Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) è uno dei principali acciai che uso per i miei coltelli da cucina. È classificato come un acciaio ipereutettoide per utensili da lavoro a freddo che è tipicamente usato per stampi di tranciatura, taglierine, lame di cesoia, stampi di formatura, zigrinature, calibri (spina e filo), punzoni, stampi di rifilatura, ecc.
Le prestazioni di un utensile (in questo caso una lama di coltello) dipendono dal design dell’utensile, dalla precisione con cui l’utensile è fatto, dalla scelta dell’acciaio e dalla scelta del trattamento termico.
Bohler K110 Composizione chimica (% media)
C: 1,55, Mn: 0,30 , Si: 0,30, Cr: 11.30%. V: 0.75, e Mo: 0.75.
Perché mi piace
- L’alto contenuto di carbonio per un’alta durezza: 60+HRC
- Alta resistenza all’usura. Circa 8 volte quella degli acciai al carbonio semplice a causa della presenza di carburi.
- Inossidabile. Bene quasi. A causa dell’alta percentuale di carbonio nell’acciaio, tira fuori la maggior parte del 12% di cromo in carburi di cromo, il che lascia circa il 5,8% rimanente per la resistenza alle macchie.
- Stabilità durante il trattamento termico.
- D2 è stato utilizzato in molti coltelli, notoriamente da produttori come Bob Dozier.
- Buona ritenzione del bordo: Meglio di N690, ATS-34/154CM e 440C.
Concernenze
- Le alte temperature di autolizzazione aumentano / grossolano la dimensione del grano. che non è desiderato in lame di coltello come diminuisce la tenacità.
- La protezione durante il trattamento termico è vitale poiché un’atmosfera aperta dà fino a .014″(.35mm) strato di decarbonizzazione e una perdita notevole di elementi di lega.
- I tempi di mantenimento più lunghi aumentano la dissoluzione dei carburi con conseguente aumento della durezza as-quenched. Ma la tenacità è diminuita.
La ricetta del trattamento termico:
- L’obiettivo è quello di ridurre la dimensione del grano, distribuire i carburi uniformemente in tutta la matrice, e ottenere 60+ HRC, minimizzando l’austenite trattenuta.
PreQuench:
- Cottura intercritica mediante riscaldamento e mantenimento ad una temperatura compresa tra Ac1 e Ac3 (830°C) per ottenere una parziale austenitizzazione. Questo è seguito da un lento raffreddamento in forno o dall’uso di vermiculite o di un altro mezzo isolante, che porta alla microstruttura finale di carburi sferoidali distribuiti uniformemente in una matrice di ferrite.
- Subcritica / Sferoidizzazione: mediante riscaldamento a temperature inferiori (690-720°C) e tempi di mantenimento più lunghi (15 min).
Austinizzazione
- Si dovrebbe evitare una temperatura di austenitizzazione elevata.
- Il rivestimento/protezione dovrebbe essere usato per evitare la decarbonizzazione, poiché il nucleo a più alto contenuto di carbonio può espandersi e mettere lo strato esterno sotto tensione.
- Temperatura di austenitizzazione: 1025°C (temperatura ideale se non si usa il cryo)
- Tempo di ammollo: 15-30 min
Quench:
Tendo ad usare piastre di alluminio per temprare la lama. Questo mantiene le lame dritte e vere. Un quench a piastre è un po’ più veloce del raffreddamento in aria (nonostante gli acciai siano “air hardening”), ma è ancora abbastanza lento da non sottoporre l’acciaio a sollecitazioni eccessive e rischiare la rottura.
È possibile eseguire il quench a piastre con la lamina inox che copre ancora la lama.
Trattamento freddo / criogenico.
Nell’austenite altamente legata, una frazione considerevole dell’austenite potrebbe essere trattenuta nella microstruttura a temperatura ambiente (10% RA), risultando in una durezza molto più bassa di quella prevista per microstrutture più completamente trasformate.
Il trattamento criogenico promuove la trasformazione dell’austenite trattenuta in martensite, affina la dimensione dei carburi secondari, aumenta la loro quantità e densità di popolazione, e porta alla loro distribuzione più uniforme nelle microstrutture, a temperature criogeniche, che è attribuita a una migliore durezza e resistenza all’usura (fino a 817%) dell’acciaio.
Anche un trattamento a freddo (4% RA) può dare risultati benefici, ma temperature criogeniche basse o profonde (-196°C) sono migliori (0% RA). D2 ha un punto Mf sotto la temperatura ambiente -125,1°C, il che significa che è necessario un trattamento sotto zero.
Il tempo in azoto liquido o ghiaccio secco non deve essere più lungo di quello necessario al coltello per raggiungere le temperature fredde. In altre parole, 30-60 minuti sono sufficienti.
NB! Per essere efficace, il trattamento criogenico dovrebbe essere eseguito il più presto possibile dopo la tempra e prima del rinvenimento. Questo perché il RA si trasforma in martensite non temperata che è fragile e deve essere temperata. Cioè: non fare un rinvenimento rapido su K110 (D2) se stai facendo un trattamento a freddo.
Temperatura
La tempera riduce le tensioni residue, aumenta la duttilità, la tenacità e assicura la stabilità dimensionale.
La tempera della martensite temprata precipita carburi fini, che sono chiamati carburi di transizione.
La tempera 3 volte in confronto a 2 volte, può aumentare la tenacità fino al 25%. Ciò è dovuto alla distribuzione ottimale degli elementi di lega tra i carburi e la matrice, alla distribuzione più fine dei carburi e alla periodizzazione dei carburi sui confini interfacciali della martensite.
Immergere per almeno sessanta (60) minuti, ritirare dal forno e lasciare raffreddare all’aria. Il secondo e il terzo rinvenimento dovrebbero essere una ripetizione del primo. (Cioè: mantenere le temperature e la durata costanti)
- Temperatura: 205°C
- Tempo: 2 – 3 volte
- Durata: 1 ora (60 minuti)
Sommario:
- 1025°C e 205°C di tempra dovrebbero equivalere a 63HRC (Impatto 1.4)
- 1038°C e 205°C di tempra dovrebbero equivalere a 62HRC (Impatto 1.9)
- 1065°C e 205°C di tempra dovrebbero equivalere a 60HRC (Impatto 1.8)
Links:
- Foglio tecnico Kohler K110
- Trattamento termico e comportamento di tenacità degli acciai per utensili (D2 e H13) per lame da taglio di Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
- Valutazione del trattamento criogenico nella destabilizzazione dell’austenite trattenuta nell’acciaio AISI D2 di R. Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- Tutto sull’acciaio D2 – Sviluppo, uso nei coltelli e proprietà
- Quanto cromo in più ha bisogno il D2 per essere inossidabile? Parte I. Microstruttura e durezza 2010
- Confronto degli effetti del trattamento criogenico su diversi tipi di acciai: Una revisione
- Ingegneria del coltello: Steel, Heat Treating, and Geometry by Dr. Larrin Thomas
Disclaimer:
Tutte le informazioni di cui sopra sono tratte dalle mie letture di articoli di ricerca, post di forum e discussioni con persone. Non sono un metallurgista e quanto sopra è presentato qui a beneficio di tutti i coltellinai. Non siete obbligati a seguirle e non sarò ritenuto responsabile per qualsiasi perdita o danno che potreste sperimentare.