Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ВВЕДЕНИЕ
Сталь - сердце клинка. На современном рынке есть огромное количество прекрасных сталей. Конечно сталь, сама по себе, не является единственным показателем качества ножа. Закалка клинка, его форма, форма рукояти, материалы из которых сделаны все компоненты ножа - вместе эти характеристики определяют, каков нож будет в использовании. Большинство этих характеристик трудно оценить предварительно. Вы не можете сказать, глядя на нож, насколько хорошо закалён клинок, и вы не можете определить, насколько форма лезвия и рукояти будут удобны в работе. Что до стали, то, зная её состав, вы можете оценить её качества и соответственно сделать какие-то предположения о возможном качестве клинка .
Но не стоит ошибаться, придавая основное значение стали клинка. Нож больше, чем сталь, и важно не забывать об этом. Кроме того, многие современные стали настолько хороши, что производители при проектировании ножа могут уделить большее внимание иным факторам, нежели незначительное увеличение качества стали.
С практической же точки зрения можно утверждать, что клинок из слишком мягкой стали будет быстро тупиться и изнашиваться, т.е. будет непрактичен; клинок же из слишком твёрдой стали, при высоком содержании углерода, будет крошится, при нагрузках. Потому при выборе стали клинка ,как нигде важен выбор именно «золотой середины». Более детально далее.
СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ СПЛАВОВ
Если говорить примитивно, то сталь - это сплав железа с углеродом. Если углерода слишком много, то получается чугун. Если слишком мало, то это называется жесть. Все, что посередине - можно назвать сталью. Ее различные типы определяются не только и не столько пропорциями железа и углерода, сколько различными добавками и примесями, которые придают стали различные свойства. Ниже приведены в алфавитном порядке типы стальных сплавов, которые содержат следующие основные компоненты:
Углерод: Присутствует во всех типах сталей как основной элемент, придающий твердость и жесткость. При содержании углерода более 0,5% сталь называется высокоуглеродистой.
Хром: придает сплаву износостойкость, способность к закаливанию, и, что самое важное, устойчивость к коррозии. Сталь с содержанием не менее 13% хрома принято называть "нержавеющей". Хотя, несмотря на это наименование, любая сталь может ржаветь, если за ней не ухаживают должным образом. С другой стороны добавление хрома в больших количествах уменьшает твёрдость стали.
Магний: важный элемент сплава, придает металлу зернистую структуру, и увеличивает прочности клинка, а также твёрдость и износостойкость. Добавляется в сталь в процессе проката и ковки. Присутствует во всех ножевых стальных сплавах, за исключением типов A-2, L-6, и CPM 420V.
Молибден: твердоплавкий элемент, предотвращает ломкость и хрупкость клинка, придает стойкость к нагреву. Присутствует во многих сплавах. Так называемые "закаливаемые на воздухе" стали содержат не менее 1% молибдена, который делает возможным такой типа закалки.
Никель: Увеличивает прочность. Присутствует в сталях L-6, AUS-6, AUS-8 и 8Cr13MoV.
Кремний: Увеличивает твёрдость стали. Также как и магний, добавляется в процессе ковки и проката.
Сера: Нежелательный элемент в ножевой стали. Она улучшает обрабатываемость клинка, но уменьшает его прочность.
Вольфрам: Придает лезвию износостойкость. При сочетании с хромом или молибденом, вольфрам улучшает режущие свойства клинка.
Ванадий: Увеличивает износостойкость и прочность. Твердоплавкий элемент повышенной твердости, который необходим при изготовлении мелкозернистой стали, которая позволяет сделать очень острое лезвие. Многие сплавы содержат ванадий, но наибольшее его содержание - в марках M-2, Vascowear, а также CPM T440V и 420V (в порядке убывания содержания ванадия).
УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛЬНЫЕ СПЛАВЫ (НЕ-НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ)
Чаще всего лезвия ножей из такой стали кованные. Нержавеющая сталь также может коваться (производители вроде Шона МакВильямса делают кованную "нержавейку"), но это очень тяжело. Также добавим, что углеродистая сталь может быть по выбору закалена либо отпущена для придания лезвию твердости режущей кромки и при этом упругости. Нержавейка не может быть так просто обработана по своему усмотрению. Конечно, углеродистая сталь гораздо более быстро ржавеет, чем нержавеющая. Также она часто немного проигрывает нержавеющей по многим параметрам. Тем не менее, при правильной закалке, эти стали бывают очень хороши. Ниже приведены марки таких сталей.
