содержание фосфора в очень малых количествах.

Другие добавки

Любой сплав содержит вредные примеси в виде серы и фосфора. Они попадают туда в результате производственных ошибок. Фосфор отлично растворяется в расплавленном железе, повышая его прочность.

Но в процессе выплавки важно следить за его количеством. По технологии объемная доля фосфора в стали не должна превышать 0,04%. В противном случае происходит снижение пластичности и ударной вязкости металла. Он становится чрезмерно хрупким и непригодным к использованию.

В состав данной марки стали также входит сера. Она, как и фосфор, является вредной примесью, снижающей пластичность проката, его ударную вязкость и свариваемость. Излишки серы способствуют образованию коррозии и ухудшают качество поверхности проката. В качественных сталях ее количество не превышает 0,03% а ее негативное влияние снижается за счет добавления марганца.

Свойства стали 3Cr13

Оптимальное содержание легирующих элементов в сплаве 3Cr13 придаёт ему хорошую твёрдость, она колеблется от 53 до 56 HRC. Клинки из стали отличаются хорошей коррозийной устойчивостью. При использовании изделий из металла, они не теряют форму и внешний вид.Также сталь не боится и не вступает в реакцию с такими агрессивными средами, как: ацетаты, карбонаты и гидроксиды. Довольно хорошо себя показывают ножи при работе с пищевыми продуктами. Высокая ударная вязкость, тугоплавкость и устойчивость к окислению, обеспечивают стабильные характеристики сплава на протяжении длительного времени.

Механические

Стабильные значения свойств,  включая предел текучести, предел прочности, пластичность, твёрдость, ударную вязкость обусловлены химическим составом сплава.

Общие механические свойства X30Cr13(1.4028) в термообработанном состоянии:

• предел прочности при растяжении (R м)- от 800 до 1000 МПа;
• предел текучести (R e)– более 600 МПа;
• HRC Твёрдость – от 45 до 51;
• HV твёрдость– от 450до 550;
• модуль упругости (E)–215 ГПа.

Диапазоны предела прочности при растяжении, предела текучести и твёрдости в значительной степени обусловлены различными условиями термообработки.

Физические

Поскольку сплав относится к мартенситным нержавеющим сталям, он обладает четырехцентровой кристаллической системой.  Из-за присутствия углерода закаливается путём термической обработки.

 

Сплав является магнитными и обладают относительно высокой пластичностью и вязкостью, что облегчает формование. Он может быть умеренно укреплён холодной обработкой. После отжига предел текучести может достигать 275 МПа.

Более высокое содержание углерода приводит к увеличению прочности и твёрдости, но снижает пластичность и ударную вязкость. Они проявляют умеренную коррозионную стойкость и плохую свариваемость.

Ковка

При обработке ковкой требуется выполнять постепенный нагрев до температуры, равной 800 °C, для ускорения температуру можно доводить до 1050 °C — 1100 °C. Затем нужно произвести ковку в интервале 1100 °C — 800 °C, медленно охладить в печи, в сухой золе.

Сварка

Сплав не желательно сваривать, но если без такого действия не обойтись, важно соблюдать необходимые меры безопасности. В частности, при сварке заготовки нужно предварительно нагреть до температуры 300 — 400 °C, после этого закалить для того, чтобы восстановить пластичность в зоне сварки.

Плюсы и минусы стали 3Cr13

Сталь марки 3Cr13 считается довольно современным материалом. Но как и любой сплав он имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее:

Плюсы

• относительно других сплавов сталь 3Cr13 стоит недорого. Из металла производятся ножи, которые способны конкурировать с более дорогими марками. В быту клинки показывают себя довольно достойно;
• твёрдость и прочностные характеристики изделия являются достаточно высокими. Режущая кромка изделий из данной стали способна долгое время сохранять свою остроту. Она не замнётся и не раскрошится в процессе эксплуатации;
• сплав 3Cr13 содержит достаточное количество хрома для противостояния изделий коррозии. Ржавчина на клинке не появится. Это качество позволит не переживать за нож, который долго находился во влажном состоянии;
• клинки из сплава легко поддаются заточке, их легко привести в первоначальную форму. Восстановление режущей кромки можно произвести даже после активной эксплуатации изделия. При этом дополнительных аксессуаров для заточки не требуется, достаточно простого точильного камня или мусата;
• при желании изготовителя, с помощью закалки стали можно придать дополнительную упругость, что сказывается на характеристиках изделий в целом.

