Главная Разное

Характеристика и анализ рессорных сталей. Изготовление ножа из автомобильной рессоры Из какой стали сделаны камазовские рессоры

«И перекуют мечи свои на орала, и копья свои — на серпы; не поднимет народ на народ меча, и не будут более учиться воевать» (Ис. 2,4).

Характеристика материала сталь 65Г.

Химический состав в % материала сталь 65Г

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.62 — 0.7	0.17 — 0.37	0.9 — 1.2	до 0.25	до 0.035	до 0.035	до 0.25	до 0.2

Температура критических точек материала сталь 65Г

T	E 10 — 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м 3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.15		37	7850
100	2.13	11.8	36	7830	490
200	2.07	12.6	35	7800	510
300	2	13.2	34		525
400	1.8	13.6	32	7730	560
500	1.7	14.1	31		575
600	1.54	14.6	30		590
700	1.36	14.5	29		625
800	1.28	11.8	28		705
T	E 10 — 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9

Технологические свойства материала сталь 65Г

Зарубежные аналоги материала сталь 65Г Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

66Mn4

Ck67

080A67

65Mn

Очень часто возникает вопрос, из какого материала выполнены клинки мастерской «Зброевы фальварак» . На данный момент у нас имеется две галереи, в которых хранятся образцы нашего клинкового оружия, выполненные из высокоуглеродистой стали:

Какая же сталь, используется при изготовлении мечей? — В нашем случае — это сталь 65г . Данная сталь является разновидностью пружинно-рессорной стали, из нее производят: рессоры, пружины, упорные шайбы, тормозные ленты, фрикционные диски, шестерни, фланцы, корпусы подшипников, зажимные и подающие цанги и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости. Заменителями данной стали выступают: сталь 70, сталь У8А, сталь 70Г, сталь 60С2А, сталь 9Хс, 50ХФА, сталь 60С2, сталь 55С2.

Основным лигирующим элементом данной стали является марганец , он содержится в количестве 0.90-1.20 %. Марганец в стали 65г предназначен:
Во-первых , для устранения окислов железа, которые образуются при производстве литой стали — обыкновенно вводят в жидкий металл некоторое количество марганца, в виде зеркального чугуна или ферромангана. Часть марганца зеркального чугуна раскисляет окислы и переходит в шлак, часть же остается в стали в виде соединения с железом или просто как механическая примесь.
Во-вторых марганец увеличивает твердость, повышает предел упругости и сопротивление разрыву, а кроме того уплотняет сталь, что для пружинно-рессорной стали имеет важное значение. Данные свойства имеют такое же значение для лезвия меча.
Кроме марганца, в стале 65г в значительном количестве содержиться: кремний (0.17-0.37 %) и хром (не более 0.25 %) Кремний значительно повышает упругие свойства стали, но несколько снижает ударную вязкость. Хром в свою очередь, затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой. Так же в данной стали присутствуют и вредные вещества, такие как форфор и сера, данные примеси, отрицательно сказываются на качестве сталей, но в современном мире при производстве металла данные примеси стали постоянным сопутствующим элементом всех металлов. Благо, сталь 65г, содержит много марганца, который в значительной степени устраняет серу и форфор из стали.
Конечно данная сталь не идеальна для меча, однако сталь 65Г, это сталь с повышенной прочностью, вязкостью и сопротивляемостью изнашиванию (при относительной дешевизне). Что и требуется для турнирного (ТУРНИРНОГО) оружия. А булатом и дамаском во все времена на турнирах не пользовались.
Хочется отметить что износостойкость, вязкость и прочность, это тот особый комплекс условий которые нужны для хорошего клинка. В ходе дискуссий о лучших сталях для клинков – высказываются мнения о других вариантах (как правило для ножей). Указываются различные стали с прекрасными свойствами.
Все стали, требуют правильной термической обработки , так зачастую более качественные стали не подходят для турнирного оружия из-за сложных требований термической обработки. Клинки из не правильно закалённой стали ломаются и крошатся. В то время, как процесс обработки стали 65г , отработан на многих производствах и досконально изучен термистами.
Именно поэтому, мастерская “Зброевы фальварак” производит свои мечи из стали 65г, единственным отрицательным свойством которым обладает сталь 65г, является подверженность коррозии. Однако, это свойство исторично и является прямым отличием от современных порошковых имитаций оружия и нержавеющих ножевых сталей.
Какие материалы могут быть использованы для производства клинков:

