К вопросу о закалке дамаска.

[solovei]

Данная статья — продолжение статьи «Технология идеального дамаска»

http://rusknife.com/topic/13269-%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F-%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B4%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D1%81%D0%BA%D0%B0/

 

Немного теории. Как известно, структура закалённой стали — мартенсит, который при быстром охлаждении образуется в пределах аустенитного зерна в виде пластин, которые в разрезе микрошлифа смотрятся как иглы. Чем больше иглы мартенсита, тем больше было аустенитное зерно перед закалкой и тем хуже будут вязкие свойства закалённой стали, поэтому всегда стремятся получить как можно более мелкие иглы мартенсита в структуре. При закалке инструментальной стали важно не превышать оптимальной температуры закалки, чтобы не вырастить зерно аустенита и не получить крупноигольчатый мартесит. К тому же, перегрев при закалке ведёт к излишнему растворению избыточных карбидов и, как следствие, большое количество остаточного аустенита, которое негативно влияет на большинство свойств инструментальной стали.

Проверим следующую гипотезу. При достаточно большом количестве слоёв в дамаской стали толщина каждого отдельного слоя становится меньше размера зерна, которое образуется в моностали при таких же условиях. Если предположить, что границы слоёв полностью не растворяются при многочисленных сварках, то, если дамаск закалить, то игольчатость мартенсита должна быть меньше, чем в моностали, закалённой в таких же условиях. Для опыта было взято 2 образца : 1 — ШХ-15, ролик от подшипника, 2 — такой же ролик, сваренный в 1200 слоёв. Оба образца закалены с одной и той же температуры, с сильного перегрева, примерно 1100 градусов (против 850 номинальных). Микрофотографии приведены ниже:

Фото 13 ШХ-15, моносталь. Грубоигольчатый мартенсит, большое количество остаточного аустенита, вследствие чего шлиф травился очень медленно.

Фото 14 ШХ-15, дамаск, 1200 слоёв. Видно, что размеры игл явно меньше, травился шлиф значительно быстрее, аустенита меньше.

Также можно выдвинуть предположение, что при тестах по жести стабилизационная острота РК образца ШХ-15 дамаск 1200 слоёв выше, чем ШХ-15 моносталь из-за более мелкоигольчатой структуры. (см. график 1 в статье «Технология идеального дамаска»)

 

 

Фото 13 Образец ШХ-15 моносталь, закалка с 1100 градусов.

http://foto.mail.ru/mail/bulbul20000/2/25.html

внешняя ссылка на фото 13, сюда почему то не загрузилось.

 

 

Фото 14. Образец ШХ-15, дамаск 1200 слоёв. Крупноигольчатый мартесит. Закалка 1100 градусов.

http://foto.mail.ru/mail/bulbul20000/2/26.html

внешняя ссылка на фото 14.

 

 

Настройки микроскопа и фотоаппарата (итоговое увеличение) одинаковы.

 

Анализ снимков позволяет предположить, что режущие свойства дамаской стали более высокие, чем моносталь такого же состава, что мы и видели в тестах по жести.

[ЛБА]

Дерзну высказать умеренное сомнение в том, что сталь сваренная сама-на-себя" может считаться полноценным дамаском. Собственные опыты показали, что при обычных технологиях сварки обезуглероженные слои\швы сохраняются лишь...как бы это...от двух последних\крайних сварок, т.е. их общее число порядка нескольких десятков.  В  более тонких проявлениях они успешно рассасываются.... а иногда, кстати, они и вообще не образуются.

Касаемо данного примера структур, можно предположить, что повлияло выгорание углерода при сварках, т.е.  в многослойном варианте металл по химсоставу уже не ШХ15, а 8ШХ15. :)

[solovei]

Дерзну высказать умеренное сомнение в том, что сталь сваренная сама-на-себя" может считаться полноценным дамаском. Собственные опыты показали, что при обычных технологиях сварки обезуглероженные слои\швы сохраняются лишь...как бы это...от двух последних\крайних сварок, т.е. их общее число порядка нескольких десятков.  В  более тонких проявлениях они успешно рассасываются.... а иногда, кстати, они и вообще не образуются.

Касаемо данного примера структур, можно предположить, что повлияло выгорание углерода при сварках, т.е.  в многослойном варианте металл по химсоставу уже не ШХ15, а 8ШХ15. :)

Варил "саму-на-себя" сознательно, для более точного сравнения с такой же моносталью. Я думаю, в моих опытах углерод не выгорает вовсе: заготовка покрыта со всех сторон защитным слоем стекла, искр при нагреве практически не было, нагрев на ТВЧ какие-то секунды. Важный результат опытов - дамаск из стали, сваренной "сама-на-себя" до конца не превращается в моносталь той же марки, несмотря на многочисленные нагревы, что то остаётся в структуре границ, что препятствует диффузии и это всё равно дамаск. Это видно  из разной игольчатости мартенсита (фото из этой темы) и существенная разница в стойкости РК (график 1 из темы "Технология идеального дамаска", образцы ШХ-15 и ШХ15 дамаса 1200 слоёв).

[мак]

Это называется крученка.

[solovei]

Это называется крученка.

Извините за мою неосведомлённость, что называется кручёнка и почему?

[Гость chingachgook]

Фото 13 ШХ-15, моносталь. Грубоигольчатый мартенсит, большое количество остаточного аустенита, вследствие чего шлиф травился очень медленно.

Фото 14 ШХ-15, дамаск, 1200 слоёв. Видно, что размеры игл явно меньше, травился шлиф значительно быстрее, аустенита меньше.

 

 Интересует вопрос: как Вы измеряли количество остаточного аустенита?

[chingachgook]

Что-то я как-то криво зашел.

 

Повторю вопрос: как Вы измеряли количество остаточного аустенита?

[solovei]

chingachgook,

 

Количественных измерений не было, нет возможностей, качественная оценка по виду шлифа. Предполагается (не мной), что в сильно перегретой инструментальной стали большое количество остаточного аустенита, распологающегося между мартенситными иглами. Косвенно об этом же говорит очень низкая скорость травления металлографическим травителем.

[Гость chingachgook]

Была мысль изготовить микроскоп Х1000 для определения количества остаточного аустенита, перлита, мартенсита.

Поэтому интересуюсь что да как. Я отдавал несколько клинков на измерение ост.аус. в лабораторию. Показало 16%.

Рез был весьма неплох.  Но из-за грамоздкости самой процедуры ножи пока перестал на анализы отдавать.

[ЛБА]

что то остаётся в структуре границ, что препятствует диффузии

Вот про это я, кстати, тоже думал - в положительную сторону. бывает, что металлографически (на взгляд) никаких швов нет, не видно, моносталь и всё...но при грубом травлении вылезают грубые же швы. Атомно-кристаллическая разориентация?

[Aleksandr Bransk]

Сварка стали на саму себя есть рафинирование. По этой технологии ковалось наварная полоса лезвия для клинков мечей викингов да и качечственных русских ( тело либо дамаск либо просто ламинированый пакет).

[solovei]

ЛБА,

 

Вот про это я, кстати, тоже думал - в положительную сторону. бывает, что металлографически (на взгляд) никаких швов нет, не видно, моносталь и всё...но при грубом травлении вылезают грубые же швы. Атомно-кристаллическая разориентация?

Как бы сформулировать... Может, это следы от последних сложений, следы от сложений, т.с, сверхслоёв (последних), которые в свою очередь состоят из более тонких слоёв (ранних, от первых сложений), которых не видно. С уважением, Валера.