Минусы

• ножами из сплава 3Cr13 не следует открывать консервные банки. Так можно разрушить режущую кромку;
• сталь относится к категории нержавеющих сплавов. Но не исключено появление очагов патины при очень длительном контакте с водой;
• прочность стали зависит от правильной закалки изделия. Недобросовестный производитель может отклониться от технических условий и в результате появится изделие с недостаточной прочностью и твёрдостью;
• при активной эксплуатации клинка, его остроту часто придётся поправлять. Это скажется на сроках службы изделия;
• ударная вязкость изделия из сплава не самая высокая. Метательное оружие из металла сделать не получится, он боится ударных нагрузок.

Устойчивость к коррозии

Как уже отмечалось, X30Cr13 имеет высокую коррозионную стойкость. Она достигается благодаря тому, что в поисках формулы создателям удалось добиться сбалансированного соотношения хрома и углерода. Коррозийные свойства проявляются в средах с умеренной агрессией, где нет таких соединений, как хлориды, это могут быть органические кислоты, мыло, моющие средства. Оптимальной коррозионной стойкости сплава можно добиться путём закалки и полирования поверхности.

Так выглядит коррозия на изделии из стали X30Cr13..

На поверхности стали образуется стабильный слой оксида хрома, который предотвращает химические реакции с основной массой материала. Этот оксидный слой чрезвычайно тонкий, он пассивен (устойчив к коррозии), цепкий (хорошо прилипает к массе) и самовосстанавливающийся (реформируется при растрескивании или повреждении).

Физические характеристики стали

Круглая поковка стали 3Cr13.

Хорошая твёрдость сплава свидетельствует о хорошем его качестве. Сталь 3Cr13 отличается хорошей гибкостью. Благодаря этому, клинки из металла не пойдут на излом при боковых нагрузках.

Температура плавления стали достигает показателя в 1500 °C.

Параметр сопротивления металла на разрыв составляет 730 МПа. А сопротивление деформации находится в пределах 590 МПа. Не высокая ударная вязкость составляет 29кДж/м2. Закалка изделий производится при температурах 950-1000 °C, а охлаждение производится в масле.

Термическая обработка

При соблюдении особых режимов термической обработки сталь 3Cr13 приобретает множество положительных качеств. Правильная закалка повышает прочность изделия и его твёрдость. Но она также отрицательно сказывается на вязкости металла.

Закалка даёт эффект усталости стали, в результате сплав теряет свои основные качества. Снять напряжение и значительно уменьшить хрупкость стали позволяет процесс отпуска. Во время процесса материал подвергается выдержке и поэтапному охлаждению.

Применение стали 3Cr13

Благодаря своим характеристикам и особенностям сплав применяется на различных производствах. Также его применяют в машиностроении. Из него изготавливают: карбюраторные иглы, компрессорные шторки, радиаторы.

Сталь 3Cr13 применяется в местах, где эксплуатация происходит условиях абразивного трения и под действием веществ, слабого агрессивного типа. Нередко из сплава изготавливают топоры. Но самым его широким применение считается изготовление ножей.Из металла выходят прекрасные клинки современных ножей. Самое главное, это демократичная стоимость изделий. А экземпляры ножей характеризуются умеренным уровнем прочности. Которого достаточно для клинков различного назначения.

Такие изделия довольно легко затачиваются и не требуют специальных приспособлений. При правильном уходе за ножом из стали 3Cr13, он прослужит довольно долгое время.

Но стоит отметить, что сплав не может переносить нагрузки вибрационного типа.

В ходе эксплуатации, ножи не сильно гнутся. Поскольку являются высокопрочными изделиями. Но и сломать такой клинок довольно сложно. Добиться таких показателей удаётся благодаря правильной термической обработке.

