Порошковая сталь - что это такое

Что такое порошковая сталь?

Стали порошковой металлургии (СПМ) - это эволюция сталелитейного производства XXI века, обеспечивающая получение металла, способного выдерживать сильные удары и высокие температуры. В 1960-х годах американцы начали активно вводить в сплавы различные добавки для получения сталей, пригодных для самых сложных промышленных применений. Тогда и появилась порошковая сталь, или сталь с частицами, как решение для получения наиболее надежных и долговечных сплавов.

Порошковая сталь (или сталь с частицами) отличается очень мелким зерном мельчайших частиц стали, образующих однородную микроструктуру. Порошковая сталь также известна как порошковая быстрорежущая инструментальная сталь, поскольку используется для производства промышленного инструмента, способного резать сталь и выдерживать подобные экстремальные режимы работы. 

Порошковая металлургическая сталь вызывает сегодня настоящий ажиотаж в мире ножей. Если заказной нож изготовлен из порошковой стали, то он, как правило, стоит дороже обычного. Производители из США являются пионерами, но не первопроходцами в этом деле. Именно они первыми начали использовать премиальные сплавы такого типа - отсюда и такая ценовая политика. Но, конечно, дело не только в этом: порошковые стали имеют множество особенностей и отличий от других видов сталей. Попробуем разобраться в этом вопросе и рассмотрим, помимо порошковой стали, кованую сталь наряду с прокатом.

Технология ее создания известна с "древних времен": в XVII веке до н.э. индийцы подобным образом изготовили железную колонну. Интересно, что она сохранилась до наших дней. Однако более широкое распространение и известность порошковые стали получили в 60-х годах ХХ века, когда американцы стали активно вводить в сплавы различные легирующие добавки для придания им большей надежности и прочности.

Как производится порошковая сталь?

Порошковые стали производятся по особой технологии, в результате которой получается чрезвычайно мелкозернистая структура металла, обеспечивающая выдающиеся металлургические свойства и более богатый химический состав. Тонкий метод получения порошковой стали требует проведения работ в лаборатории, а не на металлургическом заводе. 

Принцип получения порошковой стали предполагает спекание металла в мелкозернистую структуру, скрепленную в устойчивый микрорельеф. При газовом распылении через узкое сопло выбрасывается струя сверхгорячей сжиженной стали через струи азота, которые быстро охлаждают и затвердевают металл, превращая его в мелкий, идеально однородный порошок. Эта технология позволяет добиться исключительно равномерного распределения карбидов, особенно карбидов, на уровне частиц. При условии правильного смешивания сплава в нем не будет слабых мест, а структура смеси будет равномерной по всему слитку. Затем металлический порошок под высоким давлением и температурой прессуется в пригодные для обработки слитки стали, которые в дальнейшем обрабатываются как обычный металл.

Почему порошковая сталь лучше?

Процесс получения стали методом порошковой металлургии является более дорогостоящим, однако он обеспечивает значительные преимущества по эксплуатационным свойствам металла. Особая микроструктура порошковой стали (равномерное распределение частиц) обеспечивает лезвию повышенную вязкость, лучшую износостойкость, чистоту обработки и улучшенную шлифуемость. Кроме того, порошковая сталь позволяет получать более высокие марки сплавов и может подвергаться термообработке при более высокой температуре с меньшим риском разрушения. Однородность текстуры от детали к детали обеспечивает более высокое качество продукции, а формы и смеси материала могут быть очень гибкими. Кроме того, при использовании данной технологии фактически отсутствуют отходы металла: остатки могут быть переработаны в порошок, и цикл повторяется. Таким образом, процесс производства стали методом порошковой металлургии является ресурсосберегающим. Повторное использование металлического порошка может быть достаточно универсальным для создания различных компонентов сплавов.

Подходит ли порошковая сталь для ножей?

Порошковая сталь - одна из последних инноваций в области производства стали, которая используется при изготовлении ножей. Порошковая сталь позволяет клинкам ножей работать на максимальном уровне с гораздо меньшим риском поломки, что особенно важно для ножей.

Конечно, использование передовой технологии может стоить дорого: ножи из порошковых сталей дороги и редки, так как их сложно производить. Требуется опыт и мастерство опытного ножедела, чтобы правильно выполнить сложный процесс изготовления и термообработки этих сталей. Однако результат того стоит: правильно изготовленные ножи из порошковой стали - это "фишка" ножевого дела. Они отличаются чрезвычайно высокой твердостью (до 67 по Роквеллу С), высокой вязкостью, хорошей коррозионной стойкостью, а особая микроструктура обеспечивает тонкую заточку и отличное сохранение кромки (клинок остается острым гораздо дольше, чем у других традиционных сталей).

Состав порошковой стали

В состав готовых порошковых сталей входят мартенсит, карбиды и различные неметаллические включения. Мартенситная основа более твердая и хрупкая, чем карбиды, поэтому именно от плотности и равномерности распределения карбидов во многом зависит прочность и надежность конечного изделия - лезвия ножа. В процессе производства порошковой стали все компоненты металла подвергаются кристаллизации, после чего превращаются в однородную сталь. Скорость и качество кристаллизации могут быть увеличены для улучшения распределения компонентов в порошковых сталях. В процессе производства можно добавлять различные компоненты для изменения функциональных характеристик или внешнего вида стального сплава.

Уникальность порошковой стали

Порошковые стали позволяют получить максимально прочный и надежный материал - поэтому из порошковых сталей часто изготавливают армейские, охотничьи и рыболовные ножи. Такие ножи славятся своей исключительной остротой - большинство из них могут легко разрезать бумагу одним движением. Профессиональная обработка и правильный уход сохраняют остроту таких ножей невероятно долгое время. Помните, что точить ножи из порошковых сталей лучше в мастерской или с помощью специального инструмента, поскольку их сверхтонкие кромки требуют бережного обращения.

Сложная технология и дополнительные ресурсы, необходимые для производства порошковой стали, делают конечную продукцию более дорогой. Однако дороговизна процесса компенсируется высоким качеством продукции и безотходностью производства.