Хочется отметить: чем меньше клинок, тем больше возможностей для вариаций марок стали, так как на малом клинке, различные технологические недостатки могут не иметь значения в отличии от меча.
Например нож из ШХ15 , будет резать и рубить, но меч или длинный нож, может просто напросто “лопнуть”, сломаться из-за хрупкости данной стали.
И так, сталь ШХ-15 (подшипниковая сталь) применима для клинков, однако требует очень качественной термической обработки, при нагрузках на изгибание может лопнуть, что особенно характерно для мечей из такой стали. Там где 65г погнется и выпрямится, шх-15 может сломаться. Кроме того, данная сталь является редкой и сложно технологичной.
ШХ-15, пример от мастера-кузнеца с форума ostmetal.info: Сделал еще три клинка из ШХ15, поэкспериментировал еще с просто полосами — недоволен слишком, на мой взгляд, большой хрупкостью. Если на клинке из 65Г я могу повиснуть (а вешу я 82 кг) и еще ногами поболтать, при этом не остается никакой остаточной деформации, то полосу из ШХ15 толщиной 3мм можно в тисках сломать руками. Причем, прогибается ну только-только гадусов на 20-30.

Сталь Р6М5 является неплохой сталью, например для ножа. Однако требует высокого качества термической обработки.
Сталь Р6М5, пример от мастера-кузнеца с форума ostmetal.info: Р6М5 — очень даже неплохая сталь но её нужно грамотно отпустить и потом также грамотно закалить, главное не перекалить — будет хрупкая А также грамотно нагреть и грамотно отковать.
Сталь Р6М5, пример от мастера-кузнеца с форума Ганза: Р6М5 со своими задачами справляются великолепно, но по твердой древесине заворачиваются. Ржавеют умеренно. Третий вариант ножа из стали Р6М5, решил сделать как есть. Т.е. кузнец отковал и отдал, я с ним ничего не делал, только обточил. Результат — он с трудом точится на брусках, хорошо на алмазе. С лимонными косточками справляется, но не так хорошо. Но вот заточку держит не так долго. По твердому дереву тоже хорош. Банки вскрывает. РК чуть-чуть подседает. Так вроде бы по ощущениям — нож близок к идеалу для туристических и охотничьих целей. Наверное, недостаток — остаточный аустенит, т.к. кузнец ест-но не проводил трехкратный отпуск.
95х13, 95Х18, 110х18 (нержавейки) — довольно капризна при термообработке и не все производители умеют это качественно делать. 95Х18Ш была наиболее популярной сталью для производства ножей высокого класса в середине 90-х годов. Однако со временем выявился недостаток – лезвие практически не подлежит заточке… Сталь 110Х18 МШД имеет большее содержание углерода, больше износостойких по концентрации добавок (типа молибдена и кремния), можно произвести закалку до большей твердости, чем 95Х18Ш… и она лучше точиться, чем 95Х18Ш.
65Х13 – прекрасна для ножей, требует правильной термической обработки.
Х12, Х12М, Х12МФ, Х12Ф1 — доступные стали, не сильно подверженные коррозии, т.е. не ржавеющие при минимальном уходе за клинком. Очень хороши штамповые, а если их еще термоциклировать то выходят очень хорошие клинки. Однако ковать их трудно, особенно вручную, куется в относительно узком диапазоне, склонны к образованию трещин при ковке, при перегреве выше 950 ‘C может запросто рассыпаться под ударами…
У8, У10,У12 – при правильной обработки получаются неплохие ножи.
9ХС — хорошо куется и многое прощает в обработке, ржавеет.
Сталь 65г, для изготовления ножей

Отзывы1, охотники: марка 65Г — углеродистая сталь. Всё хорошо: заточку держит, но ржавеет
Отзывы 2, охотники: у меня был нож 65Г самоделка 57 единиц не хрупкий и заточку держал. Хрупкость от неправильной термички.
Из стали 65г, изготавливают ножи такие личности как: мастер-ножевик Титов , мастер-ножевик Иннокентий Татаринов , предприятия производители ножей: ООО ПП «Кизляр» , так со слов директора ООО ПП «Кизляр» Евгения Владимировича Орлова: Наше предприятие принято в Ассоциацию народных художественных промыслов России. А с 1996 года оно предлагает покупателю современное украшение: авторское оружие, выполненное лучшими российским мастерами на высочайшем художественном уровне. Взять, к примеру, клинки изделий. Они изготавливаются сегодня из коррозионно-стойких и высоколегированных сталей (65X13, 95X18, 110Х18МШ9 и 65Г). Так же, среди производителей ножей из стали 65г, можно отметить НОКС-Импекс . Ко-всему, можно добавить и нашу мастерскую. Так как именно из стали 65г, мы делаем наши кинжалы, ножи .
Исходя из вышеперечисленных доводов, наша мастерская считает оправданным и верным изготовление мечей, сабель, шпаг, кинжалов из стали 65г, для целей исторической реконструкции. Отработанная технология производства меча, правильно подобранная сталь, являются залогом его длительного и приятного использования…

Сталь 65г может поставляться на рынок в следующих вариантах.

Сталь в виде листа:

Сталь 65г от 0.5 мм. до 2 мм. — холоднокатаная , сталь 65г от 3 мм. и более — лист горячекатаный .