По обозначениям системы AISI, стали с номерами 10хх - углеродистые, а остальные номера являются легированными сплавами. Например, серия маркировок 50хх будет сталями с хромом.
По системе SAE, стали с буквенными индексами (например, A-2, W-2) являются инструментальными.
Также существует классификация ASM, но она гораздо реже встречается и используется, и здесь ей не будет уделено внимания.
Чаще всего, последние цифры обозначения стали близки к содержанию в ней углерода. Так, в стали 1095, скорее всего, примерно 0,95% углерода, в стали 52100 - около 1,0%, в стали 5160 - около 0,6%.
D-2 (аналог Х12МФ)
Сталь D-2 иногда называют "полу-нержавеющей". В ней достаточно высокий уровень содержания хрома (12%), но этого не достаточно, чтоб классифицировать её, как нержавеющую. Это самая стойкая к коррозии саль из всех углеродных. Кроме того клинок ,сделанный из этой стали, отлично держит заточку. Но она менее прочная, чем другие стали этого раздела. Из-за своих отличных качеств эту сталь использовали многие известные производители. Например Боб Дозер (Bob Dozier) и Benchmade в одной из версий ножа Axis AFCK.
M-2
Так называемая "высокоскоростная" сталь, сохраняет свои свойства (и химический состав) даже при очень высоких температурах, и поэтому используется в промышленности при работах с резкой при сверхвысоких температурах. Она немного твёрже и немного более износостойкая, чем D-2. Однако она легко ржавеет. Компания Benchmade использовала сталь М-2 в одном из вариантов AFCK, но на данный момент прекратила.
A-2
Это отличная самозакаливающаяся инструментальная сталь, она твёрже D-2 и M-2, но менее износостойка. Самозакаливание, или «закаливание на воздухе», не позволяет дополнительно закаливать/отпускать ее. Ее выдающаяся прочность делает ее часто используемым материалом для боевых ножей. Крис Рив (Chris Reeve) и Фил Хатсфилд (Phil Hartsfield) оба используют А-2.
O-1
Отличная сталь, которая хорошо воспринимает и держит воронение лезвия, и при этом очень прочная. Однако, она быстро ржавеет. Сталь О-1 используется в ножах Randall и Mad Dog.
W-2
Вполне твердая и хорошо держащая заточку сталь, благодаря содержанию 0,2% ванадия. Большинство напильников сделано из марки W-1, которая является той же W-2, но без содержания ванадия.
Серия сталей, номера которых начинаются начинающихся с "10": 1095, 1084, 1070, 1060, 1050 и так далее.
Большая часть марок, номера которых начинается с десятки, создана специально для изготовления ножей, однако сталь 1095 используется в ножевых лезвиях наиболее часто. Если выстроить по порядку марки начиная с 1095 и до 1050, в общем можно сказать, что при убывании номера убывает количество углерода в стали, она хуже держит заточку лезвия и становится более вязкой. Поэтому чаще всего марки 1060 и 1050 используются для изготовления мечей. Для ножей 1095 считается "стандартной" маркой углеродистой стали, не самой дорогой и при этом с хорошими качествами. Также эта марка обладает достаточной твёрдостью и легко точится, но при этом легко ржавеет. Это простая марка стали, содержащая, кроме железа, еще один-два элемента - около 0,95 углерода и иногда около 0,4% магния. В ножах Kabar часто используется марка 1095 с черненым покрытием.
Carbon V
Это торговая марки стали, принадлежащее компании Cold Steel. Она не ограничивается одной какой-то определенной сталью, а обозначает весь подобный тип сплавов, используемых этой компанией. Маркировка имеет дополнительные индексы для отличия конкретной марки сплава. По свойствам Carbon V - это нечто среднее между О-1 и 1095, и при этом ржавеет примерно как О-1. Многочисленные инсайдеры от металлургии настойчиво утверждают, что это 0170-6. Некоторые испытания ("искровые пробы") показали близость к 50100-В. Между 50100-Би и 0170-6 практически нет разницы (это фактически одна и та же сталь), так что действительно похоже, что к ним можно приравнять и Carbon V.
0170-6 / 50100-B
Это одна и та же марка стали - 0170-6 (по классификации металлургов) и 50100-В (по классификации AISI). 0170-6 является хорошим хромо-ванадиевым стальным сплавом, который отчасти похож на О-1, но гораздо менее дорогой. Ныне покойный Блэкджек делал некоторые ножи из 0170-б, и Carbon V от Cold Steel, возможно, является этой же маркой стали. 50100 - это та же сталь 52100 с примерно третью ее хрома, а приставка "-В" в маркировке 50100-В указывает на то, что эта сталь была изготовлена с использованием ванадия и является хромо-ванадиевым стальным сплавом.
