Исследование сварочной дамасской стали современной выделки

С.А.Федосов

Исследована сварочная дамасская сталь современной выделки (мастера В.Басов и В.Коптев). Макроструктуру образцов можно видеть ниже на рис.1:
Макроструктура образца Коптева Образец Коптева
Макроструктура Ni-дамасска Коптева "Ni-дамаск" Коптева
Макроструктура фрагмента образца Басова Фрагмент образца Басова
Рис. 1. Макроструктура дамасской стали

В статье приводятся и фотографии микроструктуры этих образцов (с увеличением x100 и x500), а также фрактография изломов. Методом микрозондового анализа и локальной масс-спектроскопии изучено распределение легирующих элементов, получены карты распределения наиболее значимых из них. Проведен качественный рентгенофазовый анализ, дилатометрический анализ.

Нами не было обнаружено каких либо принципиальных фундаментальных собенностей у этого класса сталей. В частности, не обнаружено сдвига полиморфных точек, о наличии которого писал Басов, и что в принципе можно было бы ожидать в таких сильно деформированных структурах. Температуры распада остаточного аустенита также нормальные.

Результаты испытаний на растяжение представлены в табл.3, а испытаний на ударную вязкость в табл.4 (нумерация таблиц сохранена из полного текста статьи). Для сравнения в табл.5 сделана выписка из требований стандартов на типичные современные стали.

Табл. 3. Результаты испытания на растяжение.

Изготовитель σ0,2, МПа σв, МПа ε, % ψ, % ex,%
В.Басов* 383 843 13,7 11,7 7,25
В.Коптев 817 853 10,5 42,5 4,9
В.Коптев** 822 930     2,0

* - разрушился вне рабочей области и в шейке имеется заметное расслоение;
** - повторное испытание.

Табл. 4. Данные испытаний на ударную вязкость

Материал Твердость (типовые значения) KCU, Дж/см2 Угол загиба, град.
HV*, ГПа (HRc)** 1212
Дамаск В.Басова 3,8(7,9)/2.4 (39) 32 29 6.5 5,0
Дамаск В.Коптева 4.1/3.8 (41) 32 24 3,5 2,5
"Никелевый" дамаск 5,3/4,2 (51) 27 25 2,0 1,7
сталь ШХ15 5.5 (52) 36 (σ= 10)*** 0-3

* Слои с высокой/низкой твердостью, в скобках твердость мартенситных слоев до отпуска.
** Значения получены переводом из твердости по Виккерсу.
*** среднеквадратичное отклонение.

Табл. 5. Требования к механическим характеристикам некоторых сталей по соответствующим стандартам

Сталь Данные ГОСТов (не менее) после отпуска при 400 °С)
HRc KCU, Дж/см2 σ0,2, МПа σв, МПа ε, % ψ, %
У7* 43 44 1180 1270 11  
ШХ15 49 15   1570    
У12 52 20 1370 1570 9 24
35ХГСА 47 44 1420 1620 14 51
Х6ВФ 56 83        
7ХГ2ВМФ 54 157        
7ХГ2ВМФ (Tотп150 °C) 60-61 118-147        

* данная сталь и ее легированные разновидности применялись для фабричной массовой выделки большинства сортов холодного оружия, в том числе шашек, кортиков и т.п.

Была изучена кинетика изменения твердости сварочной дамасской стали в зависимости от температуры отпуска. Последняя оказалась мало отличной от аналогичных зависимостей, характерных для углеродистых сталей с содержанием углерода, как в соответствующих слоях дамасских сталей.

В работе был сделан следующий вывод, касательно механических свойств сварочных дамасских сталей:

Из результатов испытаний видно, что образцы современной сварочной дамасской стали, как более или менее традиционной, так и представляющей собой переходный тип "сварочного булата", близки по комплексу механических свойств к инструментальным углеродистым и низколегированным сталям. В случае выхода на лезвие слоев повышенной твердости, режущие свойства первых могут быть, по-видимому, выше, чем у высокоуглеродистых сталей, объемно-закаленных и отпущенных на ту же вязкость.

Более подробно о методиках исследования, а также о других полученных и только упомянутых выше результатах, можно прочитать в полном тексте статьи [1]. Некоторые данные содержались также в опубликованных ранее материалах конференций [2-4].

  1. С.А.Федосов. Исследование сварочной дамасской стали современной выделки // Металлург, 2007, №12, С.64-74.
  2. Fedosov S. Mechanical Properties of Modern Fabricated Welded Damascus Steel // In: Proc. of Int. Conf. "Technology99", STU Bratislava, 8-9 Sept. 1999. V.I. P.53-56.
  3. Fedosov S. Characterization of Pattern Welded Damascus Steels by Present-day Russian Masters // In: Proc. of Int. Sym. on Material Science and Technology, Harbin, China. June 5-6. 2000. V.1. Р.137-139.
  4. Fedosov S. Characterization of Russian pattern welded Damascus steels // 11th Symp. "Metallography" 25-27 April 2001, In: spec. issue of J. Acta Metallurgica Slovaca. P.505-507.

Home page | Остаточный аустенит | Шероховатость | Точечная лазерная сварка | "Thermo" | Дамасская сталь | Кинетическое индентирование

Hosted by www.Geocities.ws

1