1		3х1250х2500
2	Лист конструкционный г/к Ст65Г	4х1500х6000
3	Лист конструкционный г/к Ст65Г	5х1500х6000
4	Лист конструкционный г/к Ст65Г	6х1500х6000 — ZF
5	Лист конструкционный г/к Ст65Г	8х1500х6000
6	Лист конструкционный г/к Ст65Г	10х1500х6000
7	Лист конструкционный г/к Ст65Г	12х1500х6000
8	Лист конструкционный г/к Ст65Г	14х1500х6000
9	Лист конструкционный г/к Ст65Г	16х1500х6000
10	Лист конструкционный г/к Ст65Г	20х1500х6000
11	Лист конструкционный г/к Ст65Г	25х1500х6000
12	Лист конструкционный г/к Ст65Г	30х1500х6000
13	Лист конструкционный г/к Ст65Г	40х1500х6000
14	Лист конструкционный г/к Ст65Г	50х1500х6000
15	Лист конструкционный г/к Ст65Г	60х1500х6000

Другим распространенным видам продукции компаний торгующих металлом 65г, является — круг . ГОСТ 14959-79; ДСТУ 4738:007 (ГОСТ 2590-2006).

Наименование	Марка стали	Размер, мм
Круг	65Г	10
Круг	65Г	12
Круг	65Г	14
Круг	65Г	16
Круг	65Г	18
Круг	65Г	20
Круг	65Г	22
Круг	65Г	24
Круг	65Г	26
Круг	65Г	28
Круг	65Г	30
Круг	65Г	32
Круг	65Г	34
Круг	65Г	36
Круг	65Г	38
Круг	65Г	40
Круг	65Г	42
Круг	65Г	44
Круг	65Г	46
Круг	65Г	48
Круг	65Г	50
Круг	65Г	52
Круг	65Г	54
Круг	65Г	56
Круг	65Г	58
Круг	65Г	60
Круг	65Г	62
Круг	65Г	64
Круг	65Г	65
Круг	65Г	70

Проволока 65г сталь, с данной проволокой успел поработать и я, когда изготавливал свою . Ее тяжело закручивать, резать и работать. Однако сделав изделия с подобной проволоки вы получите все преимущества того, что значит пружин-рессорный металл.

Механические свойства пружинной проволоки:

Диаметр проволоки 65г сталь, мм	Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 (кгс/мм2)
	Класс проволоки
	1	2	3
	1	2	3
Проволока 65г — 0.50	265-300	220-265	170-220
Проволока 65г — 0.60	265-300	220-265	170-220
Проволока 65г — 0.63	260-295	220-260	170-220
Проволока 65г — 0.70	260-295	220-260	170-220
Проволока 65г — 0.80	260-295	215-260	170-215
Проволока 65г — 0.90	255-285	215-255	165-205
Проволока 65г — 1.0	250-280	210-250	160-210
Проволока 65г — 1.2	240-270	200-240	155-200
Проволока 65г — 1.4	230-260	195-230	150-195
Проволока 65г — 1.6	220-250	190-220	145-190
Проволока 65г — 2.2	195-220	170-195	135-170
Проволока 65г — 2.5	185-210	165-190	130-165
Проволока 65г — 2.8	180-205	165-190	130-165
Проволока 65г — 3.0	175-200	165-190	130-165
Проволока 65г — 3.6	170-195	180-155	125-155
Проволока 65г — 4.0	165-190	150-175	120-150
Проволока 65г — 8.0	—	125-145	105-125

Рессорно-пружинные стали – это специальные стали, которые предназначаются для производства различных упругих элементов, в частности пружин и рессор.

Данный тип материала относится к высоко- и среднелегированным сталям. Главное отличие рессорно-пружинной стали от иных видов – это значительно увеличенный предел текучести данного материала. Другими словами можно сказать, что этот тип обладает высокой степенью упругости, то есть возвращается в исходные состояния и форму после устранения нагрузки. Это параметрическое свойство обусловлено областью применения рессор и пружин. В нормальном режиме работы они постоянно подвергаются сжатию/растяжению или упругой деформации и должны выполнять свои функции даже после большого цикла наложения и снятия деформации. Также данный материал должен обладать хорошей пластичностью и высокой стойкостью к хрупким разрушениям.

Основными легирующими элементами являются кремний, марганец, вольфрам и никель. Эти присадки увеличивают сопротивление пластическим и упругим деформациям путем измельчения зерна сплава. Готовым продуктом можно считать и проволоку, которую в дальнейшем применяют при изготовлении витых и компонованных пружин.

Свойства рессорно-пружинной стали

Основными характеристиками для данного вида сталей является высокое сопротивление упругим деформациям и низкий коэффициент остаточного растяжения. Это связано с недопустимостью увеличения или уменьшения конструкционного размера пружины.

