Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) is een van de belangrijkste staalsoorten die ik gebruik voor mijn keukenmessen. Het is geclassificeerd als een hypereutectoïde koudwerk gereedschapsstaal dat typisch wordt gebruikt voor blanking dies, slitting cutters, schaar messen, het vormen van matrijzen, kartels, gages (plug en draad), ponsen, trimmen sterft, enz.
De prestaties van een gereedschap (in dit geval een mes lemmet) is afhankelijk van het ontwerp van het gereedschap, de nauwkeurigheid waarmee het gereedschap is gemaakt, de keuze van het staal, en de keuze van de warmtebehandeling.
Bohler K110 Chemische samenstelling (gemiddeld %)
C: 1,55, Mn: 0,30 , Si: 0,30, Cr: 11.30%. V: 0,75, en Mo: 0,75.
Waarom ik het goed vind
- Het hoge koolstofgehalte voor hoge hardheid: 60+HRC
- Hoge slijtvastheid. Ongeveer 8 keer die van gewoon koolstofstaal door de aanwezigheid van carbiden.
- Zeer roestvrij. Goed bijna. Door het hoge percentage koolstof in het staal, trekt het het grootste deel van de 12% chroom eruit in chroomcarbiden, waardoor ongeveer 5,8% overblijft voor vlekbestendigheid.
- Stabiliteit tijdens warmtebehandeling.
- D2 is in veel messen gebruikt, beroemd geworden door makers als Bob Dozier.
- Goede randvastheid: Beter dan N690, ATS-34/154CM, en 440C.
Concerns
- Hoge Autiniseren temperaturen zal verhogen / coarsen korrelgrootte. die niet gewenst is in mes messen als het vermindert taaiheid.
- Bescherming tijdens de warmtebehandeling is van vitaal belang omdat een open atmosfeer tot .014″(.35mm) ontkolingslaag geeft en een merkbaar verlies van legeringselementen.
- Langere wachttijden zullen de ontbinding van carbiden verhogen resulterend in verhoogde as-quenched hardheid. Maar verminderde taaiheid.
Het warmtebehandelingsrecept:
- Het doel is om de korrelgrootte te verkleinen, de carbiden gelijkmatig over de matrix te verdelen, en 60+ HRC te verkrijgen, met een minimum aan achtergebleven austeniet.
PreQuench:
- Interkritisch gloeien door verhitting tot, en vasthouden aan, een temperatuur tussen Ac1 en Ac3 (830°C) om gedeeltelijke austenitisatie te verkrijgen. Dit wordt gevolgd door langzame afkoeling in de oven of het gebruik van vermiculiet of een ander isolerend medium, hetgeen leidt tot de uiteindelijke microstructuur van sferoïdale carbiden die gelijkmatig verdeeld zijn in een ferrietmatrix.
- Subkritisch / Sferoïdisatie: door verhitting bij lagere temperaturen (690-720°C) en langere wachttijden (15 min).
Austenitiseren
- Een hoge austenitiserende temperatuur moet vermeden worden.
- Beschermende coating/folie moet worden gebruikt om decarbonisatie te voorkomen, omdat de kern met een hoger koolstofgehalte kan uitzetten en de buitenste laag onder spanning zet.
- Austenitiseren Temperatuur: 1025°C (ideale temperatuur als u geen cryo gebruikt)
- Weken: 15-30 min
Quench:
Ik neig ertoe Aluminiumplaten te gebruiken om het blad te doven. Dit houdt de bladen recht en waar. Een plaat quench is een beetje sneller dan koeling in de lucht (ondanks de staalsoorten zijn “lucht hardening”), maar het is nog steeds traag genoeg om geen onnodige spanningen in het staal en het risico scheuren.
U kunt plaat quench met de roestvrij folie nog steeds op het blad.
Koude / Cryogene behandeling.
In hoog gelegeerd austeniet, kan een aanzienlijke fractie van het austeniet worden behouden in de microstructuur bij kamertemperatuur (10% RA), wat resulteert in een veel lagere hardheid dan verwacht voor meer volledig getransformeerde microstructuren.
De cryogene behandeling bevordert de transformatie van behouden austeniet in martensiet, verfijnt de grootte van de secundaire carbiden, verhoogt hun hoeveelheid en populatiedichtheid, en leidt tot hun meer uniforme verdeling in de microstructuren, bij cryogene temperaturen, wat wordt toegeschreven aan verbeterde hardheid en slijtvastheid (tot 817%) van het staal.
Zelfs een koude behandeling (4% RA) kan gunstige resultaten opleveren, maar ondiepe of diepe cryogene temperaturen (-196°C) zijn beter (0% RA). D2 heeft een Mf punt onder kamertemperatuur -125,1°C, wat betekent dat een sub-zero behandeling nodig is.
Tijd in vloeibare stikstof of droog ijs hoeft niet langer te zijn dan voor het mes om de koude temperaturen te bereiken. Met andere woorden 30-60 minuten is voldoende.
NB! Om effectief te zijn, moet de cryogene behandeling zo snel mogelijk na het afschrikken en voor het ontlaten worden uitgevoerd. Dit is omdat RA transformeert in niet getemperd martensiet dat bros is en moet worden ontlaten. D.w.z.: Doe geen snap temper op K110 (D2) als je een koude behandeling doet.
Tempering
Tempering vermindert restspanningen, verhoogt taaiheid, taaiheid, en verzekert dimensionale stabiliteit.
Tempering as-gequenched martensiet precipiteert fijne carbiden, die worden genoemd als overgang carbiden.
Tempering 3 keer in vergelijking met 2 keer, kan taaiheid verhogen met maximaal 25%. Dit is het gevolg van de optimale verdeling van legeringselementen tussen carbiden en de matrix, fijnere verdeling van carbiden, en periodisering van carbide op interfaciale martensietgrenzen.
Soepel gedurende minstens zestig (60) minuten, trek uit de oven en laat aan de lucht afkoelen. De tweede en derde harding moeten een herhaling zijn van de eerste. (D.w.z.: houd temperatuur en duur constant)
- Temperatur: 205°C
- Tijden: 2 – 3 maal
- Duur: 1 uur (60 minuten)
Samenvatting:
- 1025°C en 205°C temper zou gelijk moeten staan aan 63HRC (Impact 1.4)
- 1038°C en 205°C temper zou gelijk moeten staan aan 62HRC (Impact 1.9)
- 1065°C en 205°C temper zou gelijk moeten staan aan 60HRC (Impact 1.8)
Links:
- Bohler K110 Spec Sheet
- Warmtebehandeling en taaiheidsgedrag van gereedschapsstaal (D2 en H13) voor snijbladen door Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
- Evaluatie van de cryogene behandeling in de destabilisatie van austeniet dat vastgehouden wordt in AISI D2 staal door R. Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- All About D2 Steel – Development, Use in Knives, and Properties
- How much More Chromium Does D2 Need to be Stainless?
- Sub-zero behandelingen van AISI D2 staal: Deel I. Microstructuur en hardheid 2010
- Vergelijking van effecten van cryogene behandeling op verschillende staalsoorten: A Review
- Knife Engineering: Steel, Heat Treating, and Geometry door Dr. Larrin Thomas
Disclaimer:
Alle info hierboven is van mijn lectuur van onderzoekspapers, forumberichten, en discussies met mensen. Ik ben geen metaalbewerker en het bovenstaande wordt hier gepresenteerd ten behoeve van alle messenmakers. Je hoeft ze niet te volgen en ik ben niet verantwoordelijk voor verlies of schade die je zou kunnen ondervinden.