Аналоги

Сплав соответствующий маркировке 3Cr13, является не таким уж и редким. Его называют одной из модификаций американского аналога марки 440А. Только за счёт разного типа закалки и термообработки, стали получают свои конкретные характеристики. Наиболее известными, можно назвать такие сплавы:

• Евронормы: 1.2083, 1.4028, 1.4029, 1.4031, M6, X29CrS13, X30Cr13, X39Cr13, X40Cr14;
• США: S42000, 420;
• Япония: SUS420J2;
• Китай: 102, 30Cr13, S42030;
• Великобритания: MP13M;
• Российские аналоги: 1-14, 1-18, 20Х13, 2Х13, 30Х13, 3Х13, 40Х13, 4Х13.

Ножи из стали 3Cr13

Довольно простая китайская сталь 3Cr13. Главным ее преимуществом является хорошее противодействие коррозии, из-за относительно большого содержания хрома. Но из-за низкого содержания углерода, заточку такая сталь держит средне. По этой же причине при падении на твердую поверхность, режущая кромка скорее замнется, чем сколется.

Нож складной – Kershaw Cinder

Крохотный нож, который можно прицепить к связке ключей. С обратной стороны рукояти на Cinder сделана открывалка для бутылок. Маленький помощник нарежет колбасу, сыр и прочие продукты без проблем. У пользователя ножа, будет всегда под рукой небольшой клинок. Характеристики ножа:

• Материал лезвия: Сталь 3Cr13;
• Материал рукояти: G-10;
• Длина лезвия: 36 мм;
• Длина ножа: 102 мм;
• Длина клинка: 66 мм;

• Толщина обуха: 2.3 мм;
• Компания производитель: Kai Industries Co., Ltd;
• Страна изготовитель: Китай;
• Вес: 25 грамм.

Небольшое изделие на любой случай жизни.

Туристический нож – SOG Spirit II

Небольшой туристический нож-инструмент. Он может использоваться как копье благодаря съемной рукоятке, которая позволяет ему надеться, например, на древко от метлы. С таким изделием поход вам покажется незабываемым. Характеристики изделия:

• Длина ножа: 276 мм;
• Длина клинка: 118 мм;
• Длина рукояти: 158 мм;
• Ширина клинка: 35 мм;
• Толщина обуха: 2,5 мм;

• Материал клинка: 3Cr13;
• Материал рукояти: Термопластик;
• Производство: SOG, США;
• Вес: 290 грамм.

Нож-инструмент, для похода.

Мачете – SOG Sogfari Tanto Machete

Универсальный инструмент на все случаи жизни. С помощью мачете можно нарубить щепы, дров, сделать укрытие, приготовить пищу и многое другое. Не смотря на внушительный и устрашающий вид, это вполне удобный рабочий инструмент. Весит он менее половины килограмма, поэтому даже при продолжительной работе, рука уставать не будет. Характеристики мачете:

• Длина клинка: 254 мм;
• Длина ножа: 406 мм;
• Толщина обуха: 2 мм;
• Материал клинка: сталь 3Cr13;

• Материал рукояти: Kraton;
• Материал ножен: нейлон Cordura;
• Вес: 383 грамм;
• Компания производитель: SOG Specialty Knives & Tools.

Хороший, рабочий инструмент.

Отзывы

Подарили мне клинок из 3Cr13. Но ножик реально приятный на ощупь, лезвие лучше сведено. Хотя мне пофиг, я могу и переточить.КаримМоскваПрактически «кастрюльная нержавейка». На 57HRC ее однако сильно постараться закалить надо, а знакомство с термичкой в массовом китайском исполнении как-то не дает лишних поводов для оптимизма. ФёдрАнапаЭто тот случай, когда очень не хватает веса ножей. Дело в том, что работать «легкими» ножами очень не удобно, особенно, если нож большой.ДмитрийБелёвВсегда что-то новое кажется странным. Обычно при нарезке сыра он прилипает к полотну ножа — здесь такого нет. Мне нравится клинок.СавелийВерхний Тагил