Хороших конструкционных и эксплуатационных свойств добиваются, протягивая заранее патентированную проволоку при низких температурах, при этом производят сильную обтяжку материала.

Процесс патентирования ведется в промежутке между двумя вытяжками, сталь нагревают выше температурной точки образования аустенита и затем охлаждают в ванне с расплавом свинца, при этом аустенит переходит в тонкопластинчатый сорбит и увеличивается её механическая прочность.

Для достижения одинаковых физико-химических свойств по всему сечению материала пружинная сталь должна пройти процесс прокаливания сквозной методикой, это обеспечит гомогенную структуру по всему сечению. Особенно важен этот метод для изготовления рессор и пружин большого диаметра, когда неравномерность свойств исходного материала может привести к разрушению готового изделия.

Как для любого другого материала, для рессорно-пружинной стали характерно наличие в составе углерода. В данном случае его содержание может колебаться в пределе 0.50-0.80 % от массы сплава. Дополнительно используют такие легирующие добавки:

кремний – до 2.5 %;
марганец – до 1.3 %;
вольфрам – до 1.3 %;
никель – до 1.7 %.

Стоит заметить, что хром и марганец при совместном легировании увеличивают сопротивление стали низким пластичным деформациям. Никель и вольфрам образуют тонкую и однородную структуру карбидной фракции, которая препятствует дислокации.

Рессорно-пружинная сталь очень критична к деформациям наружного слоя материала, так как эти напряжения являются концентраторами возможных дефектов готового изделия.

Закалка данного типа производится при температурах 850 – 880 о С, но после такой термической обработки сталь проявляет слабые упругие свойства из-за образования мартенсита, для повышения данного типа свойств её отпускают при температурах порядка 420-510 о С, что способствует образованию троостита и повышению упругой деформации сплава до предела прочности 1200-1900 МПа и пределу текучести 1100-1200 МПа. При этом проведение закалки изотермически – при постоянной температуре – положительно сказывается на показателях пластичности и вязкости материала.

Стали данного типа обладают хорошими антикоррозионными свойствами из-за наличия в составе сплава таких легирующих добавок как хром и молибден. Это положительно сказывается на длительности эксплуатации и препятствует образованию трещин во время работы.

Стоит отметить так же несколько основных недостатков рессорно-пружинной стали:

плохая свариваемость – это обусловлено разрушением наружного слоя материала и локальном перегреве детали;
сложность резки – некоторые трудности возникают при попытках реза такого типа стали, связанно это напрямую с большим сопротивление деформации.

Классификация пружинных сталей

Для начала разберем маркировку такого типа материала, чаще всего она имеет вид «50А2БВГ», где:
50 – содержание углерода в долях процента;
А2 – легирующий элемент №1 и его содержание в процентах;
Б,В,Г – легирующие элементы №2,3,4 и т.д.

Важно! Если после обозначения легирующего элемента не стоит число, значит, его массовое содержание не превышает 1.5%, если число 2 – массовая доля больше 1,5%, но меньше 2,5%, если 3 – массовая доля выше 2,5%.

Например, сталь 50ХГФ – это сплав, в котором содержание углерода составляет 0,50%, и легирующие компоненты хром, марганец и ванадий составляют меньше 1,5%.

Если в маркировке стали есть только цифра, например, ст 50, ст 65 и др., это обозначает, что она относится к углеродистым сталям, а если в названии есть минимум 2 элемента, такая рессорно-пружинная сталь относится к легированным.

Рассмотрим основные классификации данного типа:

По способу обработки:
1. Кованный и горячекатаный.
2. Калиброванный.
3. Со специальной обработкой наружных поверхностей.
4. Горячекатаный круглый с обточенной поверхностью.
По химическому составу стали:
1. Качественная.
2. Высококачественная.

Марка рессорно-пружинной стали дает возможность определить её конструкционные и физико-химические свойства, определить область использования и возможности по механической обработке.

Область использования пружинной стали

Исходя из названия, можно сделать вывод, что данный вид предназначен для использования в областях, связанных с большими упругими деформациями, растяжением, скручиванием. Применяют такую сталь для изготовления всевозможных видов пружин для разнообразного технологического оборудования, полосок стали под рессоры, суппорты и прочее.
Основные области использования:

производство рессор автомобилей и тяжелой техники;
производство пружин для технологично оборудования, при этом это относится к пружинам на сжатие и растяжение;
пружины плоские, цилиндрические, сложные из прутков различных сечений и др.
упругие элементы тяжелой техники, станкового оборудования;
пружины тракторной техники и локомотивной техники;
ножи земельной техники;
блокировочные и тормозные устройства;
обоймы подшипников.

