ボーラーK110（AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379）は、私が包丁に使っている主要な鋼の一つです。 超共析の冷間加工工具鋼に分類され、ブランキングダイ、スリットカッター、シャーブレード、フォーミングダイ、ローレット、ゲージ（プラグとスレッド）、パンチ、トリミングダイなどによく使われます。
工具（この場合はナイフの刃）のパフォーマンスは、工具の設計、工具を作る精度、鋼の選択、熱処理の選択で決まります。
Bohler K110化学成分（平均％）
C：1.55, Mn: 0.30 , Si: 0.30, Cr: 11.30%. V：0.75、Mo：0.75。
Why I like it
- 高炭素含有による高硬度：60+HRC
- 高耐磨耗性を有する。 炭化物の存在により普通炭素鋼の約8倍。
- ステンレス製。 よくほとんど。 炭素の割合が高いため、12％のクロムのほとんどを炭化クロムに引き抜き、約5.8％を防汚のために残します。
- 熱処理時の安定性
- D2は多くのナイフに使用されており、ボブ・ドージャーなどのメーカーが有名である。
- 刃持ちが良い。
懸念事項
- 高い焼鈍温度は、靭性を低下させ、ナイフブレードに好ましくない粒度を増加/粗くする。
- 開放雰囲気では、脱炭酸の.014″（.35mm）層と合金元素の顕著な損失を与えるので、熱処理中の保護は重要です。
- 保持時間が長いと、炭化物の溶解が進み、焼入れ後の硬度が高くなります。 しかし、靭性は低下します。
熱処理レシピ：
- 目標は、粒径を小さくし、炭化物をマトリックス全体に均一に分散させ、60+ HRCを得る一方で、オーステナイトの保持を最小限にすることです。
PreQuench:
- Ac1 と Ac3 (830°C) の間の温度に加熱して保持し、部分的にオーステナイト化する臨界焼鈍。 この後、炉内で徐冷するか、バーミキュライトなどの断熱材を用いると、フェライトマトリックス中に球状炭化物が均一に分布した最終的な組織になる。
- 亜臨界/スフェロイド化：より低い温度（690-720℃）とより長い保持時間（15分）で加熱することにより。
オースチン化
- 高いオースチン化温度は避けなければならない。
- 炭素含有量の高い芯が膨張し、外層に張力がかかるため、脱炭を避けるために保護膜/箔を使用する必要があります。
- オーステナイト化温度。 1025℃（クライオを使用しない場合は理想的な温度）
- Soaking Time: 15-30 min
Quench:
私はアルミ板を使用して焼き入れを行うことが多いです。 そうすることで、刃がまっすぐで真直ぐな状態を保つことができます。 プレートクエンチは空冷より少し早いですが（鋼が「空気硬化」であるにもかかわらず）、それでも鋼に過度のストレスを与えず、クラックのリスクを避けるには十分遅いです。
ステンレスフォイルがまだ刃を覆っている状態でプレートクエンチできます。
冷間/低温処理
高合金オーステナイトでは、オーステナイトのかなりの部分が室温（10% RA）で微細構造に保持され、より完全に変化した微細構造の予想よりもはるかに低い硬度になる可能性があります。
極低温処理により、保持されたオーステナイトのマルテンサイトへの変態が促進され、二次炭化物のサイズが微細化し、その量と集団密度が増加し、極低温での微細構造中により均一に分布し、鋼の硬度および耐摩耗性が改善（最大817％）したとされています。
冷間処理（RA4％）でも有益な結果が得られるが、浅いまたは深い極低温（-196℃）の方が良い（RA0％）。 D2はMf点が室温より-125,1℃低いので、氷点下の処理が必要です。
液体窒素やドライアイスに浸す時間は、ナイフが低温になるまでの時間より短くする必要があります。 言い換えれば、30～60分で十分です。 効果的な低温処理を行うには、焼入れ後できるだけ早く、焼戻しの前に行う必要があります。 これはRAが焼き戻しされていないマルテンサイトに変態して脆くなり、焼き戻しが必要になるためです。 例：K110(D2)に冷間加工を施す場合は、スナップテンパリングを行わないこと。
Tempering
焼戻しにより残留応力を低減し、延性、靭性を高め、寸法安定性を確保する。
焼入れしたマルテンサイトを焼戻すと微細な炭化物が析出し、これは遷移炭化物と呼ばれる。
2回の焼戻しに比べ3回行うことにより最大25%の靱性を向上できる。 これは、炭化物とマトリックス間の合金元素の最適な分布、炭化物の微細な分布、界面マルテンサイト境界での炭化物の周期化などによるものである。
少なくとも60分間浸漬した後、炉から引き上げ、空気中で冷却します。 2回目、3回目の焼戻しは1回目の繰り返しが望ましい。 (つまり、温度と時間を一定にする)
- 焼戻し温度：205℃
- 回数：2～3回
- 時間：2～3時間。 1時間（60分）
まとめ。
- 1025℃と205℃の焼戻しは63HRC（衝撃1.4）に相当するはずです。
- 1038℃と205℃の焼戻しは62HRC（衝撃1.9）に相当するはずです。
- 1065℃ と205℃の焼戻しは60HRC（衝撃1.8）に相当します。
リンク集。
- Bohler K110 Spec Sheet
- Heat Treatment and Toughness Behavior of Tool Steels (D2 and H13) for Cutting Blades by Attaullah.Bhd. (Ayooq) Arain 1999
- Evaluation of the cryogenic treatment in destabilization of austenite retained in AISI D2 steel by R． Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- D2鋼のすべて-開発、ナイフへの使用、特性
- D2はどのくらいクロムを増やせばステンレスか
- AISI D2鋼のサブゼロ処理． Part I. Microstructure and hardness 2010
- Comparison of Effects of Cryogenic Treatment on Different Types of Steels: レビュー
- ナイフ工学: Steel, Heat Treating, and Geometry by Dr. Larrin Thomas
免責事項：
上記のすべての情報は、私が読んだ研究論文、フォーラムの投稿、および人々との議論から得たものです。 私は冶金学者ではありませんし、上記はすべてのナイフメーカーの利益のためにここに提示されています。 あなたがそれらに従う必要はありませんし、あなたが経験するかもしれない損失や損害について私は責任を負いません。