Сталь… Как много в этом слове… Часть 1

размещено в: Статьи | 0

Часть 1

 

Для тех, кто собирается на рыбалку, охоту, просто на природу, важно доверять своему ножу. Никогда не знаешь, когда в следующий раз этот инструмент окажет тебе услугу, а то и жизнь спасет… Сегодня мы поговорим о том, нож с клинком из какой стали лучше выбрать — ведь предложений по современным ножам для наших рыболовов великое множество.

Закаленная сталь обладает характерным свойством: твердость и упругость в известных пределах находятся в обратной зависимости.

Твердость (износостойкость) лезвия должна быть достаточно большой, чтобы изделие не тупилось слишком быстро, но не чрезмерной, иначе будет выкрашиваться режущая кромка или ломаться лезвие. В этой статье мы поговорим о свойствах, особенностях и составах самых распространенных сталей, из которых в настоящее время изготавливает ножи большинство российских производителей.

Каждая сталь (конкретная марка) имеет в своем составе добавки, которые и придают ей определенные свойства. Состав влияет и на технологию обработки конкретных видов стали при производстве клинков высокого качества. Состав сталей мы привели в таблице.

Например, наиболее распространенная ножевая сталь 65Х13 — более мягкая, чем сталь марки 95Х18. Но это имеет и некоторые преимущества: ножи из стали 65Х13 более доступны по цене, кроме того, непосредственно на природе можно переточить клинок, изменив угол заточки (схема 1), в зависимости от вида работ, которые необходимо выполнить.

Имеются рекомендации по углу заточки и для конкретных марок стали. К примеру, для стали 100Х13М (ЭИ515) для охотничьего ножа — 25 градусов, для туристического — 20 градусов. Нож, заточенный под углом 40 градусов, подходит для тяжелых и грубых работ (например, для перерубания сухих веток), а заточенный под углом 50 градусов перерубает сырые кости и даже гвозди.

Однако ножи из стали 65Х13, как и из стали 40ХI0C2M, затачивать на шлифовальном круге непрофессионалам вообще не рекомендуется. Не забывайте, что каждая сталь закаляется в определенных температурных условиях. Неконтролируемый нагрев во время заточки на шлифовальном круге, скорее всего, необратимо испортит ваш клинок. Охлаждение водой во время заточки ничего не меняет, ведь само лезвие — тоненькая ленточка стали на самом-самом острие — перегревается моментально! Высоколегированная нержавеющая сталь 65Х13 в основном используется для изготовления режущего инструмента в том числе, кухонных ножей, пил, съемных лезвий, скальпелей, лезвий бритв.

Клеймо-и-марка-стали-АиР

Поэтому, покупая первый нож, многие останавливают выбор на клинке с маркировкой 65Х13. Это «золотая середина» — нож по доступной цене, кроме того, владелец самостоятельно и быстро произвести правку лезвия.

Оптимальный угол заточки для нескладных ножей из стали марки 65Х13 — от 25 до 35 градусов. Чем он меньше, тем острее нож, но при этом само лезвие становится менее прочным. Чем угол больше, тем прочнее лезвие, но режет оно несколько хуже. Еще более устойчивой к нагрузкам является коррозионно-стойкая сталь типа 440С (отечественный аналог — 95Х18), обладающая крайне высокими значениями износостойкости, большей хрупкостью (по сравнению со сталью 65Х13) и меньшей ударной вязкостью по сравнению с традиционными ножевыми углеродистыми сталями.

Сталь же 95Х18 используется, когда требуется высокая твердость и износостойкость, работа при высоких температурах (до 500 °С) и при воздействии умеренных агрессивных сред. Это коррозионная сталь мартенситного класса, она не дешевая, но большинство современных качественных ножей выпускаются именно из нее.

Еще более устойчива к износу сталь 100Х13М (ЭИ515), которая является хромомолибденовой сталью мартенситного класса и используется для изготовления хирургического инструмента. Выплавка ее успешно освоена на Златоустовском металлургическом заводе. В соответствии с техническими условиями, химический состав стали 100Х13М должен соответствовать следующим параметрам (см. таблицу).

 

 

Таблица 1. Состав стали, чаще всего употребляемой для производства ножей  (основная часть — железо)

 

  Уголь Хром Медь Кобальт Марганец Никель Ванадий Молибден Сера Оптимальная жесткость
  С, % Сг, % Си, % Со, % Мп, % Ni, % V, % Мо, % S, % HRC
М–2   0,95–1,05   43,75–4,50 0,15–0,40 0,30 2,25–2,75 4,75–6,50 5,00–6,75 60–65
ATS–34 1,05  14,00–14,50 0,40 4,00 59–61
ATS–55 1,00 14,00 0,20 0,40 0,50 0,60 60–62
154СМ 1,05 14,00 0,50 4,00 59–61
420   0,15–0,35  12,00–14,00 1,00 52–56
40Х10С2М     0,45        10    1,9–2,6 0,3   0,7–0,9       0,6 0,7–0,9 < 0,025 57–58
65Х13     0,6–0,7  12,00–14,00       0,6    0,25–0,8        – < 0,025 56–58
95Х18    0,9–1,1  17,00–19,00       0,3         –       0,8       0,6 < 0,025 57–58
100х13М   0,90–1,05  12,5–14,5 0,6 1,4–1,8       < 0,03 58–59
RWL 34       1,5        14 0,5 0,5 0,2 58–59
РМС 27       0,6        13,5 0,5 0,5 60–61

Содержание углерода в стали 100Х13М достаточно высокое, чтобы отнести сталь к заэвтектоидным. Содержание хрома меньше по сравнению со сталью 95Х18, но больше, чем в стали 40Х10C2M; в этой стали имеется 1,4—1,8% молибдена, который повышает жесткость стали, се сопротивляемость стиранию, ударостойкость и обеспечивает высокую коррозионную стойкость. Вследствие легирования молибденом в этом количестве данная сталь менее склонна к отпускной хрупкости, по сравнению с маркой стали 40ХI0C2M. Кроме того, молибден способствует стабилизации структуры при закалке. Более подробно о влиянии этого металла на сталь я скажу чуть ниже.