Рассмотрим сводную таблицу самых распространенных марок рессорно-пружинных сталей с указанием их маркировки и области применения:

Маркировка	Основные легирующие компоненты	Эксплуатационные особенности
50ХГ	Хром, марганец	Рессоры автомобилей, пружины железнодорожной техники
50ХСА	Хром, кремний, азот	Упругие элементы часовой техники
55ХГР	Хром, марганец, бор	Штамповка пластин рессор
60С2	Кремний	Валы с нагрузкой на скручивание, цанги, подпружиненные шайбы
60Г	Марганец	Пружинные кольца, бандажи, тормозные башмаки
65	—	Детали, работающие в условиях высокого трения
65С2ВА	Кремний, вольфрам, азот	Рессоры и пружины, работающие под высокой динамической нагрузкой
70Г2	Марганец	Ножи для землеройных машин
70С3А	Кремний, азот	Тяжело нагруженные пружины механизмов
85	—	Фрикционные диски с высокой прочностью

Как видно из таблицы, величина и количество легирующих присадок напрямую отвечают за износостойкость и механическую прочность деталей. Видно, что с повышение содержания углерода от 0,5% до 0,85% увеличивается прочность и упругость материала, хром препятствует образованию ржавчины, вольфрам повышает твердость и красностойкость стали, а марганец увеличивает стойкость к ударам.

При выборе ножа очень важно учитывать материал, из которого он изготовлен. Ведь для выполнения различных функций лезвие должно быть не только острым, но и прочным. К тому же, нужно обращать внимание, чтобы клинки не тупились и не гнулись при незначительной нагрузке. Эти свойства зависят от материала, из которых изготовлены ножи . В зависимости от задач, которые нож должен выполнять, будь то нож для разделки, охотничий или туристический, отличаются и характеристики материала.

Ножи из рессоры , несомненно, были самыми популярными среди людей, мало-мальски имеющих отношение к машинам. Их действительно изготавливали из рессор старых автомобилей, поскольку это был один из самых доступных материалов. При этом ножи использовались, как на кухне для резки продуктов, так и для бытовых нужд.

Сейчас рессорная сталь не сдает своих позиций и довольно распространена в производстве ножей.

Почему именно рессора автомобиля?

Во-первых, благодаря «идеальности» наших дорог, этот элемент ходовой часто приходил в негодность, поэтому и славился своей доступностью, и его часто можно было встретить на дорогах и в гаражах простых граждан.
Во-вторых, в конструкции рессоры используется несколько листов углеродистой стали. Вот из этих листов в домашних условиях можно было изготовить множество ножей.
В-третьих, рессорная сталь обладает высокой эластичностью, поэтому ее обработка возможна для всех желающих, имеющих минимальный набор инструментов и приспособлений.

В чем же особенность ножа из рессоры?

Здесь, в первую очередь, нужно упомянуть об особенностях стали, из которой изготовлен клинок. В производстве ее называют конструкционной рессорно-пружинной сталью 65Г, и, как понятно из названия, ее применяют в изготовлении пружин, пружинных рессор, шайб и других деталей, работающих без ударных нагрузок. Она считается одной из самых дешевых марок углеродистой стали, однако она обладает хорошей гибкостью и ударной вязкостью, что облегчает процесс ее обработки. К тому же этому виду материала присуща хорошая твердость, что играет не последнюю роль при выборе ножа .

Наличие в стали кремния, марганца, хрома и никеля обеспечивает высокую упругость и закаливание. В качестве антикоррозийной защиты применяют оцинковку. Однако на практике этого оказывается недостаточно, и самым большим недостатком этого материала остается высокая склонность к коррозии. Все же сталь 65Г обладает большими преимуществами, и получила широкое применение в производстве различных инструментов, для которых важной особенностью является износостойкость.

Применение рессорной стали

Из-за своей универсальности, обусловленной характеристиками стали, нож из рессоры изготавливается как в домашних условиях, так и серийно. Это могут быть кухонные ножи, которые прекрасно режут продукты и разделывают мясо, армейские, туристические и ножи для выживания, способные открыть жестяную банку консервов либо заточить кол.

Из стали 65Г производят также цельнометаллические мачете и топоры, поскольку их клинки отлично подходят для рубки. Из рессорного листа недорого и быстро можно выковать меч, и многие реконструкторы используют эту сталь в своем хобби. К сожалению, рессорная сталь является ржавеющей, поэтому она не подходит для подводного плавания.

Кухонный нож

Широкое использование нож из рессоры получил на кухне. Тогда многие имели доступ к этому материалу и пытались использовать его как можно максимально. Хорошие ножи серийного производства иногда были не по карману обычной семье, но для резки продуктов дорогие приборы и не требовались. Поэтому, из рессор мастерили универсальные ножи и с разнообразными самодельными рукоятями из эпоксидной смолы, дерева или обычной изоленты. Такие ножи не славятся выдающимися характеристиками, но со своей задачей справляются отлично.

