Микроструктура и рез
Все режущие инструменты режут двумя способами.
Первый: стамесочный, pushcut - рассекающее движение вперед.
Второй- перепиливание.
Первым способом режется 99% всего, что нам нужно в жизни разрезать: дерево, металл, продукты.
(Понятно, что в этих случаях для пиления мы берем пилу). Стамесочным резом работают: меч, топор, стамеска, рубанок, кухонный нож, бритва. Рез пилением применим, в основном, на охоте.
В готовом закаленном изделии могут присутствовать три компонента карбидной фазы: карбиды (цементит); мартенсит; аустенит остаточный. В зависимости от ТО, та же сталь может иметь разные пропорции этих компонентов и от этого лучше резать первым способом, или вторым.
Статья моя практическая, поэтому примеры и рекомендации.
Топор: лучше всего работает, если кроме мартенсита в нем ничего нет. Значит сталь для него надо брать с углеродом 0,45%...0,65%. Низкий уровень С- закалка в воде; высокий- в масле. Металл будет плотным и не будет выкрашиваться на гвоздях и сучках. Что происходит всегда при наличии аустенита ост. после закалки высокоуглеродистой стали.
Топор из ШХ15- хуже, чем из арматурного прутка( при условии, что они сделаны идеально).При одной твердости ШХ будет крошиться, кроме того звенеть и отпрыгивать от бревна в колено плотнику- лишняя упругость.
Больше %С требуется стамеске, рубанку и кухонному ножу. Для них верхний предел-1,2%С. Надо чтобы после закалки в их составе был мартенсит и аустенит ост. Мартенсит дает твердость и прочность, аустенит - износостойкость. Так и напильник из У12 будет работать в десятки раз дольше, чем из У8, при закалке на одну твердость. Поскольку в У8 будет только мартенсит, а в У12- ровно столько же мартенсита плюс 1/3 аустенита ост. Если для напильника можно взять хоть У16, т е добавить в состав еще и карбиды - они не помешают при обработке железа, то для ножа рубанка и кухонного - это категорически запрещено. Именно режущие качества этих двух ножей - упадут. Карбиды на РК будут как зубы пилы тормозить движение вперед. И на дереве и на овощах.
Чуть подробнее о кухонном ноже.
В кухонном ноже важнейшее качество - его геометрия. В охотничьем - все с допусками. Толщина РК- 0,1 мм -1 мм.
Толщина обуха: от 2 мм до 6 мм.
Длина- ширина, да любые.
У кухонника все более строго.
Толщина РК:0...0,1 и не толще.
Угол заточки: 90...110...120 градусов.
Спуски - от обуха. Р К- ровная линия, чтобы не приходилось качать нож, или протаскивать для реза. Надавил - и перерезано по всей ширине доски. Структура ножа- мартенсит плюс аустенит ост. Поэтому верх по углероду 1,2%. Нижний уровень-0,9%. При ТО кухонного ножа надо следовать указаниям datasheet.werkstoffblatt, родному технологическому справочнику - все они нацелены на получение мартенсита и твердости, а как раз это и требуется.
Дальше идут проблемы социально- психологического характера, которые каждый будет решать на месте, сообразно с обстановкой.
Объясняю: кухонные ножи делятся на две категории- профи и бытовые.
'Профи'- это жизнерадостные пузатые мужчины, работающие в "Метрополе", "Савой", летающие за ножами в Японию, хранящие эти уникумы в отдельных футлярах и умеющие их точить и хранить. Эти 'профи' пользуются только ржавеющими ножами из чистой углеродки. Проблем с 'профи'- никаких. Достаточно отковать лезвие из советского напильника, закалка на 'отбел', выводка вручную и ваше изделие не уступит именитым мастерам Японии, поскольку там больше легенд и сказок, чем реального качества.
С бытовыми кухонными ножами дело намного хуже. Ими пользуется хозяйка кухни, а женщину невозможно отучить:
Не резать на фарфоре.
Не бросать нож в ящик с вилками.
Не оставлять его на ночь в раковине.
На ваши тонкие намеки и замечания последует ответ: "А не женское это дело- стоять у плиты!" - Что совершенно неопровержимо и сказать в ответ нечего.
В любом случае бытовой кухонный нож делается из высокоуглеродистой коррозионностойкой стали.
Лучшие:RWL 34; 440С; 110Х18. Цель та же: получение максимума мартенсита и твердости. Отпуск - самый низкий- до 205 град. Более высокий резко снижает коррозионную стойкость.
Вот и все о нем, о кухонном ноже. Добавлю, что кухонный нож и охотничий - диаметрально противоположны. Если повар похвалил нож - его нельзя давать охотнику- забракует. И наоборот.
Проверка кухонного ножа после заточки проста: надо резать лист бумаги движением вперед, одной точкой. Резать много десятков раз, разными участками. Не должно быть шороха и хрипа. Не должно быть застреваний и разрывов. Это означает, что в ноже нет карбидов, он - рассекает, а не пилит.
Охотничьи ножи с карбидной микроструктурой я рассматриваю в статье "Технология производства булата".
Авторский комментарий:
Угол заточки: 90…110...120 градусов. Т е 45...60 - с каждой стороны. Очень хорошо доводить на ремне с пастой, так как бритву.
1,2%С- перехлест, но небольшой. Лучше:1,15%С.
Этот угол надо так вывести, чтобы не появилась толщина РК. Самый грубый брусок 3/2 микрона, т е 4.000 грит, доводка в 6...8.000 грит. Это дает не убиваемость, но не только. Режешь едкий лук, а слезы - не текут, лук не пахнет: у него поры передавлены, закрыты. Очень долгое время можно править на ремне, потом перевыводка.
Повторяю то, что сказано в статье - самое важное- геометрия. Японцы шли к этому 1.000 лет. До нас еще не дошло.
Трудно приучиться не резать, а просто давить. Когда нет протяга по доске, а только соприкосновение. При этом резе кухонник тупится в десять раз медленнее.
На самом деле тема 'кухонного ножа' в статье чуть затронута. Если написать все - будет монография на 200 стр. Кое что добавлю:
Нет проблем с выбором стали - их десятки. Для домохозяек - нерж. с химсоставом:
С=1,05%
Хр=14...18%
Для более продвинутых ржавеющие:
С=1,05...1,15%
Хр=1,5...7%
Для эстетов- чистая ржа.
Еще о ножах: невероятно трудно дома вывести лезвие, скажем 220...250 мм/ 40...45 мм/4...5 мм.
Ведь это должны быть идеальные плоскости доведенные до 4.000 грит, ровной РК, с заусенцем от этого камня, который снимается уже 6.000 грит. Твердость РК-65,5...66 ед. ниже - плохо режет, выше- крошится.
В Москве много магазинов "Золинген", хороший нож выведенный идеально и на станке с ЧПУ, стоит 100.000 руб, ржа, 230 мм.
Проверку я описал: в быстром темпе режут лапшу из листа А-4, делают 20 резов разными точками. Если хоть раз лист порвет - нож бракуется.
Здесь все завязано в узел: чтобы нож хорошо резал - точат водяными мягкими камнями. Если есть карбиды - они начинают торчать как иглы ежа, рвут и увеличивают сопротивление при резе. Т е неправильная микроструктура сразу проявляется. А заточка алмазными брусками дает другой рез, не очень вкусный, а карбиды все равно довольно быстро лезут на поверхность.