Cum și de ce tratez termic oțelul Bohler K110 (D2) în modul în care o fac | Topham Knife Co

Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) este unul dintre oțelurile principale pe care le folosesc pentru cuțitele mele de bucătărie. Este clasificat ca fiind un oțel pentru scule de prelucrat la rece hipereutectoid care este utilizat în mod obișnuit pentru matrițe de decupare, freze de tăiat, lame de forfecare, matrițe de formare, zimți, calibre (cu fișă și filet), perforatoare, matrițe de tăiat etc.

Performanțele unei scule (în acest caz, o lamă de cuțit) depind de proiectarea sculei, de precizia cu care este realizată, de alegerea oțelului și de alegerea tratamentului termic.

Bohler K110 Compoziție chimică (% mediu)

C: 1,55, Mn: 0,30 , Si: 0,30, Cr: 11.30%. V: 0,75 și Mo: 0,75.

De ce îmi place

• Conținut ridicat de carbon pentru o duritate ridicată: 60+HRC
• Rezistență ridicată la uzură. Aproximativ de 8 ori mai mare decât cea a oțelurilor simple cu carbon datorită prezenței carburilor.
• Inoxidabil. Bine aproape. Datorită procentului ridicat de carbon din oțel, acesta extrage cea mai mare parte din cei 12% de crom în carburi de crom, ceea ce lasă aproximativ 5,8% rămas pentru rezistența la pătare.
• Stabilitate în timpul tratamentului termic.
• D2 a fost folosit în multe cuțite, renumit de producători precum Bob Dozier.
• Reținerea bună a tăișului: Mai bună decât N690, ATS-34/154CM și 440C.

Concerințe

• Temperaturile ridicate de autinizare vor crește/îngroșa dimensiunea granulației. ceea ce nu este dorit în cazul lamelor de cuțit, deoarece scade duritatea.
• Protecția în timpul tratamentului termic este vitală, deoarece o atmosferă deschisă dă un strat de decarbonatare de până la .014″(.35mm) și o pierdere notabilă de elemente de aliere.
• Timpurile de menținere mai lungi vor crește dizolvarea carburilor, ceea ce va duce la creșterea durității la călire. Dar scăderea durității.

Rețeta de tratament termic:

• Obiectivul este reducerea dimensiunii granulelor, distribuirea uniformă a carburilor în întreaga matrice și obținerea unei HRC 60+, reducând în același timp la minimum austenita reținută.

Preîncălzirea prealabilă:

• Recocerie intercritică prin încălzire și menținere la o temperatură cuprinsă între temperaturile Ac1 și Ac3 (830°C) pentru a obține o austenitizare parțială. Aceasta este urmată de o răcire lentă în cuptor sau de utilizarea vermiculitei sau a unui alt mediu izolator, ceea ce duce la obținerea microstructurii finale de carburi sferoidale distribuite uniform într-o matrice de ferită.
• Subcritică / Sferoidizare: prin încălzire la temperaturi mai scăzute (690-720°C) și timpi de menținere mai lungi (15 min.).

Austenitizare

1. Trebuie evitată o temperatură de austenitizare ridicată.
2. Ar trebui să se utilizeze un strat de protecție/folie pentru a evita decarbonizarea, deoarece miezul cu conținut mai mare de carbon se poate dilata și pune sub tensiune stratul exterior.

• Temperatura de austenitizare: 1025°C (temperatura ideală dacă nu se folosește criogenia)
• Timp de înmuiere: 15-30 min

Încălzire:

Am tendința de a folosi plăci de aluminiu pentru stingerea lamei. Acest lucru menține lamele drepte și corecte. O stingere cu plăci este un pic mai rapidă decât răcirea în aer (în ciuda faptului că oțelurile sunt „întărite în aer”), dar este totuși suficient de lentă pentru a nu exercita tensiuni nejustificate asupra oțelului și a risca să se fisureze.