Туристический нож

Нож из рессоры прекрасно подойдет для применения в диких условиях. Обычно нагрузка на него невелика. Но, стоит учитывать, что если сталь была недостаточно закалена, клинок затупится на первой же консервной банке. Заточить кол не представляет проблемы для такого ножа, однако следует остерегаться влаги – рессорная сталь подвержена коррозии.

Армейский нож

Прекрасные свойства рессорной стали позволяют создать хорошие тактические ножи. Благодаря прочности этого металла, они без проблем разрезают веревки, ткань, их можно использовать для бытовых целей, а также при спасательных работах. Но все же, в военных условиях предпочтение отдается ножам из нержавеющей стали.

Топор, мачете, меч

Что касается орудий посолидней, то для их изготовления необходима как листовая сталь, так и специально приобретенная на производстве. Сталь 65Г обладает такой прочностью, что используется в ковшах бульдозера, скрепераи другой техники. Понятно, что на прочность материала влияет и толщина, поэтому для изготовления более крупных орудий потребуется рессора от грузовика или специально заказанная на заводе.

При правильной обработке и надлежащем уходе из рессорной стали выходят отличные топоры, которые пригодятся в хозяйстве для рубки небольших предметов. Из длинного листа получится и такое экзотическое орудие как мачете, которое с легкостью справится с ветками или кустарниками. Благодаря хорошей ударной вязкости стали 65Г, в домашних условиях можно изготовить даже самый передовой мачете, прямой, изогнутый или с зазубринами. Таким же образом происходит и изготовление меча.

Изготовление ножа из рессоры дома

Как уже отмечалось, благодаря доступности и простоте обработки, ножи из рессорной стали можно изготавливать в домашних условиях. На первый взгляд, в этом нет ничего сложного, но все же нужно знать некоторые особенности, влияющие на качество выходного продукта. В Интернете можно найти множество видео с описанием процесса ковки, закаливания клинка и изготовления рукояти.

В целом, из рессорной стали можно изготовить как профессиональное холодное оружие с замечательными характеристиками и изящной формы, так и обычные ножи для бытовых нужд, которые не уступают в долговечности и прочности.

Для начала следует определиться, для каких целей, и что именно будет сделано. Если это кухонный нож, то подойдет любой лист. А если вы хотите изготовить мачете, меч или топор, то лучше выбрать рессору от грузовой машины. Конечно, для изготовления ножей с лучшими характеристиками лучше приобрести сталь на производстве. Для бытовых целей пригодитсястарый использованный материал. Рессорный лист может быть толщиной от 5 до 8 мм, в зависимости от автомобиля. Сталь для грузовых машин традиционно крепче, поэтому ее следует использовать для длинных крепких клинков.

Следующим шагом может быть обычная заточка одного или обоих краев рессоры. Если нужно сделать изделие тоньше, для этой задачи подойдет крупный наждак или камень для заточки. Конечно, данная процедура займет немало времени, но результат того стоит.

С помощью ковки создается форма ножа и меняется его ширина. Закалка стали улучшает качество материала, нагревание в масле придает ей черный цвет (воронение), что также дает дополнительную защиту от коррозии. К тому же, ножи из вороненой стали выглядят очень эффектно.

Рессорная сталь для ножа позволяет с легкостью наносить на клинок гравировку или создавать на нем желоба. По желанию можно выполнить клинок с односторонней или двухсторонней заточкой. Также очень важной деталью в ноже является рукоять. Она должна быть удобной для руки и может быть выполнена из эпоксидной смолы, дерева, металла и кости.

Даже с учетом недостатков рессорной стали 65Г, она не потеряла своей популярности и позволяет изготовлять ножи для различных нужд, которые славятся прочностью и долговечностью.

Главное отличие данной разновидности металлопродукции от аналогов – увеличенный (причем значительно) предел текучести. Эта особенность пружинной стали дает возможность всем образцам, которые из нее изготовлены, восстанавливать свою форму после устранения причин, вызвавших деформацию. Разберемся с марками пружинной стали и спецификой и ее использования.

ТУ на продукцию из пружинной стали, сортамент и ряд других параметров определены соответствующими ГОСТ. Для проката – № 14959 от 1979, для пружин – № 13764 от 1986 годов.

Обозначение стали

Оно довольно сложное, с некоторыми оговорками касательно отдельных ее марок. Например, по суммарной массе остаточных долей компонентов. Но в общем виде маркировка следующая:

Позиции (слева направо)

Первая – масса углерода, выраженная сотыми долями процента (2 цифры).
Вторая – легирующий элемент (одна или несколько букв).
Третья – его доля, округленная до целого значения (цифры). Их отсутствие свидетельствует о том, то данный показатель не превышает 1,5%.

Классификация сталей пружинных

Марки и специфика применения пружинной стали

50ХГ (ХГА) – рессоры, пружины всех видов транспорта, в том числе, ж/д.