L-6
L-6 марка сталей для ленточных пил, очень прочная и хорошо держащая заточку, но легко ржавеющая. Как и О-1,она очень податлива для ковки. Это одна из лучших сталей для изготовления ножей, особенно там, где требуется прочность.
5160
Эта марка стали очень популярна у кузнецов и сейчас используется в производстве ножей разных типов, особенно в ножах с большими клинками, для которых важна высокая прочность. По существу, это простая по составу пружинящая сталь с добавлением хрома для лучшей закаливаемости. Хорошо держит заточку, но известна в основном благодаря своей выдающейся прочности (как L-6). Часто используется для изготовления мечей благодаря своей прочности, а также является материалом для изготовления высокопрочных ножей.
52100
Это шарикоподшипниковая марка стали, и также часто используется для ковки. Похожа на марку 5160 (однако содержит около одного процента углерода, тогда как 5160 - около 0,6%), но лучше держит заточку. При этом она не такая прочная, как 5160, и чаще используется для изготовления охотничьих ножей, а также других ножей, которые должны обладать немного меньшей прочностью, чем сделанные из стали 5160, в пользу лучшего сохранения остроты лезвия.
CPM 10V
Используется в ножах подходящих для тяжёлой работы, имеет грязеотталкивающие свойства. 10V обеспечивает невероятную износостойкость, а вязкость ,как у D2. Это хороший выбор для максимальной износостойкости, но не супер твердости.
Vascowear
Очень редкая марка стали, с высоким содержанием ванадия. Слишком тяжелая в обработке, но очень износостойкая марка. В производстве практически не встречается.
"НЕРЖАВЕЮЩАЯ" СТАЛЬ
Помните, что любая сталь может ржаветь. Но так называемые "нержавеющие" стали благодаря добавке не менее 13% хрома, имеют значительную стойкость к коррозии. В ножевой промышленности де-факто принят стандарт в 13% хрома, но справочник по металлам ASM говорит, что вполне достаточно "более 10. Возможно это потому, что и более низкая доля хрома с правильно подобранными другими примесями могут дать тот же эффект "нержавейки".
Ниже представлены нержавеющие стали, сгруппированные согласно их качествам:
420 и 420J самые мягкие из нержавеющих сталей. Единственный их плюс высокая коррозионная стойкость, из-за чего они часто применяется в изготовлении ножей для подводников. Низкое содержание углерода делает эти стали слишком мягкими и, соответственно, клинки из них плохо держат заточку. Из-за простоты обработки часто используются для очень недорогих ножей, поскольку слишком мягкие для изготовления функционального лезвия (например серрейторной заточки).
440 A и подобные ей стали 7Cr17MoV, 5Cr15MoV, 425M, 65Х13(аналог 425M в России), 420HC, 12C27, и AUS-6Аявляются следующей группой. Они могут быть закалены лучше предыдущей группы, более прочные и износостойкие, но износостойкость этой группы можно считать просто приемлемой (т. е. клинки из этих сталей будут держать заточку значительно лучше 420-х, но не более чем приемлемо). 440A и 12C27 лучшие из них. AUS-6А интересна тем, что, благодаря количеству ванадия в нём, из неё можно сделать клинок с лезвием, как у бритвы. Что касается китайских 7Cr17MoV и 5Cr15MoV, то первая уступает AUS-6А, а вторая возможно немного превосходит в стойкости к коррозии и немного уступает в твёрдости. 425M и 420HC – самые простые в этой группе.
8Cr13MoV, Gin-1, ATS-55, AUS-8A и 440C входят в следующую группу. Стали этой группы ещё прочнее предыдущих и более износостойкие. Среди них ATS-55 более всех подвержена коррозии; а AUS-8A, благодаря содержанию ванадия, позволяет лучше заточить клинок, сделанный из неё, но при этом он будет хуже остальных держать заточку. 8Cr13MoV из-за большего содержания углерода, чем в AUS-8A, более твёрдая, но более хрупка из-за этого. Потому её можно считать чуть ниже уровнем, чем AUS-8A. 440C – лучшая в этой группе.