Puteți stinge cu plăci cu folia de inox acoperind încă lama.

Tratament la rece / criogenic.

În austenita puternic aliată, o fracțiune considerabilă de austenită poate fi reținută în microstructură la temperatura camerei (10% RA), rezultând o duritate mult mai mică decât cea așteptată pentru microstructuri mai complet transformate.

Tratamentul criogenic favorizează transformarea austenitei reținute în martensită, rafinează dimensiunea carburilor secundare, crește cantitatea și densitatea populației acestora și conduce la o distribuție mai uniformă a acestora în microstructuri, la temperaturi criogenice, ceea ce este atribuit la îmbunătățirea durității și rezistenței la uzură (până la 817%) a oțelului.

Inclusiv un tratament la rece (4% RA) poate da rezultate benefice, dar temperaturile criogenice superficiale sau profunde (-196°C) sunt mai bune (0% RA). D2 are un punct Mf sub temperatura camerei -125,1°C, ceea ce înseamnă că este necesar un tratament sub zero grade.

Timp în azot lichid sau gheață carbonică nu trebuie să fie mai lung decât cel necesar pentru ca cuțitul să ajungă la temperaturi scăzute. Cu alte cuvinte, 30-60 de minute sunt suficiente.

NB! Pentru a fi eficient, tratamentul criogenic trebuie efectuat cât mai curând posibil după călire și înainte de revenire. Acest lucru se datorează faptului că RA se transformă în martensită netemperată, care este fragilă și trebuie să fie călită. Adică: nu faceți o revenire rapidă pe K110 (D2) dacă faceți un tratament la rece.

Temperare

Temperarea reduce tensiunile reziduale, crește ductilitatea, tenacitatea și asigură stabilitatea dimensională.

Temperarea martensitei călite precipită carburi fine, care se numesc carburi de tranziție.

Temperarea de 3 ori față de 2 ori, poate crește tenacitatea cu până la 25%. Acest lucru se datorează distribuției optime a elementelor de aliere între carburi și matrice, distribuției mai fine a carburilor și periodizării carburilor pe limitele martensitei interfaciale.

Se înmoaie timp de cel puțin șaizeci (60) de minute, se retrage din cuptor și se lasă să se răcească în aer. A doua și a treia revenire trebuie să fie o repetare a primei. (Adică: mențineți constante temperaturile și durata)

• Temperatura de călire: 205°C
• Timpuri: 2 – 3 ori
• Durată: 1 oră (60 de minute)

Summary:

• 1025°C și 205°C de temperatură ar trebui să echivaleze cu 63HRC (Impact 1.4)
• 1038°C și 205°C de temperatură ar trebui să echivaleze cu 62HRC (Impact 1.9)
• 1065°C și 205°C de temperatură ar trebui să echivaleze cu 60HRC (Impact 1.8)

Legături:

• Bohler K110 Spec Sheet
• Tratament termic și comportarea la tenacitate a oțelurilor pentru scule (D2 și H13) pentru lame de tăiat de Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
• Evaluarea tratamentului criogenic în destabilizarea austenitei reținute în oțelul AISI D2 de 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?
• Tratamente sub zero ale oțelului AISI D2: Partea I. Microstructură și duritate 2010
• Comparare a efectelor tratamentului criogenic asupra diferitelor tipuri de oțeluri: A Review
• Knife Engineering: Steel, Heat Treating, and Geometry (Oțel, tratament termic și geometrie) de Dr. Larrin Thomas

Disclaimer:

Toate informațiile de mai sus provin din lecturile mele din lucrări de cercetare, postările de pe forum și discuțiile cu oamenii. Nu sunt un metalurgist și cele de mai sus sunt prezentate aici în beneficiul tuturor cuțitarilor. Nu sunteți obligați să le urmați și nu voi fi tras la răspundere pentru orice pierderi sau daune pe care le puteți suferi.