50ХГ ФА – для изделий особого назначения.
50ХСА – в основном для часовых пружин.
50ХФА – измерительные ленты; детали, подвергающиеся повышенному нагреву (до +300 ºС); конструктивные элементы, отвечающие высоким требованиям по усталостной прочности.

51ХФА – то же, что и для аналога 50-й серии. Кроме того, изготовление пружинной проволоки сечением до 5,5 мм; лент и катанки.

55С2 (С2А, С2ГФ) – рессоры, пружины и тому подобное.

55ХГР – полосовая сталь для рессор от 3 до 24 мм толщиной.

60Г – любые детали пружинного типа, которые должны соответствовать высоким требованиям по износостойкости и упругости.

60С2 (С2А, С2Г, С2Н2А, С2ХА) – диски фрикционные, рессоры и пружины категории «высоконагруженные».

60С2ФХА – аналогичные детали, материалом для изготовления которых является сталь крупная, калиброванная.

65 – для деталей, испытывающих значительные вибрации и подвергающихся трению в процессе эксплуатации механизмов.

65Г – для конструктивных элементов, не подвергающихся ударным нагрузкам, высокой износостойкости.
65ГА – проволока, прошедшая термообработку (1,2 – 5,5 мм).
65С2ВА – высоконагруженные детали (рессоры, пружины и так далее).

68 (ГА) – аналогично 65ГА.

70 (Г) – аналогично 60Г.

70Г2 – то же; кроме того, часто используется при изготовлении ножей землеройных механизмов.
70С2ХА (С3А) – см. 65С2ВА.
70ФГФА – см. 65ГА.

75, 80, 85 – пружины различной конфигурации (плоские, круглые), к которым предъявляются повышенные требования по основным параметрам – износостойкость, упругость, прочность.

SL, SH, SM, ДН, ДМ – для пружинных изделий, которые эксплуатируются в условиях как статических, так и динамических нагрузок.

КТ-2. Такая пружинная сталь используется в производстве холоднокатаной, из которой делают пружины без закалки, с холодной же навивкой.

Автор обращает внимание, что приведенная информация – общего характера, так как использование подобных сталей не ограничивается лишь изготовлением рессор, фрикционных элементов и пружин. Спектр применения более широкий. Например, струны для фортепиано. Кроме того, эта сталь может быть не только в виде проволоки, но и в листовом исполнении. Для более детального ознакомления с данной продукцией следует обратиться к указанным ГОСТ.

К конструкционным углеродистым или высокоуглеродистым относят сталь рессорно - пружинную. Для придания ей узконаправленных свойств легируется в небольших количествах 2-3 элементами, в общей сумме до 2,5 %. Но применение этих марок сталей не ограничивается только изготовлением пружин. Называют эту группу так, из-за того, что название это наиболее сильно отражает их главную особенность — упругость.

Характеристики пружинных сталей

Пружинные стали характеризуются повышенным пределом текучести (δ В) и упругости. Это важнейшая характеристика металла — выдерживать механические нагрузки без изменений своей первоначальной формы. Т.е. металл, подвергающийся растяжению или наоборот сжатию (упругой деформации), после снятия с него действующих сил, должен оставаться в первоначальной форме (без остаточной деформации).

Марки и область применения пружинной стали

По наличию дополнительных свойств пружинная сталь подразделяется на легированную (нержавеющую) и углеродистую. За основу легированной стали берется углеродистая с содержанием С 65-85 % и легируется 4 основными элементами, всеми или выборочно, каждый из которых вносит свои особенности:

хром;
марганец;
кремний;
вольфрам.

Хром — при концентрации более 13 % работает на обеспечение коррозионной стойкости металла. При концентрации хрома около 30 % изделие может работать в агрессивных средах: кислотной (кроме серной кислоты), щелочной, водной. Коррозионная пружинная сталь всегда легируется вторым сопутствующим элементом — вольфрамом и/ или марганцем. Рабочая t до 250 °C.

Вольфрам — тугоплавкое вещество. При попадании его порошка в расплав, образует многочисленные центры кристаллизации, измельчая зерно, что приводит к повышению пластичности без потери прочности. Это привносит свои плюсы: качество такой структуры остается очень высоким при нагреве и интенсивном истирании поверхности. При термической обработке этот элемент сохраняет мелкозернистую структуру, исключает разупрочнение стали при нагреве (в процессе эксплуатации) и дислокацию. Во время закалки увеличивает прокаливаемость, в результате чего структура получает однородность на большую глубину, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный срок изделия.

Марганец и кремний — обычно участвуют в легировании обоюдно, причем соотношение всегда увеличивается в пользу марганца, примерно до 1,5 раз. Т. е. если содержание кремния 1 %, то марганец добавляется в количестве 1,1-1,5 %.

