Μαχαίρια: η εξέλιξη του χάλυβα
Το μαχαίρι είναι ένα από τα παλαιότερα εργαλεία της ανθρωπότητας. Αν απορρίψουμε την Εποχή του Λίθου και του Χαλκού, τότε στην πιο απλή περίπτωση, το μαχαίρι είναι ένα ακονισμένο κομμάτι σιδήρου (ατσάλι) με λαβή που κρατιέται άνετα.
Το κύριο μέρος του μαχαιριού, το οποίο καθορίζει τον λειτουργικό του σκοπό, είναι μια λεπίδα με κοπτική άκρη. Οι δυνατότητές του καθορίζονται σε μεγάλο βαθμό από το δομικό υλικό - χάλυβα και τη θερμική επεξεργασία του.
Σύνθεση και δομή
Οι ιδιότητες του χάλυβα καθορίζονται από τη σύνθεση και τη δομή του. Η παρουσία ορισμένων ακαθαρσιών (στοιχεία κράματος) σας επιτρέπει να αυξήσετε τη σκληρότητα ή την αντίσταση στη διάβρωση της λεπίδας. Το πρόβλημα συχνά έγκειται στο γεγονός ότι αυξάνοντας τη σκληρότητα, μπορούμε ταυτόχρονα να αυξήσουμε την ευθραυστότητα του χάλυβα και να μειώσουμε την αντίστασή του στη διάβρωση. Από την άλλη, αυξάνοντας την αντίσταση στη διάβρωση, επιδεινώνουμε άλλες παραμέτρους.
Για παράδειγμα, ο άνθρακας αυξάνει τη σκληρότητα του χάλυβα, αλλά μειώνει την σκληρότητα και την ολκιμότητα του. Άλλα στοιχεία κράματος προσθέτουν επίσης θετικές και αρνητικές ιδιότητες στον χάλυβα. Το χρώμιο βελτιώνει την αντοχή στη φθορά και τη διάβρωση, αλλά αυξάνει την ευθραυστότητα. Το βανάδιο και το μολυβδαίνιο αυξάνουν την σκληρότητα και την αντοχή, αυξάνουν την αντίσταση στις θερμικές επιδράσεις, το νικέλιο - αυξάνει την αντίσταση στη διάβρωση, τη σκληρότητα και τη σκληρότητα του χάλυβα, το βανάδιο βελτιώνει την αντοχή και την αντοχή στη φθορά του χάλυβα. Το μαγγάνιο και το πυρίτιο αυξάνουν την ολκιμότητα του χάλυβα. Όλα αυτά τα στοιχεία φέρουν τις θετικές τους ιδιότητες μόνο σε αυστηρά καθορισμένες ποσότητες, με αποτέλεσμα οι μεταλλουργοί να είναι εξαιρετικά προσεκτικοί και ισορροπημένοι στην επιλογή της σύνθεσης χάλυβα.
Επιπλέον, τα στοιχεία κράματος συχνά τείνουν να συγκεντρώνονται σε ορισμένα σημεία, στα οποία μπορεί να εμφανιστεί ένα κέντρο τάσης, με αποτέλεσμα, όταν φορτωθεί, η λεπίδα να σπάσει σε αυτό το συγκεκριμένο σημείο.
Κατανομή καρβιδίων στους χάλυβες
Για το λόγο αυτό, τα παλιά χρόνια προέκυψαν οι χάλυβες της Δαμασκού και της Δαμασκού, στους οποίους, με την επανειλημμένη εφαρμογή πολλών τύπων χάλυβα και τη σφυρηλάτησή τους, επιτυγχανόταν η πιο ομοιόμορφη κατανομή των στοιχείων κράματος.
Το σχέδιο του χάλυβα της Δαμασκού οφείλεται στην επαναλαμβανόμενη σφυρηλάτηση των στρωμάτων που το αποτελούν.
Σύμφωνα με τον συγγραφέα, στο τελευταίο μαχαίρι ιστορία διακρίνονται τρεις περίοδοι.
