Сталь для ножа: свойства, состав и характеристики

Качество термообработки и состав сплава лезвий ножей определяют их устойчивость к ржавчине, затуплению и механическим повреждениям. При выборе лучшей стали для ножей учитывается предназначение изделия: для кухни или походного использования играет роль различное сочетание характеристик.

.

Каким критериям должна отвечать сталь

Различные виды стали имеют различные технологические и механические свойства, обусловленные наличием в сплаве легирующих элементов. Материал ножа оценивается по следующим критериям

1. Устойчивость к широкому диапазону температур (-30…+100°C).
2. Чувствительность к коррозии.
3. Прочность, устойчивость. Минимальная деформация металла и устойчивость к смятию важны при эксплуатации изделия.
4. Твердость. Этот показатель обозначается аббревиатурой HRC (в Европе — RC), оценивается по шкале Роквелла. Для ножей оптимальным считается значение выше 55 единиц. По мере увеличения твердости сопротивление сколам уменьшается.
5. Устойчивость к заточке. Чем тверже материал, тем реже затупляется лезвие.

Еще одним критерием является легкость заточки лезвия. Чем мягче материал, тем легче его затачивать (сталь быстрее затупляется). Поэтому важен баланс между твердостью и вязкостью.

.

Состав и добавки

Сталь — это сплав железа и углерода. Последний элемент определяет жесткость материала. Различают следующие виды стали:

• низкий уровень углерода;
• Средний карбон;
• Высокоуглеродистая.

Ножи из нелегированной стали (без добавок) гибкие, но подвержены коррозии и не устойчивы к повреждениям. Присадки добавляются в сплавы для улучшения свойств металла. В таблице ниже перечислены используемые добавки (дано краткое объяснение их функции).

Элемент	Функция
Марганец (Mn)	Обеспечивает прочность для изготовления любой формы лезвия. Содержится в большинстве стальных сплавов.
Молибден (Mo)	Позволяет закалить сталь до высокого уровня твердости, делает лезвие устойчивым к высоким температурам, уменьшает хрупкость лезвия.
Хром (Cr)	Защищает от воздействия ржавчины.
Ванадий (V)	Отвечает за устойчивость к химическим веществам, повышает жесткость. Увеличивает срок службы изделия.
Кремний (Si)	Уменьшает восприимчивость к механическим нагрузкам, повышая прочность.
Никель (Ni)	Предотвращает гниение стали, повышает коррозионную стойкость.
Вольфрам (W)	Повышает прочность и улучшает антикоррозийные свойства.

Сера и фосфор относятся к технологическим примесям. Первый снижает твердость и прочность металла, и в качественных сплавах его процентное содержание не превышает 0,065. Фосфор увеличивает хрупкость стали. Этот элемент присутствует во всех сплавах, но максимальный уровень содержания вещества в сплаве составляет 0,045%.

Лучшие зарубежные марки стали

Различные марки стали обладают различными эксплуатационными свойствами, и все марки имеют свои преимущества и недостатки.

D2

Это немецкая высококачественная инструментальная сталь, характеризующаяся однородной структурой после закалки. Это одна из самых популярных инструментальных сталей в мире.

Преимущества:

• удержание заточки;
• качество резки;
• устойчивость к коррозии и деформации.

сталь D2 Относится к высокоуглеродистому типу. Он используется для создания режущих зубьев и применяется при изготовлении охотничьих ножей. Содержит высокую долю хрома (до 14%). Закаленные (55-69 HRC). При низкой цене он очень твердый, но его трудно заточить. Чтобы продлить срок службы лезвия, рекомендуется протирать его после контакта с водой.

CPM S35VN

Этот американский бренд относится к премиум-классу и характеризуется твердостью и устойчивостью к истиранию. CPM расшифровывается как Crucible Particle Metallurgy. Сплав производится порошковым методом, который включает в себя следующие этапы:

1. Жидкий расплав охлаждается азотом, кристаллизуется и превращается в порошок.
2. Сухое вещество подвергается воздействию высокой температуры и давления, что позволяет порошку затвердеть.
3. Расплав прессуется для получения готового продукта.

. S35VN является улучшенной версией сплава S30V (сплав легирован ниобием, а в производстве используется мелкопористая структура). Комбинация легирующих элементов позволяет улучшить свойства стали без потери прочности, т.е. S35VN:

1. Благодаря мелкозернистой структуре материала изделие долго сохраняет остроту и имеет меньше сколов по сравнению с предыдущим сортом.
2. Лезвие устойчиво к ударам.
3. Сталь менее подвержена гниению.
4. Сплав характеризуется пластичностью.