В отличие от стали 40ХI0C2M, марка 100X13M изначально разрабатывалась как сталь для режущего инструмента (введена в производство с 1981 года, зарубежный аналог по AISI — сталь I54CM). Ножи, изготовленные из высококачественной нержавеющей стали марки 100X1ЗМ (ЭИ515), более уникальны по своим рабочим свойствам, по сравнению с вышеуказанными марками сталей. Но и стоимость таких изделий выше. Использованием подобного материала достигается превосходное сочетание режущих и прочностных свойств, коррозионной стойкости и… возможности заточки в домашних условиях.

Форма клинка может улучшить конкретные качества ножа, но не существует идеальной формы — которая была бы хороша для всего на свете. Впрочем, никакая, даже самая изощренная форма не превратит нож в принципиально иной инструмент. Выбирать форму клинка следует в соответствии с его предназначением и своими пристрастиями, но чудес ждать не стоит. Никакой нож не выполнит за человека его работу. О формах клинка мы уже говорили в предыдущих статьях.

 

схема-1

Качество клинка — основное достоинство ножа. Механическая выносливость стали — это ее способность сопротивляться внешним нагрузкам, которые вызывают деформацию. Скажем, проволока из более выносливой стали прогнется под давлением меньше, чем под таким же давлением — проволока из менее выносливой стали.

Твердость (жесткость) стали — это ее способность противостоять проникновению извне, иначе говоря, вдавливанию в сталь твердого предмета. Ее измеряют в единицах жесткости стали Рокуэлла (Rokwell), которые сокращенно обозначают HRC. Жесткость клинков большинства ножей колеблется в пределах от 54 до 57 HRC (сталь 65Х13), но в последнее время прослеживается четкая тенденция к увеличению жесткости клинка серийных ножей до 57—58 (95Х18) и 58—59 (100Х13М и RWL 34), а то даже и до 60—62 НRC (дамасская сталь). Вообще-то более жесткая сталь обладает и большей механической выносливостью, но до определенных пределов.

Оптимальная жесткость стали определяется се составом и способом термической обработки. Чрезмерная жесткость делает сталь более хрупкой и более податливой импульсным нагрузкам (ударам). Если, например, мы ударим лезвием ножа по гвоздю или камню, лезвие правильно закаленного клинка (с оптимальной жесткостью) лишь слегка деформируется (прогнется). Лезвие же слишком жесткого клинка может начать крошиться, а слишком мягкого — прогнется сильнее, чем допустимо. То же самое произойдет и с кончиком клинка, если мы, скажем, всадим нож в дерево и начнем наклонять его в сторону: кончик мягкого клинка свернется, жесткого — сломается, а правильно закаленного — выломает кусок дерева и останется целехонек, самое большее, чуть-чуть погнется.

Упругость стали — это способность принять изначальную форму после того, как исчезнет нагрузка. Изделие из упругой стали, например, сжатая, а потом отпущенная пружина, снова разогнется. Мягкая, пластичная сталь, скажем, канцелярская скрепка, если ее согнуть, не выпрямится.

Удароустойчивость стали — это ее способность поглощать энергию динамичных нагрузок (ударов), сохраняя при этом кристаллическую макроструктуру, проще говоря, способность не растрескаться. Это особенно важно для ножей типа «мачете», часто используемых в туристических походах, когда надо прорубать дорогу в кустарнике. Как правило, удароустойчивость уменьшается по мере увеличения жесткости стали. Чем мягче сталь, тем лучше она выдерживает динамические нагрузки.

Сопротивляемость стиранию — она тем больше, чем меньше частичек стали отрывается от клинка, на который давит множество крохотных, но тверже стали, частичек, находящихся в разрезаемом материале. Обычно все эти качества стали довольно плохо совместимы друг с другом — скажем, более жесткая сталь, более хрупкая, больше податлива ударам. Сталь, отличающаяся высшей механической выносливостью, как правило, менее упруга, и наоборот. Выбор для клинка стали, в которой совмещаются все эти качества в необходимых пропорциях, в большой степени зависит от предназначения разрабатываемого ножа. Нужные качества клинка достигаются выбором соответствующей стали, но еще большее значение имеет способ ее термической обработки.

Производное жесткости клинка и его сопротивляемости стиранию - сохранение остроты. Наточенный клинок, который используется для резания, рано или поздно утратит свои режущие качества. Естественно, чем позднее, тем лучше. О клинке, который после заточки режет долго, говорят, что он хорошо держит остроту. На практике держание остроты в огромной степени зависит также и от свойств материала, который режут. Нож, который долго не тупится, скажем, при строгании дерева, может проиграть соревнование другому ножу при разрезании картона, и наоборот. Даже форма рукоятки и то, как человек действует ножом (делает ли он резкие движения или плавные), могут в ту или иную сторону повлиять на сохранение ножом остроты. Какая это сталь? Вот именно, из какой же стали надо делать клинок хорошего ножа? Из очень хорошей? А почему из этой, а не из той? В какой мере от материала клинка зависит качество ножа? Какова оптимальная жесткость клинка?

Ответы на эти вопросы читайте в второй части статьи.