Тугоплавкий кремний является не карбидообразующим элементом. При попадании его в расплав одним из первых принимает участие в кристаллизации, выталкивая при этом карбиды углерода к границам зерен, что соответственно приводит к упрочнению металла.

Марганец можно назвать стабилизатором структуры. Одновременно искажая решетку металла и упрочняя его, марганец устраняет излишнюю прочность кремния.

В некоторые марки сталей (при работе изделия в высокотемпературных условиях, при t выше 300 ºC) в сталь присаживают никель. Он исключает образование карбидов хрома по границам зерен, которые приводят к разрушению матрицы.

Ванадий также может являться легирующим элементом, его функция похожа на действие вольфрама.

В пружинных марках оговаривается такой элемент как медь, содержание ее не должно превышать 0,15 %. Т. к. являясь легкоплавким веществом, медь концентрируется на границах зерен, снижая прочность.

К пружинным маркам относят: 50ХГ, 3К-7, 65Г, 65ГА, 50ХГФА, 50ХФА, 51ХФА, 50ХСА, 55С2, 55С2А, 55С2ГФ, 55ХГР, 60Г, 60С2, 60С2А, 605, 70, 70Г,75, 80, 85, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА, 68А, 68ГА, 70Г2, 70С2ХА, 70С3А, 70ХГФА, SH, SL, SM, ДМ, ДН, КТ-2.

Марки такой стали используются для изготовления не только пружин и рессор, хотя это основное их назначение, которое характеризует основное свойство. Их применяют везде, где есть необходимость предать изделию упругость, одновременно пластичность и прочность. Все детали, которые изготавливают из этих марок, подвержены: растяжению и сжатию. Многие их них испытывают нагрузки, периодически сменяющие друг друга, причем с огромной циклической частотой. Это:

корпуса подшипников, которые испытывают в каждой точке сжатие и растяжение с высокой периодичностью;
фрикционные диски, испытывающие динамические нагрузки и сжатие;
упорные шайбы, основное время они испытывают нагрузки на сжатие, но к ним можно присовокупить и резкое изменение на растяжение;
тормозные ленты, для которых одним из главнейших задач является упругость при многократно повторяющемся растяжении. При такой динамике с усиленным старением и износом более прочная сталь (с меньшей упругостью) подвержена быстрому старению и внезапному разрушению.

Тоже касается и шестерней, фланцев, шайб, цанг и т. д.

Маркировка

Пружинно-рессорные стали можно сгруппировать по позициям:

нелегированные с содержанием углерода 65-85 % — недорогая сталь общего назначения;
марганцево-кремниевые — наиболее дешевая с высокими физико-химическими показателями;
хромо-марганцевые — нержавеющая сталь, работает в агрессивных средах при t -250 +250 C;
дополнительно легированные и/или вольфрамом, ванадием, бором — представляют собой стали с повышенным ресурсом работы благодаря однородной структуре, отличным соотношением прочности и пластичности благодаря измельченному зерну и выдерживает высокие механические нагрузки. Используются на таких объектах как ЖД транспорт.

Маркировка пружинных сталей проводиться следующим образом. Разберем на примере 60С2ХФА:

60 — процентное содержание углерода в десятых долях (углерод не указывается в буквенном значении);
С2 — буквенное обозначение кремния с индексом 2, обозначает увеличенное стандартное содержание (1-1,5 %) в 2 раза;
Х — наличие хрома до 0,9-1 %;
Ф — содержание вольфрама до 1 %;
А — добавленный буквенный индекс А в конце маркировки обозначает минимальное содержание вредных примесей фосфора и серы, не более 0,015 %.

Производство

В зависимости от дальнейшей обработки и окончательно вида детали, сталь поставляется в листах, проволоке, шестигранниках, квадратах. Высокие эксплуатационные качества изделия обеспечиваются 2 составляющими:

структурой металла, которая определяется химическим составом и последующей обработкой;
наличием в структуре неметаллических включений, точнее минимальным количеством и размерами, что устраняется на этапе выплавки и разливки;
формой детали (спираль, дуга) и ее размерами, что определяется расчетным методом.

При растягивании пружины, внутренние и наружные стороны витков испытывают различные степени нагрузки: внешние меньше подвержены растяжению, в то время как внутренние испытывают наибольшую степень деформации. Тоже касается и концов пружины: они служат местом крепления, что увеличивает нагрузку в этих и граничащих местах. Поэтому разработаны марки стали, которые предпочтительно используются на сжатие либо растяжение.

Термомеханическая обработка

Все без исключения пружинные стали повергаются термомеханической обработке. После нее прочность и износостойкость способна увеличиться в 2 раза. Форму изделию придают в отожженном состоянии, когда сталь имеет максимально возможную мягкость, после чего нагревают до 830-870 С и охлаждают в масляной или водной среде (только для марки 60 СА). Полученный мартенсит отпускают при температуре 480 ºC.

Статьи по теме