Ножевые стали. И немного о ножах

Часто встречаются утверждения что углеродистая сталь режет лучше нержавеющей, что есть агрессивный рез, а есть мыльный рез. Или что сталь на одном ноже хуже чем на другом потому что отрезал меньше каната. Пластилиновая сталь.

Я слабо разбираюсь в ножах, зато глядя на состав стали, могу сказать какие результаты можно получить от конкретного ножа, изменяя геометрию клинка и режущую кромку под конкретную задачу. При условии что сталь не испорчена каким-нибудь кузнецом, а термообработка закалка стали делалась по рекомендациям производителя стали.

Какая сталь «самая лучшая» Давайте разбираться.



На фото нож fit 10622, который был куплен за 300рублей ради экспериментов с пластиковой рукоятью. Это наверное первый мой нож, на котором можно сказать «пластилиновая сталь», которая загибается при заточке. Конкретно для строгания дерева рукоять на мой взгляд удобная не болтается не перекатывается в руке, ровные прямые бока с насечками, хотя узкая 18мм. Клинок 98х21х1,8мм из мягкой стали. Не покупайте такие ножи.

Неудачная реплика ножа мора.

Три ножа мора.

Кстати на разрезании каната ножи из нержавеющих сталей с синими рукоятками, в том числе мора, показали результат лучше чем из углеродистой стали, значительно лучше.


Как такое возможно?
Таблица характеристик углеродистых сталей.
Нож Terrasaur от Condor из стали:
В некоторых тестах он перерезает нержавеющие стали. Но посмотрите в таблице износостойкость стали 1095. Всего полтора балла.
При этом устойчивости к ржавчине нет. Режущая кромка может затупится из-за ржавчины во влажном лесу.

А теперь таблица характеристик нержавеющих сталей:
Даже у самых простых нержавеек например 420HC, Aeb-L износостойкость выше чем у углеродистой стали 1095, а ударная вязкость или прочность к нагрузкам значительно выше, и они не заржавеют во влажном лесу. То есть по всем параметрам они значительно лучше углеродистой стали 1095.

Далее таблица умеренно ржавеющих высоколегированных сталей:
Обратите внимание например на Vanadis 8. Ударная вязкость прочность 6 баллов при износостойкости 7 баллов. Это недостижимое сочетание для нержавеющих сталей.

Почему это важно? Потому что свойства стали ограничивают геометрию клинка. От геометрии клинка и лезвия результат зависит больше чем от самой стали. Чем выше прочность стали, тем острее может быть угол заточки и тоньше спуски и клинок, без сильного риска выкрашиваний сколов кромки и поломки клинка. А чем острее угол заточки, тем дольше он деградирует до не режущей плоской кромки, медленнее теряет остроту. Посмотрите на график зависимости износостойкости от угла заточки:
25° 700мм против 400мм на 35°. Огромная разница.

Возьмите остро заточенное лезвие бритвы. Легкое прикосновение= порез. Никакого мыльного реза не будет, если у нормальной стали острая заточка без заусенцев.

Vanadis 8 долго режет потому что у него много твердых карбидов частиц ванадия. И его еще можно остро заточить, и он дополнительно будет в полтора-два раза больше резать.

Кстати, ванадий в нержавеющих сталях работает хуже, а вольфрам вообще может не работать, потому что хром, из-за которого сталь не ржавеет, мешает образованию твердых карбидов ванадия и тем более вольфрама

Вернемся к стали Ванадис 8. На графике видно что прочность у него выше чем у нержавеющих сталей, но не на столько выше как например у CPM 3v.


А по графику прочности и твердости видно что закалять vanadis 8 на 64HRC и выше нет большого смысла, потому что прочность становится как у более и износостойкой стали Cmp 10v. Хотя Vanadis 8 можно закалить на разную твердость разные части клинка, обух мягче, лезвие тверже. Тогда клинок будет прочнее чем из CPM 10v.

А это график износостойкости и твердости.

Аустенизация это температура закалки своя для каждой стали, а последний столб — это износостойкость в миллиметрах картона. Угол заточки у всех 30°.

Немного скажу про термообработку закалку сталей:

Карбиды зависят от состава стали. Они имеют разный размер форму и температуру плавления, и располагаются в разных местах матрицы. Чем выше температура, тем сильнее растворяется хром, тем лучше сталь сопротивляется ржавчине, но хуже режет, особенно если кроме хрома других карбидов нет. Когда карбиды растворяются, то ничто не сдерживает рост зерна стали, а чем больше зерно, тем больше хрупкость стали. Чем больше углерода, тем выше хрупкость и хуже сопротивление ржавчине. У всех сталей с углеродом больше 0,6% низкая прочность, особенно у нержавеющих.

Задача термиста растворить маленькие карбиды на границах зерен, но не дать вырасти зерну, чтобы значительно повысить прочность на излом. Растворить хром. Оставить самые твердые карбиды среднего размера и округлой формы. И полностью прокались сталь. Чем выше температура, тем больше не прокаленной стали.