Следующая группа ATS-34/154CM, VG-10, и S60V. Этой группой начинаются стали топ-класса. Они очень прочные и клинки из них отлично держат заточку, что даёт возможность использовать их в производстве ножей различных видов. Из этой группы VG-10 можно лучше всех заточить, благодаря содержанию ванадия, но заточку при том она будет держать хуже всех в этой группе. S60V – самая износостойкая из этих сталей ,но её жёсткость может быть на уровне 440С, а этот показатель хуже, чем у ATS-34 и 154-CM. Но, всё-равно, S60V лучшая в этой группе, т.к. общая износостойкость стали часто важнее того, как клинок будет держать заточку.
BG-42, S90V и S30V формируют последнюю группу. BG-42 имеет лучшую износостойкость, чем все предыдущие, за исключением стали S60V. Она твёрже ATS-34 и менее подвержена коррозии. S90V самая износостойкая сталь, из обсуждаемых до сих пор, также твёрже ATS-34 и менее подвержена коррозии. Но её сложно точить. Потому S90V часто используется в эксклюзивных ножах, а не в массовом производстве. При принятии решения о покупке ножа из этой стали, обязательно возьмите во внимание сложность заточки клинка из неё. S30V менее износостойка, чем S90V, но твёрже и клинок из неё легче точить. При этом она более износостойкая, чем BG-42, потому её можно считать самой оптимальной в этой группе.
А теперь более детально о самих сталях:
420
Более низкое содержание углерода (менее 0,5%), чем в 440-х марках, делают эту сталь слишком мягкой и плохо держащей заточку. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости часто применяется для изготовления ножей для подводников. Часто используется для очень недорогих ножей. Кроме как использования в условиях соленой воды, она слишком мягкая чтобы быть хорошим выбором для изготовления ножа.
420HC
Это модификация 420, с увеличенным содержанием углерода, приблизительно равным 440A.
440 A - 440 B - 440C
Содержание углерода (и твердость соответственно) этого типа нержавеющих сталей возрастает от А (0,75%) к В (0,9%) до С (до 1,2%). Сталь 440С - отличная высококлассная нержавеющая сталь, клинки из которой прекрасно держат заточку, очень твёрдая( обычно закаляемая до 56-58 ед. по Роквеллу). В 80-х 440С была королевой ножевых сталей, пока в 90-х её место не заняла ATS-34. Все три типа 440-й стали хорошо сопротивляются коррозии, причем 440А - лучше всего и 440С - наименьшим образом из этих трех. В ножах SOG Seal 2000 используется сталь 440А, Рендел (Randell) использует сталь 440В для своих нержавеющих ножей. Марка 440С распространена повсеместно и общепризнана как вторая основная ножевая нержавеющая сталь (первой основной считают все же ATS-34). Если Ваш нож маркирован просто "440", скорее всего это наименее дорогая сталь 440А, т.к. если производитель использует более дорогую 440С, он непременно это укажет. По общим ощущениям, сталь 440А (и ей подобные) достаточно хороша для повседневного использования, особенно когда она качественно закалена (есть много хороших отзывов о закалке стали 440А фирмой SOG). Версию 440В можно назвать промежуточным вариантом, а сталь 440С - лучшей из трех.
425M - 12C27
Обе марки стали очень похожи на 440А. 425М (0,5% углерода) используется фирмой Buck. Сталь 12С27 (около 0,6% углерода) считается традиционной скандинавской и используется для изготовления финских ножей "пукко", а также норвежских ножей. Очень хороша при правильной закалке, немного более удачный выбор, чем 440A.
8Cr13MoV
Китайская сталь по своим свойствам очень похожа на 440B и AUS-8. Содержание углерода в ней 0,8%, что даже больше, чем в AUS-8. Соотношение остальных элементов в этой стали приблизительно такое же, как в AUS-8. Все эти качества, при невысокой цене, сделали эту сталь отличным выбором для производства качественных и недорогих ножей. Потому её используют в недорогих ножах известные производители Spyderco, Kershaw, SOG, Byrd, а также некоторые китайские производители, такие как Sanrenmu, Enlan и др.
AUS-6 , AUS-8 , AUS-10 (или 6A, 8A, 10A)
Это японские марки нержавеющей стали, сравнимые с маркой 440А (сталь AUS-6, содержит 0,65% углерода) и со сталью 440B (AUS-8, 0,75% углерода), а также с 440C (AUS-10, 1.1% углерода). Сталь AUS-6 используется компанией Al Mar и является низкоуровневой сталью, как 420J2. Компания Cold Steel использует AUS-8, что сделало эту марку стали довольно популярной. Их закалка такой стали не держит заточку так же хорошо, как ATS-34, она немного мягче и, возможно, чуть прочнее. AUS-8 является конкурентом таким сталям, как ATS-55 и Gin-1. AUS-10 содержит углерода почти столько же, сколько 440С, но несколько меньше хрома, поэтому немного хуже сопротивляется коррозии и, возможно, немного тверже. Является конкурентом такой стали, как ATS-34. Все три эти типа стали содержат примесь ванадия (который отсутствует во всей 440й серии), что добавляет металлу износостойкости и позволяет делать очень острую заточку.