Недостатками этой марки стали являются сложность заточки и высокая стоимость производства. Такие лезвия не предназначены для резки твердых поверхностей и не устойчивы к изгибу (твердость лезвия колеблется от 58 до 62 по шкале Роквелла).

440C

Считается классической ножевой сталью в Европе и Америке, содержит большое количество хрома и углерода.

Основные характеристики:

• Твердость составляет 59 HRC;
• выдерживает изгиб, скручивание (может использоваться для резки твердых, плотных продуктов);
• нержавеющий (подходит для дайверов и рыбаков);
• сопротивляется затачиванию;
• легко носить.

Изготовлено из сталь 440C сталь используется для изготовления классических и складных ножей. Они требуют регулярного обслуживания. Из-за отсутствия ванадия в сплаве лезвия не обладают износостойкостью. Они чувствительны к соли и кислотам по сравнению с ножами высокого класса.

Elmax

Сталь Шведская марка изготавливается с использованием технологии порошкового напыления. Это высокоуглеродистая, высоколегированная сталь. Он используется для изготовления ножей высокой ценовой категории. Отличается хорошей режущей способностью.

Преимущества включают:

• прокаливаемость (58-62 по шкале Роквелла);
• пластичность;
• ударопрочность;
• износостойкость;
• коррозионная стойкость.

Высокая твердость стали позволяет легко затачивать ее. Для поддержания антикоррозийных свойств лезвия необходима регулярная шлифовка и полировка. Регулярная шлифовка и полировка лезвия.

М390

Разработана австрийской метал-группой. M390 является одним из лучших. Он характеризуется устойчивостью к гниению. Разработан как материал для медицинских инструментов, поэтому особое внимание было уделено его способности к заточке.

Главное преимущество — твердость от 60 до 62 HRC. При таком значении можно отшлифовать лезвие до зеркального блеска. Для заточки необходим настольный станок. https://youtu.be/L9axchO6xwA

ZDP 189

Сделать ZDP 189 принадлежит японской корпорации. Эта сверхвысокоуглеродистая инструментальная сталь имеет твердость до 69 HRC и содержит высокий процент хрома.  Он разработан с использованием порошковой технологии. Отличается своими режущими свойствами, используется для производства ограниченной серии лезвий. Он не подходит для всех форм лезвий из-за своей хрупкости (например, не рекомендуется для лезвий с вогнутой фаской). Лезвие чувствительно к ударам. Лезвие хорошо поддается полировке.

VG-10

Сплав кобальта и молибдена японского сорта VG-10 отличается острой режущей кромкой, твердостью, ударопрочностью и антикоррозийными свойствами. Он часто используется в качестве среднего слоя лезвия для придания лезвию устойчивости к ржавчине и улучшения режущих свойств. Содержание кобальта в сплаве делает сталь вязкой и твердой. Режущая кромка сохраняется даже при твердости 60-62 HRC. Качество материала поддерживается благодаря специальному методу термообработки, который держится производителем в секрете.

CPM S30V

Порошок американского сорта CPM S30V содержит от 13 до 18% хрома и является прочным и устойчивым к ржавчине. Сплав содержит карбиды ванадия и хрома и участки очень высокой твердости на режущей кромке. Материал сочетает в себе твердость и износостойкость и устойчив к разрушению. Лезвия имеют твердость до 58-61 HRC и легко поддаются правке.

AUS-8

.

сталь AUS-8 Сталь японского производства отличается высокими эксплуатационными характеристиками. Наличие в сплаве молибдена и никеля обеспечивает коррозионную стойкость. Не используется дорогостоящий процесс плавки или закалки, поэтому металл имеет низкую стоимость. Лезвия из этого материала не требуют особого ухода, сочетают в себе твердость и упругость, легко затачиваются.

Лучшие отечественные виды стали

Две цифры и буква «X» указывают на процентное содержание (в сотых) углерода и хрома (первая цифра обозначает углерод, вторая — хром). Фактические данные могут незначительно отличаться. Можно выделить топ-5 ножевых сталей отечественных производителей.

50х14МФ

Универсальный сталь 50х14МФЭто самое начало производства доспехов. Он используется в производстве ножей и медицинских инструментов. Сплав устойчив к химическим и влажным средам. Твердость может достигать 57-58 HRC.

.

40Х12

Это мягкая высоколегированная сталь, используемая для изготовления недорогих ножей и реликвийных клинков. Он плохо закален, поэтому лезвия легко гнутся, а режущая кромка с трудом удерживает остроту. Преимуществом является его устойчивость к коррозии. Твердость материала составляет 51 или 52 HRC.