А нержавеющую сталь обязательно надо дополнительно охлаждать минимум до -70°, чтобы она почти полностью прокалилась. Например в жидком азоте (крио)

Для прочности после закалки и после шлифовки клинка нужно делать отпуск стали, подержать пару часов в печи обычно при 180-250°. 180° выше износостойкость, 250° прочность. Если сильно повысить температуру отпуска, то хром из раствора выделится в карбиды, и нержавеющая сталь заржавеет.

Полуржавеющие стали, например D2/х12мф желательно ковать, чтобы разбить скопления карбидов, а огромные карбиды разбить на части и размазать. Хорошую ковку кузнеца заменяет хороший прокат стали на сталелитейном заводе. Ковать лучше прутки толщиной с палец — их на заводе уковали прокатом хорошо. Из листа стали лучше вырезать клинки чтобы сульфидные полосы были наискосок. Если они вдоль клинка, то кромка выкрошится. Поперек — кончик отломится. Клинок не должен иметь резких утончений и углов угловатых вырезов, иначе сломается от малейшей трещины и нагрузки, обычно в месте скопления карбидов.

Прямоугольные карбиды размером с вагон делают сталь d2 хрупкой. Ковка разбивает такие карбиды и повышает прочность.

Наиболее равномерно распределены карбиды в порошковых сталях, их не нужно ковать, к тому же карбиды маленькие и округлые = сталь прочнее.

К каждой стали обычно есть графики прочности и твердости в зависимости от температуры, и режим закалки от производителя стали

Кузнец, который сутками кует меч в миллион слоев твердой стали с железом, может выковать углерод, и сталь не будет резать. Может выжечь углерод при закалке. Обычно заготовку завертывают в фольгу из нержавеющей стали с бумажкой внутри, чтобы выгорел кислород, и не было окалины. При ковке сталь охлаждается от наковальни и трескается. У нержавеющих сталей узкий коридор закалочной температуры, ошибка на 30-50° и сталь совсем не будет резать. Поэтому кузнец и качество вещи почти несовместимые.

Состав сталей.

Ближе к делу. Какая сталь лучшая.


Самая плохая сталь, из которой делают ножи это 20х13, или 2Cr13. Еë невозможно закалить тверже 48HRC. Пластилиновая кромка загибается и сминается.

30х13, 3Cr, X30Cr13 можно закалить на 53-56HRC.

Когда пишут что в подобной стали есть молибден и ванадий, например 3CrMoV или 8CrMoV, то лгут, молибдена и ванадия в таких сталях нет или почти нет.

Сталь не трескается при штамповке. Из этой стали получаются дешевые ножи. Очень прочная не ломается, можно делать метательные ножи, не ржавеет.

То же самое можно сказать про стали 40х13, 5Cr14Mov.
И про стали с 0,6% углерода и 13-15% хрома: 6Crmov, 65х13, aeb-L, 12c27, 14c28N. Но они уже не такие дешевые. Зато их можно закалить на 60-62HRC, и на этой твердости они будут прочнее на излом раз в 5 чем D2 и х12мф, к110. Можно точить остро как бритву на 15°, не выкрошатся. Можно делать мачете топоры тесаки…

14C28N или 6Cr14N ещë и не ржавеют совсем в обычных условиях. Это отличные стали для массового высокотехнологичного производства дешевых ножей для любой задачи, начиная с кухни где часто нужны очень тонкие гибкие клинки. И на тестах они показывают хорошие результаты. Например:
TuoTown складной нож Saira TSR-NS сталь T14N (14c28n) stonewash
Цена ножа увеличена раз в 10 от себестоимости.

На тестах Руслана Киясова сталь n690 показала хороший результат. Еще лучше (в 2 раза) порошковые стали ELmax и М390. Ржавеющий Vanadis 6 еще больше отрезал, на уровне м398 и s125v.

Сейчас по цена/качество из порошковых нержавеющих сталей все делают ножи из ELmax и JM390a (китайская М390). Везде где пишут что сталь м390, скорее всего китайская, она не хуже оригинала.

Китайский аналог универсальной порошковой нержавеющей стали cmp Magnacut я пока не тестировал. В любом случае износостойкость у неë ниже чем у JM390a, но значительно выше прочность. Зато можно наточить как бритву на острый угол.

Для тесаков отличная ржавеющая сталь ЭК80. Это родственник более дорогой и износостойкой PGK. Можно строгать кости. Еще более ржавеющая 9хС. Сталь ШХ15 используют для топоров. Для тонких мачете и мечей пружинные сильно ржавеющие стали 60с2а и 65Г.

Vanax75 и s125v хрупковатые но отличные стали. Первая не ржавеет даже в соленой воде. Слишком дорогие.

В данный момент у меня 8 ножей это elmax и JM390а толщиной обуха 1,8-2,8мм, 6 ножей 6Cr14n толщиной обуха рабочей части 0,7мм и заточкой 15° кухонные скальпели, и один нож из n690. На практике большая стойкость jm390 не сильно ощущается, потому что один-два раза поправил мусатом 6Cr14n, и она отрежет не меньше, а за счет геометрии клинка режет овощи даже абсолютно тупая. Нет смысла точить 6Cr14n на 30-35° как n690 и ELmax.