Легиране

Нож. Не знам как го възприемате вие, но за мен ножът е най-добрият приятел на човека. Имам куче и не мога да го заменя, но ножовете обичам с цялото си сърце. Инструмент, който се използва от момента, в който човекът е осъзнал, че се нуждае от нещо, за да ловува и да оцелее. В началото, по време на каменната епоха, се е използвал обработен кремък като острие. С течение на времето, през всички епохи и нива на човешката история, ножовете се развиват чрез бронза и желязото до днешните напреднали материали. Затова имаме много, мисля, че са около 2 500, вида стомани, от които се произвеждат ножове. Не беше ли по-лесно по-рано? Силно се съмнявам, че нашите предци по време на мезолита са седели край огъня и са обсъждали дали техният кремък има по-добра режеща способност от кремъка на другия. Но може би щях да бъда изненадан. Ако някога намерите такава пещерна рисунка, уведомете ме. 

Благодарение на разнообразието на днешния ден, можем да бъдем малко глезени и да избираме от огромната гама материали. Това, уви, внася в съзнанието ни малко от тази противоречивост и така към някои неща мислим малко по-различно. Не е по-различно и с стоманите, които се използват за остриетата на ножовете. За да ви въвлека малко в реалността, ще се опитам да разделя, обясня, представя и сравня материалите, които днес се използват за ножове. Да, знам. Може би съм малко луд, че се захващам с тази тема, защото много хора ще протестират и ще казват, че нещата са различни. Уви, така е с тази тема. Не се страхуваме от вълка, хайде да започнем.

Какво е стомана всъщност?

Само набързо. За да мога да започна да разказвам как неръждаемата стомана е по-добра в това и онова, бих искал всички да имаме една и съща дефиниция на стоманата освежена в ума ни. Забравете термина желязо. Желязото е елемент и така си остава. Отдавна е минало, откогато ножовете се произвеждаха само от него. Днес се използва само като добавка в голямо количество. И така – какво е стомана? Стоманата е сплав от желязо, въглерод и други съпътстващи елементи, която се регулира от фазовия бинарен диаграм желязо-въглерод, или Fe-C. Освен това се разделя на структури като мартензит, бейнит и други, но това е за друга статия. Стоманата съдържа въглерод до максимално съдържание от 2,14%. След това вече не е стомана, а чугун. Помнете този факт добре, защото той ще бъде полезен по-късно. В зависимост от съдържанието на въглерод, говорим за ниско въглеродна стомана (до 0,3% C), средно въглеродна (0,3-0,6% C), средно-високо въглеродна (0,6-1,0% C) и накрая високо въглеродна (1-2% C). Стоманите продължават да се развиват, обогатяват и делят. И стигнахме до тях...!

Освен основния състав, тоест желязо с въглерод, в стоманата се намират така наречените съпътстващи и нежелани елементи. Сред съпътстващите са предимно манган (Mn), който завързва сяра (S). Тя заедно с фосфора (P), се счита за нежелана. Те се срещат в основната руда, или в атмосферата при производството на стомана. Нарушават структурата и причиняват неприятности. Да ги премахнем напълно? Да, това би било чудесно, но за съжаление не е толкова просто. В стоманата се добавят елементи за подобряване на нейните свойства. Повече информация за този процес, наречен легиране, можете да намерите в съответната статия. За ускорение, не искам да ви карам да четете цялата статия. Да, въпреки че я писах аз и тя е просто страхотна, времето е ограничено количество. Затова нека бързо изброим легиращите елементи

На базата на съдържанието на легиращите елементи говорим за ниско, средно или високо легиранистомани. А сега да се върнем към темата. Теорията е изяснена.

Колко са? Една, две?

Три, моля! Точно три. За да обясня по-добре, стоманите можем да ги разделим на няколко различни критерия. Химичен състав? Физични свойства? Промишлена употреба? Нека го направим малко по-различно и да кажем числото „три“. Защото когато става въпрос за стомани за ножови остриета, ги разделям на точно три групи и те са следните.

