[发明专利]菜刀用合金钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于菜刀的合金钢的组分配比。 

背景技术

菜刀的使用方法可为多种，典型的操作包括使用刀刃切割较软的食材，或是使用刀背砸裂骨头等较硬的食材。菜刀上不同部位的不同使用方法，也促成了对菜刀不同部位的性能要求，刀刃要求硬以保证锋利，刀背则要求有一定的柔性，以适应与高强度食材的碰撞，避免崩裂。 

菜刀在日用生活中的应用广泛，人们希望不锈钢在保持光洁的同时能保持较好的锋利度和韧性，对合金钢的综合性能要求日益提高。 

发明内容

本发明意在提供一种菜刀用合金钢，以解决现有技术中对菜刀合金钢综合性能要求日益提高的问题。 

专利方案：本方案中的菜刀用合金钢，其特征在于化学成分质量比如下： 

碳0.41～1.15、硅0.45～0.57、锰0.18～0.32、铬12.37～19.13、镍0.23～0.49、铜0.08～0.09、钼0.06～1.24、钒0.06～0.27、钨0.01～0.03，余量为铁和其他杂质，硫少于或等于0.03，磷少于或等于0.03。

硬度是菜刀用钢一项重要性能指标，它的高低直接影响刀具的锋利度，硬度越高，刀具的锋利度越 好，越耐磨耐。目前，我国的菜刀用钢主要使用Cr系的3Cr13、4Cr13不锈钢。作为马氏体型的3Cr13、4Cr13不锈钢材，主要特性是：含碳量高、淬透性好，一般油淬或空冷后即可得到马氏体组织，而此钢种硬度偏低，将直接影响到刀具的锋利度和耐磨性。本发明钢具有比普通菜刀更高的硬度、抗拉强度、较好的韧性。 

本发明中各元素作用及配比依据如下： 

碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大，另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成一系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。碳含量过高，碳与铬的结合会影响耐腐蚀性。碳含量过低，不锈钢的强度和硬度不够。

Si作为脱氧元素而加入，同时可提高合金钢的硬度。 

Cr在不锈钢中起决定作用，Cr是目前使钢钝化并赋予良好耐蚀性和不锈性唯一有工业使用价值的元素。Cr还可以提高合金的淬透性。发明钢中必须含有足够数量的Cr以提高耐蚀。 

Ni是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。Ni在钢中是形成奥氏体的元素，Ni与Cr同时存在于不锈钢中时，含Ni的不锈钢却具有许多可贵的性能。在马氏体不锈钢中Ni含量不能过高，否则由于Ni扩大γ相区和降低Ms温度的双重作用，将使钢成为单相奥氏体不锈钢而丧失淬火能力。Ni的另一重要作用是降低钢中的δ铁素体含量，在所有合金元素中其效果最好。 

Mn作为脱氧剂而加入，利于提高不锈钢的锻、轧的热塑性，明显减少坯材裂纹及提高成材率。 

P在钢液凝固时形成微观偏析，随后在奥氏体化温度加热时偏聚在晶界，使钢的脆性显著增大。控制P的含量在0.030％以下，并且含量越低越好。 

S：不可避免的不纯物，形成FeS，给钢带来热脆性。控制S含量在0.030％以下，并且含量越低越好。 

Mo具有细化钢微观晶粒而达到细晶强化的作用，提高钢的强度，并且能提高钢的回火抗力使回火时减少马氏体的分解，保持硬度。同时能与碳形成高硬度的碳化物，是钢中的强化相，同时钼能提高不锈钢在稀硫酸和稀盐酸中的抗腐蚀能力和提高钢材的淬透性。Mo是铁素体形成元素，促进α相形成能力相当于Cr。在马氏体铬不锈钢中，Mo除改善钢的耐蚀性外，主要是提高钢的强度和硬度以及增强二次硬化效应。 

V具有细晶强化和提高回火抗力和提高材料的淬透性的作用，也能和碳形成碳化物，少量V就能够与碳形成强碳化物，提高钢的力学性能。在本发明钢中，添加少量V起到强化作用。 

进一步，化学成分质量比如下：碳0.41、硅0.45、锰0.32、铬12.37、镍0.23、铜0.09、钼0.06、钒0.06、钨0.01，余量为铁和其他杂质，硫少于或等于0.03，磷少于或等于0.03。 

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：