Ножевые стали,мое понимание

[tolikzt10]

Всем доброго времени!

Эта маленькая статья не претендует на истину в конечной инстанции. Она появилась скорее, как результат размышлений после многих тестов ножей на их режущую способность, как результат общения на форумах и тд. Возможно, эти мысли станут полезными и для Вас. Речь пойдет исключительно о ножевых сталях.

Итак, почему один нож режет долго, а другой моментально тупится? Почему нож из дорогой серьезной стали не оправдывает свою стоимость? Почему древний нож времен царя Гороха, сделанный из косы является предметом зависти?

Попробуем разобраться в этих вопросах. Сам я далек от глубин материаловедения и мои мысли основаны на общедоступной информации и на беседах со специалистами именно ножеделия.
Для начала определимся в терминах.
СТАЛЬ- соединение железа с углеродом, в отличии от железа и чугуна может быть подвержена закалке.
УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ-сталь, которая не содержит легирующих добавок, бывает низкоуглеродистая, углеродистая и высокоуглеродистая(булатная).
ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ- сталь с добавками легирующих элементов, таких как хром, молибден, вольфрам, ванадий, для изменения свойств стали.

Как ни странно, режет не железо и не углерод. Режут карбид железа и другие карбиды (в легированных сталях). Железо само по себе мягкое и в итоге является больше связующим элементом между карбидными элементами. В процессе выплавки стали образуется карбидная структура. Степень выраженности этой структуры во многом зависит от чистоты исходных материалов и от содержания углерода. Углеродистая сталь, содержащая выше 1,2% углерода относится к булатным сталям. Неправильная технология повышения состава углерода может привести к тому, сто в результате получится не сталь, а чугун, и клинок нельзя будет закалить…

Режущим элементом на клинке является микропила, состоящая из микроучастков из частиц железа и микроучастков из карбидов. Износ участков железа оголяет участки карбидов, затем роли меняются.

На рисунке ниже схематически показаны углеродистая сталь, легированная сталь и булатная.



В углеродистой стали карбиды железа расположены можно сказать, хаотически и не имеют четко организованной структуры. В процессе реза, мягкие частицы железа истираются, и очередь доходит до карбидов. Затем наступает очередь работы карбидов, пока очередь не дойдет до участков с частицами железа. Но, в силу этой своей внутренней неупорядоченной структуры, сталь, обладающая выраженными режущими способностями и легкостью в заточке, достаточно быстро вырабатывается. Однако, углеродистые стали сильно подвержены коррозии. Коррозии так же способствуют повышение уровня углерода и уровня закалки. Тест РК ножа 1960-70 годов на золингеновской углеродке впечатлил, удивил и заставил задуматься…

В легированных сталях помимо железа и карбидов железа присутствуют другие элементы и их карбиды. Частицы вольфрама, например, несоизмеримо крупнее частиц железа. Внутренняя микроструктура этих сталей так же неупорядоченная. Поэтому, после выработки частиц железа очередь быстро доходит до вольфрама и его карбидов. Казалось бы, все отлично и нож будет долго резать на уровне износа вольфрама и его карбидов. Однако, не все так просто.… Для этого сталь надо очень сильно уплотнить ковкой, а это не совсем легкая задача, так как стали содержащие вольфрам, типа Р6М5 (ZDP-189, M-2, D-2, Х12МФ) куются в очень узком диапазоне температур, скажем 1000” +/- 25. При 950 сталь становится хрупкой при ковке, при 1050- начинает плавиться.… Кроме того, относительно крупные частицы вольфрама или молибдена просто выламываются из общей матрицы железа, так как выломать их проще, чем истереть.…. Так появляются микросколы… Это приводит к тому, что клинки, выполненные из этих сталей, должны затачиваться минимум на 40 градусов Восстановить рабочую остроту клинка на подобной стали не совсем легко, тем более в полевых условиях… Стали с «более разумными» в плане клинка добавками точатся легче, но в силу присутствия более крупных частиц других, как и в предыдущем случае, элементов, проигрывают в длительности и качестве реза углеродистым. Как ни странно, на мой взгляд, самыми практичными будут классические ножевые нержавейки типа 4116 Крупп, 12с27 сэндвик, 420 итп, при грамотной термообработке. Тут приятно порадовал Колд Стил Финн Беар. Хорошие результаты показала на тестах VG-10, тестировалась на ноже СОГ Вулкан ВЛ-01.. Справедливости ради стоит заметить, что присутствие легирующих добавок в любом случае увеличивает хрупкость клинка, снижает его ковкость, упругость, ударную вязкость, увеличивая лишь коррозионную стойкость. Вопрос об увеличении износостойкости для меня выглядит открытым. Я пока не заметил выраженного эффекта в своих тестах. Высокоуглеродистая нержавеющая сталь 440с тоже не сильно впечатляет своим резом и ресурсом РК в сравнении с углеродками и даже с 4116 крупп. Разумеется, надо принимать во внимание и термообработку, которая разная у разных производителей.

В булатных сталях содержание углерода превышает 1,2% и доходит до 1,8% в наше время. На сегодняшний день мне известно только о 2х булатных клинках в мире, с содержанием углерода 2,8%. Один- в Японии, второй- в ОАЭ. Оба клинка являются национальным достоянием и вопрос цены в золотом эквиваленте подходит к 10 жд вагонам… Недавно проведенный анализ Персидского клинка 17 века сделанный Игорем Пампухой показал 2,3% углерода. Пока никто не смог достичь этих результатов без потери свойств булата- упругости, ударной вязкости, самозатачиваемости…
Булат нельзя рассматривать в отдельности от клинка. Булатная сталь (или вутц, вутец) еще не есть булат. Таковой она становится только после правильной ковки, термообработки и полировки. Булат отличается выраженной упорядоченностью и однородностью внутренней древовидной структуры карбидов и частиц железа, поэтому у него более низкий износ и очень длительный рез, совмещаются твердость и упругость, выражена самозаточка до рабочей остроты. Древовидные структуры булата уплотняются ковкой и полировкой. Это не ошибка, полировка именно уплотняет верхние слои стали, красота- это дело вторичное… На текущий момент, пока ни один имеющийся у меня нож не превзошел булат по резу на тестах.

Так как режущим элементом на лезвии клинка является микропила, то в плане эффективности и стойкости, первенство на мой взгляд принадлежит булату, далее- углеродистая сталь и лишь потом- легированные стали.

Исходя из вышесказанного, волей-неволей приходишь к выводу, что в плане реза, легированная сталь- далеко не самый лучший выбор. Именно поэтому, древняя, но тщательно прокованная углеродка на крестьянской косе будет показывать чудеса реза даже при закалке 35-38 единиц…

Каждый сделает выводы для себя сам. Я посчитал нужным поделиться своими мыслями. Комментарии приветствуются!