VG10 vs. CPM s30v

[Aldebaran]

Durezza. La durezza dipende non solo dalla composizione chimica dell'acciaio ma anche dal tipo di trattamento termico che si esegue. Diciamo che questi due acciai possono essere temprati nello stesso intervallo di durezza. Solitamente comunque si rimane tra i 58 e i 62 Hrc (61-62 Hrc per lame di piccole dimensioni, almeno in generale).

Tenuta del filo. IL CPM S30V ha una contenuto di carbonio ed altri elementi di lega formatori di carburi maggiore e il tenore di cromo dei due acciai è molto simile.

Il CPM S30V quindi vanta una maggiore tenuta del filo.

Resistenza agli urti. La resistenza al'urto longitudinale di VG 10 e CPM S30V è abbastanza simile. Il CPM S30V, essendo un sinterizzato, dovrebbe avere una maggiore resistenza all'urto trasversale. Oviamente la resilienza è notevolmente influenzata dal trattamento termico. Diciamo che quste considerazioni valgono a parità di durezza e "qualità di trattamento termico".


Resistenza a corrosione. Il CPM S30V dovrebbe avere una maggiore resistenza a ossidazione e corrosione. Il tenore di cromo di questi due acciai è molto simile (13-15 % per dil VG 10, 14% peril CPM S30V).

L'S30V, pur contenendo più carbonio, ha una percentuale maggiore di molibdeno (che migliora la resistenza a corrosione puntiforme) e vanadio (che migliora indirettamente la resistenza alla corrosione perchè i carburi di vanadio precipitano in maniera preferenziale rispetto a quelli di cromo).

Anche questa caratteristica però è influenzata dal trattamento termico. Effettuando un rinvenimento (o piu') dopo il TC si trasforma la nuova martensite TCC (tetragonale corpo centrato) in martensite rinvenuta, dura e resistente come la prima ma piu' tenace (ovviamente se poi si aumenta la T di rinvenimento aumenterà la diffusione degli atomi di C e quindi le particelle di cementite contenute nella martensite rinvenuta aumenteranno di volume aumentando quindi tenacità e duttilità del'acciaio ma diminuendo resistenza e durezza).
Inoltre il TC, se ben eseguito, affina notevolmente il grano, migliorando qundi ulteriormente le doti meccaniche dell'acciaio.
Qui vi è un interessante collegamento con diverse informazioni sugli effetti del trattamento criogenico.
A quanto pare si otterebbero migliori valori di resistenza all'usura perchè si ha una precipitazione dei carburi migliore rispetto a quella che si ha durante il rinvenimento.
In pratica i carburi sono piu' fini. Immagino che ciò sia dovuto anche al fatto che la coalescenza dei carburi (primari e secondari) a -196?C sia molto piu' bassa rispetto al rinvenimento.

Inoltre pare che a tali temperatura si abia ance una distenzione delle tensioni interne.

Alla T di -196 gradi centigradi C si ha la distensione dell'acciaio, dovuta alla precipitazione dei carburi (primari o secondari) . A temperature superiori, ovvero con un sottoraffreddamento, si dovrebbe ottenere l'affinamento del grano e la trasformazione dell'austenite residua in martensite, con l'aumento delle tensioni interne (anche per lo shock termico). Qundi è bene eseguire un rinvenimento o comunque un distensione prima e dopo il sottoraffreddamento.

Inoltre come si può notare, anche con il trattamento criogenico si possono criccare o spezzare le lama ed infatti il raffreddamento deve essere controllato con molta attenzione. Inoltre in alcuni casi la rottura o criccatura può avvenire comunque. Per questo è comunque consigliato eseguire un rinvenimento o almeno una distensione prima di eseguire tale trattamento.Con il tarttamento ciriogenico (quello vero, non il sottoraffreddamento) si ha la formazione della martensite rinvenuta. Tale martensite, a differenza di quella ottenta mediante rinvenimento classico migliora la distribuzione delle particelle sferoidali di carburi all'interno della matrice ferritica e allo stesso tempo diminuisce la dimensione di tali particelle, aumentando quindi la durezza e resistenza meccanica (visto che minor volume dellle particlelle di carburi significa magior numero di quest'ultime e quindi maggiore superfice di contatto tra le due fasi). Diminuisce cosi la tenacità. Inoltre tutta l'austenite residua viene eliminata.

Il trattamento criogenico però non eleimina gli stress come un rinvenimento (o meglio un triplo rinvenimento) perchè non elimina gli stress tra i grani. Con un triplo rinvenimento è possibile, per gli acciai altolegati, ottenere una struttura formata da sola martensite rinvenuta (trasformanado anche l'austenie residua) ed eliminare tutti gli stress. La distribuzione dei carburi non sarà come quella ottenuta tramite TC ma si potranno comunque ragiungere durezze elvate (variabili poi da aciaio ad acciaio) sfruttando l'indurimento seconario mantenendo resistenza all'usura (quindi tenuta del filo prlando di uno stesso acciaio) di tutto rispetto unitamente ad una maggiore tenacità (visto che comunque le particelle di carburi hanno dimensioni maggiori e la loro distribuzione è meno omogenea).