GIN-1( также называемая G-2)
Сталь, имеющая чуть меньше углерода, чуть больше хрома и намного меньше молибдена , чем ATS-34. Ранее использовалась в недорогих ножах известной компании Spyderco, которая позже её заменила АТС-55 и AUS-8. Сейчас в недорогих ножах её использует компания Benchmade. В общем G-2 очень хорошая нержавеющая сталь, немного менее износостойкая и твёрдая, чем ATS-34.
ATS-34, 154-CM
ATS-34 была самой популярной сталью топ-класса в 90-х. 154-СМ - это американская сталь, которая довольно долгое время не отвечала, ожидаемому производителями ножей, уровню качества, потому они перешли на ATS-34. В данный момент 154-СМ снова отвечает высоким стандартам качества и некоторые компании, поддерживая американского производителя, снова используют её, например Microtech. Сталь ATS-34 - продукт компании Hitachi (хитачи), очень похожа на 154-СМ. Обычно закаляется до 60 Rc. Она хорошо точится и держит заточку, несмотря на такую высокую твёрдость. Не настолько хорошо противостоит коррозии, как стали 400-х марок. Многие мастера используют сталь TS-34, а также в своих ножах высшего класса Spyderco и Benchmade.
ATS-55
Похожа на ATS-34, но без содержания молибдена и с добавлением некоторых других элементов. Это очень хорошая ножевая сталь, но немного ниже уровнем, чем ATS-34 и другие стали в её классе: Gin-1(G-2) и AUS-8. Видимо она также хорошо держит заточку, как и ATS-34, но при этом больше подвержена коррозии.
VG-10
Еще одна сталь топ-класса, содержащая ванадий. Благодаря содержанию ванадия, клинок из VG-10 можно сделать очень острым, как и из других сталей содержащих ванадий BG-42 и AUS-8. VG-10 более тверда и более устойчива к коррозии, чем ATS-34, а также клинок из неё лучше держит заточку.
BG-42
Американский производитель ножей Боб Лавлес (Bob Loveless) объявил о переходе на эту марку с ATS-34. BG-42 очень похожа на ATS-34, но есть два основных отличия: в ней в два раза больше магния, и 1,2% ванадия (которого в ATS-34 вообще нет), благодаря чему клинок из этой стали может держать заточку лучше клинка из ATS-34. Крис Рив (Chris Reeve) перешел на использование BG-42 с ATS-34 в своих ножах Sebenzas.
S60V (CPM T440V) - S90V (CPM T420V)
Эти две стали великолепно держат заточку (лучше xtv ATS-34). В обеих сталях высокое содержание ванадия, благодаря чему они невероятно износостойки, но клинки из тяжело точатся. Компания Spyderco является одним из основных потребителей CPM T440V и изготавливает как минимум одну модель этой стали. При этом они закаляют её до 55-56 Rc, чтоб при достаточной твёрдости, клинок легче точился. 420V - это сталь компании CPM, аналог стали 440V, с меньшим содержанием хрома и удвоенной долей ванадия, более износостойкая и более прочная, чем 440V. Возможно, она самая износостойкая сталь из всех используемых в производстве ножей, но из-за сложности в обработке в основном используется мастерами, а не в серийном производстве.
CPM S30V
Специально разработанная для производства ножей сталь. Износостойка почти как S90V, при разумной твердости (~ 59-60 Rc). Эти характеристики делают S30V одной из самых интересных нержавеющих сталей. Например Крис Рив (Chris Reeve) перешел с BG-42 на S30V. Будет ли эта сталь новой королевой универсальных ножевых нержавеющих сталей? Мы узнаем об этом в ближайшие несколько лет.
400-х-сотая серия нержавеющих сталей
Компания Cold Steel, прежде чем начать использовать AUS-8, продавала многие свои изделия под маркировкой "400 Series Stainless". Другие производители ножей также иногда используют этот термин. На самом деле обычно под этим термином скрывается недорогая сталь 440А,хотя ничто не ограничивает компанию в использовании любой другой стали марки 4хх, например, 420 или 425М, и называть это "сталь 400-сотой серии".