• Въглеродни стомани - Тази група е най-разпространената. Производството й е най-лесно и най-евтино. Можем да я дефинираме като стомана с основен състав, тоест желязо, въглерод, манган, сяра и фосфор. Можем да ги разделим на подкатегории като ниско, средно или високо въглеродни. Важно е да знаем, че въглеродните стомани не се легират, тоест не като другите. Максималното съотношение на легиращите елементи е 2%. Такова ниско процентно съдържание не може да променя свойствата на крайния материал по същия начин, както при класическите легиращи елементи. Предимството на въглеродните стомани е преди всичко тяхната достъпност и ниската цена. Уви, те са много податливи на корозия.
• Инструментални стомани - Много хора обединяват инструменталните и въглеродните стомани в една категория. Това е, според мен, грешно. Защо? Да, инструменталните стомани обикновено имат по-високо съдържание на въглерод и не, не са неръждаеми стомани, защото процентът на хром е по-нисък от 13%. Сега разкрих дефиницията на неръждаемите стомани. СПОЙЛЕР ALERT! Тези факти обаче не ги правят въглеродни стомани. Това е като да кажем, че слон е птица, защото не е камък. Просто погрешно класифициране. Инструменталните стомани често са легирани с елементи, които споменахме по-рано. Свойствата им вече са много по-интересни от тези на въглеродните стомани, но цената на производството е по-висока. На база това, цената на крайния продукт често е и няколкостотин пъти по-висока. Този вид стомани се справят доста добре с корозията. Те изискват по-малко поддръжка и предлагат добра режеща способност и твърдост.
• Неръждаеми стомани - Последната група са добре познатите материали. Те могат да имат високо съдържание на въглерод, както и инструменталните стомани, но имат и нещо повече. Да, това е високото съдържание на легиращи елементи. Както небрежно разкрих при инструменталните стомани, това не е неръждаема стомана, ако съдържанието на хром е по-ниско от 13%. Така е регламентът според американската AISI. Това, което казват на западните ни приятели, е вярно. Неръждаемите стомани са изключително устойчиви на корозия. Кой би си помислил, нали? Но внимание, определено не са 100% устойчиви. Въпреки това е добре да се спазва основна поддръжка. Недостатък на тази група е високата производствена цена.

Така си ги разграничихме. Надявам се, че ме подкрепяте по този начин. Сега ни предстои да сравним някои от свойствата, които винаги изискваме от стоманите. Повече от споменах по-рано: всяка от споменатите от мен групи може по-нататък да се раздели според съдържанието на въглерод, легиращите елементи и други критерии. Но защо да правим излишен хаос.

Сравнение на свойствата

Следващата част е много, много спорна. Това обаче няма да ме спре. Бих искал да обсъдя основните свойства на ножовете и да присвоим към тях група стомани, а не конкретна стомана. Това не бих си позволил.

Твърдост

Твърдостта на материала е много важна за нас. Това свойство практически определя как ножът ще запазва остротата си, разбира се, след закаляването. В индустрията за ножове твърдостта се измерва с изпитвания на твърдостта по методи на Росквел (внедряване на диамантен конус в материала). Съкращението на единицата е HRC. Степенната скáла се счита за достатъчна от 58 HRC. Материалите с висока твърдост постигат резултат от приблизително 62-63 HRC (някои дори 66).

В тази категория побеждават въглеродните и инструменталните стомани. Високото съдържание на въглерод обещава висока твърдост и съответно задържане на остротата. Неръждаемите стомани са на второ място. Особено при по-евтините типове често се срещаме с ниска твърдост поради ниското съдържание на въглерод.

Гъвкавост

Това, колко е гъвкав материалът, е въпрос на състава. Гъвкавостта придава на ножа устойчивост на натоварване в огъване. Ножът може така дори при висок ъгъл на огъване да се върне в първоначалната си позиция без трайни промени (пукнатини и т.н.). Крехкостта на материала е проблем, който често трябва да се решава.

В гъвкавостта побеждават неръждаемите стомани, а на второ място са инструменталните стомани. Благодарение на легирането, гъвкавостта и устойчивостта на опън се подобряват. На последно място остават въглеродните стомани, които се считат за относително крехки.

Устойчивост на износване

Всеки ден искаме да носим нож със себе си. Това, че на острието започват да се появяват микронадраски и ножът е използван все по-осезаемо, ни разстройва. Поне мен, така е! Това свойство е тясно свързано с твърдостта на материала.

