Порошкова сталь - що це таке

Що таке порошкова сталь?

Сталі порошкової металургії (ПМС) - це еволюція виробництва сталі в 21 столітті, що дозволяє отримувати метал, здатний витримувати величезні навантаження і високі температури. У 1960-х роках американці почали активно впроваджувати різні добавки в сплави, щоб отримати сталі, придатні для найскладніших промислових застосувань. Тоді порошкова сталь, або сталь з частинок, стала рішенням для отримання найбільш надійних і довговічних сплавів.

Порошкова сталь (або сталь для металургії частинок) має дуже дрібне зерно крихітних сталевих частинок, що утворюють однорідну мікроструктуру. Порошкова сталь також відома як порошкова швидкорізальна інструментальна сталь, оскільки використовується у виробництві промислових інструментів, здатних різати сталь і витримувати подібні екстремальні режими експлуатації. 

Сталь порошкової металургії сьогодні викликає справжній ажіотаж у світі ножів. Якщо ніж на замовлення виготовлений з порошкової сталі, то він, як правило, коштує дорожче, ніж звичайний. Виробники з США - першопрохідці, але не піонери в цій справі. Саме вони першими почали використовувати преміальні сплави такого типу - звідси і така цінова політика. Але, звичайно, справа не тільки в цьому: порошкові сталі мають багато особливостей і відмінностей від інших типів сталей. Спробуємо розібратися в цьому питанні і розглянути, крім порошкової сталі, ще й ковану сталь.

Технологія її створення відома з "глибокої давнини": ще в 17 столітті до нашої ери індіанці виготовляли залізний стовп подібним способом. Захоплення полягає в тому, що вона збереглася до наших днів. Однак більш широке поширення і популярність порошкові сталі отримали в 60-х роках 20 століття, коли американці почали активно вводити в сплави різні легуючі добавки, щоб зробити їх більш надійними і довговічними.

Як виробляється порошкова сталь?

Порошкові сталі виробляються за допомогою особливого виробничого процесу, в результаті якого утворюється надзвичайно дрібнозерниста структура металу, що забезпечує видатні металургійні властивості та багатий хімічний склад. Делікатний метод виробництва порошкової сталі вимагає виконання в лабораторії, а не на металургійному заводі. 

Принцип виробництва порошкової сталі полягає в спіканні металу до дрібнозернистої структури, пов'язаної в єдину мікротекстуру. Газове розпилення використовується для викидання через вузьке сопло потоку надгарячої зрідженої сталі через азотні розпилювачі, які швидко охолоджують і застигають, перетворюючи метал на дрібний, ідеально однорідний порошок. Ця технологія дозволяє досягти надзвичайно рівномірного розподілу - особливо карбідів - на рівні частинок. За умови правильного перемішування сплаву не буде слабких місць, а структура суміші буде рівномірною по всьому злитку. Потім металевий порошок пресується під високим тиском і температурою в придатні для роботи сталеві злитки, які далі обробляються як звичайний метал.

Чому порошкова сталь краща?

Процес виробництва сталі методом порошкової металургії дорожчий, але він забезпечує значні переваги з точки зору експлуатаційних властивостей металу. Специфічна мікроструктура сталі порошкової металургії (рівномірний розподіл частинок) забезпечує лезу підвищену в'язкість, кращу зносостійкість, чистішу обробку та кращу здатність до шліфування. Порошкова сталь також може досягати більш високих марок сплаву і може піддаватися термічній обробці при більш високій температурі з меншим ризиком руйнування. Однорідність текстури від частини до частини забезпечує кращу якість продукції, тоді як форми і суміші матеріалу можуть бути дуже гнучкими. Крім того, за цією технологією фактично немає відходів металу: будь-які залишки можуть бути перероблені на порошок, і цикл можна повторювати. Таким чином, процес виробництва сталі методом порошкової металургії є ресурсозберігаючою технологією. Багаторазове використання металевого порошку може бути досить універсальним для створення різноманітних компонентів сплавів.

Чи підходить порошкова сталь для ножів?

Порошкова сталь - одна з останніх інновацій у виробництві сталі, яка використовується у виробництві ножів. Завдяки порошковій сталі леза ножів працюють на максимальному рівні з набагато меншим ризиком поломки, що особливо важливо для ножів.

Звичайно, використання передової технології може коштувати бомбу: ножі з порошкових сталей дорогі і рідкісні, оскільки їх складно виробляти. Щоб правильно виконати складний процес виготовлення та термообробки цих сталей, потрібні знання та майстерність досвідченого майстра, який володіє відповідними навичками. Однак результат того вартий: правильно виготовлені ножі з порошкової сталі є вершиною ножового мистецтва. Вони мають надзвичайно високу твердість (до 67 одиниць за Роквеллом С), високу в'язкість, достатню корозійну стійкість, а специфічна мікроструктура забезпечує чудову гостроту і відмінне утримання кромки (лезо залишається гострим набагато довше, ніж у інших традиційних сталей).

Склад порошкової сталі

До складу готових порошкових сталей входять мартенсит, карбіди та різні неметалеві включення. Мартенситна основа твердіша і крихкіша за карбіди - тому саме щільність і рівномірність розподілу карбідів визначають міцність і надійність кінцевого продукту, леза ножа. У процесі виробництва порошкової сталі всі компоненти металу проходять процес кристалізації, щоб потім стати однорідною сталлю. Швидкість і якість кристалізації можна збільшити, щоб поліпшити розподіл компонентів у порошковій сталі. Під час виробничого процесу можна додавати різноманітні компоненти для модифікації конкретних функціональних характеристик або зовнішнього вигляду сталевого сплаву.

Унікальність порошкової сталі

Порошкові сталі забезпечують матеріал, який є максимально міцним і надійним - тому армійські ножі, мисливські та рибальські ножі часто виготовляються з порошкових сталей. Такі ножі славляться своєю надзвичайною гостротою - більшість з них можуть легко розрізати папір лише одним рухом. Професійна обробка та правильний догляд дозволяють таким ножам залишатися надзвичайно гострими неймовірно довго. Пам'ятайте, що ножі з порошкових сталей краще заточувати в майстерні або за допомогою спеціального інструменту, оскільки їхні надтонкі кромки вимагають обережного поводження.

Складна технологія та додаткові ресурси, необхідні для процесу виробництва порошкової сталі, роблять кінцеву продукцію дорожчою. Однак дорожнеча процесу компенсується високою якістю продукції та безвідходністю виробництва.