Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) är ett av de viktigaste stålen som jag använder för mina köksknivar. Det klassificeras som ett hypereutektoid kallt verktygsstål för bearbetning som vanligtvis används för stansverktyg, slitsskär, skärblad, formningsverktyg, rattar, mått (plugg och gänga), stansar, trimningsverktyg etc.
Den prestanda som ett verktyg (i det här fallet ett knivblad) har beror på verktygets utformning, den noggrannhet med vilken verktyget är tillverkat, valet av stål och valet av värmebehandling.
Bohler K110 Kemisk sammansättning (genomsnittlig %)
C: 1,55, Mn: 0.30 , Si: 0.30, Cr: 0.30, Mn: 0.30, Si: 0.30, Cr: 0.30, Cr: 11.30%. V: 0,75 och Mo: 0,75.
Varför jag gillar det
- Hög kolhalt för hög hårdhet: 60+HRC
- Hög slitstyrka. Ungefär 8 gånger högre än vanligt kolstål på grund av förekomsten av karbider.
- Borstfritt. Väl nästan. På grund av den höga kolprocenten i stålet drar det ut det mesta av de 12 % krom till kromkarbider, vilket lämnar cirka 5,8 % kvar för fläckbeständighet.
- Stabilitet under värmebehandling.
- D2 har använts i många knivar, känt av tillverkare som Bob Dozier.
- God kanthållning: Bättre än N690, ATS-34/154CM och 440C.
Obekymmer
- Höga temperaturer vid autoinisering kommer att öka/förgröna kornstorleken, vilket inte är önskvärt i knivblad eftersom det minskar segheten.
- Beskydd under värmebehandling är viktigt eftersom en öppen atmosfär ger upp till .014″(.35mm) skikt av dekarbonisering och en märkbar förlust av legeringselement.
- Längre hålltider ökar upplösningen av karbider vilket resulterar i ökad hårdhet i släckt tillstånd. Men minskad seghet.
Värmebehandlingsreceptet:
- Målet är att minska kornstorleken, fördela karbiderna jämnt i hela matrisen och erhålla 60+ HRC, samtidigt som man minimerar bibehållen austenit.
PreQuench:
- Interkritisk glödgning genom att värma till och hålla en temperatur mellan temperaturerna Ac1 och Ac3 (830°C) för att erhålla partiell austenitisering. Detta följs av långsam nedkylning i ugnen eller användning av vermiculit eller annat isolerande medium, vilket leder till den slutliga mikrostrukturen med sfäroidala karbider som är jämnt fördelade i en ferritmatris.
- Subkritisk / sfäroidisering: genom upphettning vid lägre temperaturer (690-720°C) och längre hålltider (15 min).
Austenitisering
- En hög austenitiseringstemperatur bör undvikas.
- Skyddande beläggning/folie bör användas för att undvika avkolning eftersom kärnan med högre kolhalt kan expandera och sätter det yttre skiktet under spänning.
- Austenitiseringstemperatur: 1025°C (idealisk temperatur om man inte använder kryo)
- Tillagningstid: 15-30 min
Skydd:
Jag brukar använda aluminiumplattor för att släcka bladet. Detta håller bladen raka och sanna. En plattavkylning är lite snabbare än avkylning i luften (trots att stålen är ”lufthärdande”), men den är fortfarande tillräckligt långsam för att inte utsätta stålet för onödiga spänningar och riskera att spricka.
Du kan plattavkylning med den rostfria folien som fortfarande täcker bladet.
Kall / kryogen behandling.
I höglegerad austenit kan en betydande del av austeniten behållas i mikrostrukturen vid rumstemperatur (10 % RA), vilket resulterar i en mycket lägre hårdhet än vad som förväntas för mer fullständigt omvandlade mikrostrukturer.
Den kryogena behandlingen främjar omvandlingen av bibehållen austenit till martensit, förfinar storleken på de sekundära karbiderna, ökar deras mängd och populationstäthet och leder till en jämnare fördelning av dem i mikrostrukturerna, vid kryogena temperaturer, vilket tillskrivs stålets förbättrade hårdhet och slitstyrka (upp till 817 %).
Även en kallbehandling (4 % RA) kan ge fördelaktiga resultat, men grunda eller djupa kryogena temperaturer (-196 °C) är bättre (0 % RA). D2 har en Mf-punkt under rumstemperatur -125,1°C, vilket innebär att det krävs en behandling under noll grader.
Tiden i flytande kväve eller torris behöver inte vara längre än att kniven når de kalla temperaturerna. Med andra ord räcker det med 30-60 minuter.
NB! För att vara effektiv bör den kryogena behandlingen utföras så snart som möjligt efter släckning och före anlöpning. Detta beror på att RA omvandlas till ohärdad martensit som är spröd och måste härdas. D.v.s.: Gör inte en snabbhärdning på K110 (D2) om du gör en kallbehandling.
Temperering
Temperering minskar restspänningar, ökar duktilitet, seghet och säkerställer dimensionsstabilitet.
Temperering av as-quenched martensit fäller ut fina karbider, som benämns som övergångskarbider.
Temperering 3 tre gånger i jämförelse med 2 gånger kan öka segheten med upp till 25%. Detta beror på den optimala fördelningen av legeringselement mellan karbiderna och matrisen, finare fördelning av karbiderna och periodisering av karbiden på gränsytor för martensit.
Skölj i minst sextio (60) minuter, dra ut ur ugnen och låt svalna i luft. Den andra och tredje härdningen bör vara en upprepning av den första. (Dvs: håll temperaturen och varaktigheten konstant)
- Tempereringstemperatur: 205°C
- Tidigare: 2 – 3 gånger
- Duration: 1 timme (60 minuter)
Sammanfattning:
- 1025°C och 205°C temperering ska motsvara 63HRC (Impact 1.4)
- 1038°C och 205°C temperering ska motsvara 62HRC (Impact 1.9)
- 1065°C och 205°C temperering ska motsvara 60HRC (Impact 1.8)
Länkar:
- Bohler K110 Spec Sheet
- Värmebehandling och seghet hos verktygsstål (D2 och H13) för skärande blad av Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
- Evaluering av den kryogena behandlingen vid destabilisering av austenit i AISI D2-stål av R. Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- Allt om D2-stål – utveckling, användning i knivar och egenskaper
- Hur mycket mer krom behöver D2 för att vara rostfritt?
- Subnollbehandlingar av AISI D2-stål: Del I. Mikrostruktur och hårdhet 2010
- För jämförelse av effekterna av kryogen behandling på olika typer av stål: A Review
- Knife Engineering: Steel, Heat Treating, and Geometry by Dr. Larrin Thomas
Disclaimer:
Alla uppgifter ovan kommer från min läsning av forskningsrapporter, foruminlägg och diskussioner med människor. Jag är ingen metallurg och ovanstående presenteras här till förmån för alla knivmakare. Du behöver inte följa dem och jag kommer inte att hållas ansvarig för eventuella förluster eller skador som du kan uppleva.