Затова е ясно, че в тази категория отново побеждаватвъглеродните и инструменталните стомани.

Острене

Свойство, което показва колко лесно се остри и точи ножът.

Категорията отново се доминира от инструменталните и въглеродните стомани. Въглеродните са в тази категория малко пред инструменталните. Съставът и разнообразието на неръждаемите стомани ги поставят на последно място.

Устойчивост на корозия

Всеки нож би трябвало да има устойчивост на корозия на високо ниво. Няма значение ако става дума за кухненски нож. Соковете в плодове и зеленчуци често са много по-агресивни от обикновената вода. Затова е важно да притежаваме нож с устойчивост на корозия.

В тази група, разбира се, уверено побеждават неръждаемите стомани. След тях са инструменталните и накрая въглеродните. Те изискват значително повече поддръжка в сравнение с останалите групи стомани.

Тези общо 5 категории, свойства, ги номинирах като тези, които си струва да отразим. Не исках да разглеждам категории като, например, възможност за обработка, защото това не ни интересува като крайни потребители. Преди да започнете да търсите електронната поща и да пишете как не сте съгласни със статията, ще допълня предишните информации. Взех го като общо. Естествено е, че всяка група стомани има представители, които могат да се конкурират със представителите от друга група. Въглеродните стомани могат да бъдат, например, повърхностно обработени и така са устойчиви на корозия. И така нататък. Сега бих искал да ви представя моите представители на отделните стомани.

Посланици на отделните групи

Досволих си да избера по три представители от всяка група, които ще я представят. Намерено е да се опитам да избера разнообразни стомани, за да ви покажа разнообразието в отделните групи. Изборът е базиран на моите и на хората, които ме обкръжават, опити.

Представители от въглеродната сфера

1095 стомана

​Тази стомана е въглеродна рок-звезда. Тя е най-използваната и предпочитана въглеродна стомана. 1095 е високо въглеродна с 1% съдържание на C. Не е легирана. Обикновено се закалява във вода. След правилна термичка обработка достига твърдост до 66 HRC. Обикновено е около 60-62 HRC. Тази стомана е доказателство на това, което споменах по-горе. Тя е много твърда, сравнително лесна за заточване и, уви, не е изобщо устойчива на корозия. Ако я защитите с повърхностна обработка, ще служи като малко коя друга. Ако искате да пробвате тази стомана, препоръчвам да се фокусирате върху по-тънки остриета. 

1055 стомана

​По същността си това е конструктивна стомана, обикновен, нескъпо материал. Такава е 1055. Според последните две цифри можем да разберем, че нивото на въглерод е 0,55%, тоест средно-високо. Първоначално се използва за производството на пружини, свързващи щанги или валове. След правилна термична обработка постига твърдост около 62 HRC. Подходяща е, например, за изработка на мечове. Уви, няма никаква устойчивост на корозия. 

52100 стомана

​Подобно на стоманата 1095, 52100 е високовъглеродна стомана (0,55% C). Но тук се случва малка промяна. Стоманата е фино легирана в 1,6% количество хром. Достига сравнително по-ниска твърдост в сравнение с предишните версии. Стандартно е около 59 HRC. Наличието на хром осигурява малка устойчивост на корозия, но преди всичко подобрява прокаляването. 52100 е подобно на нейната "сестра" много популярна. 

Инструменталните не подведат

D2 стомана

Тази стомана много ми харесва, подобно на много други. За мен това е представител на инструменталната стомана, която почти може да бъде неръждаем. Съдържанието на хром е 12%, точно пред границата на дефиницията на неръждаемите стомани. D2 е много популярна в ножарството. Проектирана е като затворена стомана за студена ковка, но това не притеснява никого. Само си представете какво трябва да изтърпи стоманата при тази технология на оформяне. Освен хром, тя съдържа и 1,4-1,6% въглерод, 0,3% никел, 1,1% ванадий, 1% молибден. Освен че е високо въглеродна, тя е също така високо легирана. Достига твърдост 58-62 HRC и е устойчива на корозия. Това прави прекрасна, но, уви, и скъпа, избори. 