Х12МФ

Первоначально был разработан для использования в машиностроении. Этот сорт широко используется в производстве ножей. Сплав содержит вторичное сырье, что снижает производственные затраты.

К недостаткам относятся: восприимчивость к изгибу и кислотным средам, необходимость в специальном заточном оборудовании, тусклый внешний вид лезвия.

95Х18

Часто используется для лезвий. Этот материал характеризуется коррозионной стойкостью, прочностью и не изнашивается в течение длительного времени. Преимуществом является простота заточки лезвия, недостатком — средняя агрессивность реза. Закалены до 58 HRC.

.

65Х13

Относится к недорогим сортам. Благодаря содержанию хрома он устойчив к ржавчине. Твердость колеблется от 56 до 59 Роквелл. Лезвие устойчиво к ударам и деформации. Его преимущество также в том, что его легко обрабатывать и затачивать. Недостатком является высокий коэффициент истирания.

https://youtu.be/b9V-982LA4Y

Какую сталь лучше выбрать

При выборе кухонного или охотничьего ножа учитывается качество материала и репутация производителя.

Для кухонных ножей

Для использования на кухне нож должен быть прочным. Качество резки является важным параметром. Лезвия должны легко затачиваться, но не требовать частой правки. Лучшие кухонные ножи отвечают следующим параметрам:

• устойчивы к ржавчине;
• не являются хрупкими;
• имеют однородное лезвие без разводов и пузырьков.

Другим параметром является отсутствие неровностей на режущей кромке.

В России для кухонных ножей чаще всего используются следующие марки:

• 65Х13;
• 40Х12;
• 95Х18;
• 50X14MF.

Среди зарубежных марок сталь 440С имеет высокий рейтинг. Для кухонных ножей рекомендуются японские стали AUS10 и ATS34, а также американская марка 154 CM (USA). сталь 420 часто используется иностранными производителями, но предпочтение следует отдавать производителям из США, Швейцарии, Австрии и Германии. Испанские ножи из стали 420 отличаются своей мягкостью. Европейские варианты часто имеют массивное лезвие, что затрудняет аккуратную нарезку продуктов.

Для охотничьих ножей

Туристические и охотничьи ножи должны быть изготовлены из прочного материала.

Используемые марки:

• 420 (недорогие модели);
• 440A, B, C;
• AUS 4-10;
• Элмакс;
• 95Х18;
• H1 (американская хромоникелевая сталь).

Лезвие должно обладать хорошими режущими свойствами, долго оставаться острым, быть прочным и не хрупким. Сплавы с твердостью ниже 55 или выше 60 по шкале Роквелла не подходят для охотничьих ножей. В первом случае лезвия быстро потеряют остроту, во втором — их будет трудно выпрямить. Материал с более высоким значением твердости может сломаться. https://youtu.be/phQFUak0E4w

Свойства порошковой стали

Процесс производства порошковой стали сводится к основным этапам: производство и смешивание порошка, уплотнение и спекание. Производители могут отличаться друг от друга особенностями производственного процесса. Ножи из порошковой стали стоят дороже. Качество готового продукта зависит от размера и распределения образовавшихся карбидов. Использование данной технологии позволяет производителям получать сплав с высокой степенью технологичности, увеличивать количество легирующих элементов и улучшать свойства материала.

Клинки из порошковой стали острее, чем цельнометаллические прототипы. Они выдерживают перепады температур, не деформируются и поддаются шлифовке. Режущая кромка сохраняет свою остроту в течение длительного времени. Порошковая сталь требует тщательной заточки в домашних условиях.

Так ли хороша дамасская сталь

Качество дамасская сталь имеет лучшие режущие свойства, чем многие марки.

Для производства используется особая технология:

1. Собираются мягкие и твердые стали.
2. Стальной пакет нагревается до температуры ковки.
3. Используются специальные добавки (для улучшения сварки между пластинами).
4. Пакет несколько раз ударяют молотком и отправляют в печь.
5. После того как плита сформирована, ее нагревают. Он разрезается на несколько частей, которые собираются в пучок.
6. Цикл повторяется.

Количество повторений может варьироваться от 3 до 10. Чем больше повторений, тем выше качество стали. На свойства лезвия влияет соотношение мягких и твердых сталей. Последний должен быть в большей пропорции. Дамасский сплав имеет твердость 60 HRC и отличается прочностью и остротой кромки. Еще одним преимуществом является сохранение режущих свойств. Изделия часто украшаются узорами, создаваемыми неоднородной структурой. У этого материала есть существенный недостаток: он не устойчив к ржавчине и требует тщательного ухода.

Поэтому сегодня дамасская сталь уступает большинству современных сплавов.