Inoltre effettuando il TC c'è un rischio molto piu' elevato di formazione di cricche, microcricche o fratture. Per questo andrebbe bene, soprattutto per certi acciai, eseguire tale trattamento dopo un rinveimento o almeno una distensione. Questo avviene perchè la formazione della cosidetta martensite rinvenuta avviene solamnte a T molto basse e, metre si raggiungono tali T, le tensioni interne all'acciaio, causate dal sempre maggiore shock termico, aumentano. Ciò è dovuto anche al fatto che abbassando la temperatura, anche per acciai tenaci, si va poi a finire al di sotto della T di passaggio tra rottura fragile e rottura tenace.


La cosa migliore, almeno a mio parere, sarebbe eseguire il TC dopo una distesione o un rinvenimento a T non molto elevate e, dopo il TC, eseguire un ulteriore rinvenimento (o magari due) stando nella zona dell'indurmento secondario, per ottenere la durezza voluta e per eliminare gli stress residui.


La tenacia dell'acciaio (cosi' come la durezza e la resistenza meccanica) allo stato rinvenuto è data, a seconda della T di rinvenimento, dalla distorsione del reticolo TCC o dalla presenza di ferrite e dimensione delle particelle di carburi disperse all'interno della matrice di ferro alfa.

Minore è la distorsione della cella TCC minore sarà la durezza e resistenza ma aumenterà la tenacità. Se invece si rinviene a T tali da ottenre la martensite rinvenuta (ferrite piu' carburi) la durezza e resistenza meccanica diminuiranno con l'aumentare, a parità di volume, delle dimensioni dei carburi.

Nel caso di acciai bassolegati non si ha l'indurimento secondario perchè le particelle di cementite (che prima preciptano sotto forma di placchette e poi, aumentando la temperatura, sotto forma globulare) sono estremamente soggette al fenomeno della coalescenza, ovvero all'ingrossamento delle loro dimensioni.
Elementi di lega come il silicio, manganese o nichel, diminuiscono la coalescenza del Fe3C rallentando quindi la caduta di durezza.

Per gli acciai altlegati invece, conteneti buone-elevate quantità di elementi formatori di carburi (Mo, Co, W, V e, in minor misura, Cr) precipita, anzichè la cementite, carburi di tali elementi, al fenomeno della e quindi si ha un incremento della durezza e resistenza (anche perchè questi carburi legati sono meno sensibili ala coalescenzarispeto alla cementite).
IL CPM S30V ha un elevata resistenza all'usura e per questo, come già scritto, ha una tenuta del filo elevata.
Ha una resilienza superiore ad ATS ed RWL, paragonabile ad un D2. La resistenza alla corrosione dovrebbe essere superiore all'RWL, grazie al maggior contenuto di V.

Versatilità. VG10 e CPM S30V sono due acciai con lo stesso campo di utilizzo, quindi direi che da questo punto di vista sono sovrapponibili.

Considerazioni personali. Quanto ho scritto può valere facendo un discorso generale.
In realtà però il trattamento termico ha un importanza fondamentale e quindi bisognerebbe valutare anch'esso.

Geometria della lama, spessori, angolo di affilatura, presenza di seghettature, finitura superficiale sono tutti fattori che influenzano notevolmente la tenuta del filo, la facilità di riaffilatura, la robustezza, la resistenza a corrosione e la versatilità di uno strumento.

In generale,col 9% di V (e il 2,30% di C, oltra all'1% di Mo) la resistenza all'usura (e quindi la difficoltà di riaffilatura) aumenta notevolemente.

Infatti i carburi di V, ce si formano a T di rinvenimento elevate, cauisando l'indurimento secondario, sono estremaente duri, molto di piu' dei già duri carburi di Mo e W. La resistenza all'sura del S90V infatti è estremamente superiore a quella del D2,ATS 34, RWL 34, e anche del acciaio rapido M2.

L'S30V ha un resilienza leggermente superiore al RWL34 e comunque ha, in generale, resistenza meccanica superiore (grazie al maggior tenore di C e V). Per quanto riguarda la resilienza si parla di pochi J, vsito che siamo sempre nella fascia dei 27-30 J (parlando ovviamente di test CC-N).

Il Molibdeno inoltre migliora la resistenza alla ricottura, dato che la coalescenza dei sui carburi avviene a T piu' elevate rispetto a quelli di C, Cr e V (proprio per questo motivo tale elemento è presente in uone-elevate quantità negli acciai rapidi e super rapidi). Tale effetto, anche se in minor misura, lo hanno anche alliganti formatori di carburi quali W e Co.