CPM 15V стомана

Лично аз харесвам стомани от производството на CMC^®. Ще говорим повече за това в следващия раздел. Тази стомана я избрах главно защото е малко необичайна. Благодарение на производствената си технология (CPM = прахова металургия), стоманата е наситена с въглерод до крайното количество 3,4%. Да, знам, в началото казах, че над 2,14% въглерод това е чугун. Именно праховата металургия позволява повече въглерод в стоманата. Освен това, съдържа и 14,5% ванадий, 5,25% хром, 1,3% молибден. Отново високо легирана. С толкова високо въглеродно съдържание и ванадий стоманата е невероятно твърда, често дори 65 HRC. Това й позволява да прорязва метала като масло, без каквато и да е повреда. Подходяща е за области, където се очаква екстремно натоварване върху острието. 

L6 стомана

Избрах тази стомана, защото от инструменталните стомани тя е с ниско съдържание на легиращи елементи, съдържа общо 0,7% въглерод, 1,2% хром, 2% никел, 0,3% ванадий и 0,5% молибден. Интересно е, че въпреки че въглеродното съдържание е до 1%, достига твърдост до 66 HRC, което е наистина много. Стоманата се счита за високовъглеродна. Има много добра устойчивост на износване, гъвкава е и подходяща например за дълги остриета. Уви, стоманата не предлага висока устойчивост на корозия.

Неръждаемите, ръждясват ли? 

440C

Тази стомана е звезда сред неръждаемите. Заедно с цялото семейство 440, тя е често избирана за остриета, които са на достъпна цена, но предлагат множество добри свойства. Съдържа високо съдържание на въглерод, приблизително 1,2%, но най-важното – 18% хром. Такова съдържание гарантира изключителна устойчивост на корозия. Благодарение на по-високото съдържание на въглерод достига твърдост до 59 HRC. Тук тя представлява средната класа неръждаеми стомани. 

CPM S35VN

О, да, знам. Нямаше да съм аз, ако не представях металургически шедьовър, какъвто е за мен CPM S35VN. Тази стомана за мен е най-добрият приятел. Всекидневно я нося със себе си на ножа на Zero Tolerance. Като неръждаема тя представлява по-високата класа. Изработена чрез прахова металургия, тя предлага прекрасни свойства, сред които много добра гъвкавост, устойчивост на корозия, но и твърдост до 64 HRC (най-често обаче 59-61 HRC), което е много добре за неръждаема стомана. Това се дължи главно на по-високото съдържание на въглерод (1,4%) и съвременната производствена технология. 

5Cr15MoV

Тази неръждаема стомана е повече от ниската класа. Това е еквивалент на германската стомана X50CrMoV, тоест хром молибден ванадиева стомана с 0,5% въглеродно съдържание. Освен добрата си устойчивост на корозия, тя предлага само ниска твърдост в стойности 54-56 HRC. което е много малко. Въпреки това, тя е сравнително лесна за поддържане, което при така относително меката стомана със сигурност ще бъде оценено от всички. Е как иначе!

Подходящи и заключение

С това обобщих всичко, което исках. Огледахме разделението, казахме си няколко неща, които според мен са много важни. Като че ли беше всичко лесно и можеше да кажем спокойни коя стомана е най-подходяща за какво. Разбира се , можем да си поставим някои маркери и да ги следваме. Това обаче не означава, че сме спечелили. Исках в заключение да видя как отделните стомани са подходящи за определени употреби, но това е вече много специфична тема и неведнъж съм виждал хора да се карат заради това. Разбира се – мачетето за джунглата ще бъде от неръждаемка, а нож със изключителна издръжливост от който очакваме невъобразима дурабилност ще бъде най-вероятно от инструментална стомана. Опа, може би току-що предизвиках вихрушка от въпроси, които сам си зададе всеки читател. Значи ще го кажа просто. Изберете нож така, както го чувствате. Искате готин нож, за който всички ще ви завиждат, няма да има проблем с корозия и ще издържи по-дълго, отколкото волята на Амундсен да достигне южния полюс? Купете си нож от неръждаема стомана от водещи производители. От друга страна, няма нищо по-добро от здрав full tang нож от D2 стомана. Къде е тогава отговорът? Трябва да го намерим всеки сам за себе си...