Η πρώτη περίοδος είναι η χρήση ανθρακούχων χάλυβων «σκουριάς» και ανοξείδωτων χάλυβων με χαμηλή σκληρότητα και χαρακτηριστικά συγκράτησης αιχμής (πρώτο μισό του XNUMXού αιώνα).
Η δεύτερη περίοδος είναι η εμφάνιση ανοξείδωτων χάλυβων με υψηλή σκληρότητα και χαρακτηριστικά συγκράτησης αιχμής (δεύτερο μισό XNUMXου αιώνα).
Η τρίτη περίοδος είναι η εμφάνιση σκόνης ανοξείδωτου χάλυβα (αρχές XNUMXου αιώνα).
Αυτές οι περίοδοι μπορούν να θεωρηθούν μάλλον αυθαίρετες, αφού ακόμη και τώρα ορισμένες εταιρείες παράγουν μαχαίρια από ανθρακούχο χάλυβα. Παρόλα αυτά, ήταν στις αρχές του 420ου αιώνα που εμφανίστηκαν οι πρώτοι ανοξείδωτοι χάλυβες, συμπεριλαμβανομένου του περίφημου χάλυβα 420, από τον οποίο παράγεται ακόμη ένας τεράστιος αριθμός μαχαιριών σε όλο τον κόσμο. Για παράδειγμα, εάν αγοραστεί ένα φθηνό κινέζικο μαχαίρι, που κοστίζει αρκετές εκατοντάδες ρούβλια, τότε η λεπίδα πιθανότατα θα έχει χάλυβα ποιότητας XNUMX.
Η γαλλική εταιρεία OPINEL παράγει κλασικά πτυσσόμενα μαχαίρια, συμπεριλαμβανομένων αυτών με λεπίδες από ανθρακούχο χάλυβα.
Η εμφάνιση κατά το δεύτερο μισό του 440ού αιώνα των ποιοτήτων χάλυβα 440A, 440B, 65C (κοντά ρωσικά ανάλογα 13x95, 18x110, 18xXNUMX), που χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, επέτρεψε την παραγωγή ανοξείδωτων μαχαιριών υπό όρους με συγκρίσιμες ιδιότητες σκληρότητας και κοπής σε μαχαίρια και λεπίδες από ανθρακούχο χάλυβα.
Γιατί "υπό όρους ανοξείδωτο";
Επειδή σχεδόν κάθε ατσάλι μπορεί να σκουριάσει, το μόνο ερώτημα είναι το περιβάλλον και ο βαθμός έκθεσης. Για παράδειγμα, οι περισσότεροι ανοξείδωτοι χάλυβες διαβρώνονται καλά στη θάλασσα από το αλμυρό νερό. Παρεμπιπτόντως, ο αρχαίος χάλυβας 420 είναι ένας από τους πιο ανοξείδωτους.
Ωστόσο, είναι πολύ πιο βολικό να χρησιμοποιείτε μαχαίρια από ανοξείδωτο χάλυβα στην καθημερινή ζωή - την ίδια περίοδο, ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας καλύπτεται μόνο με σημεία σκουριάς, ο ανθρακούχος χάλυβας θα σκουριάσει μέχρι τις τρύπες. Επιπλέον, οι ανθρακούχες χάλυβες δίνουν συχνά στα προϊόντα μια δυσάρεστη επίγευση όταν κόβονται.
Η εμφάνιση των χάλυβων σε σκόνη βοήθησε στην επίλυση του προβλήματος της ομοιόμορφης κατανομής των στοιχείων κράματος. Ένας από τους τρόπους απόκτησης χάλυβα σε σκόνη είναι ο ψεκασμός τετηγμένου μετάλλου σε περιβάλλον αδρανούς αερίου, μετά από τον οποίο σχηματίζεται μια λεπτή σκόνη με ομοιόμορφα κατανεμημένα στοιχεία κράματος. Μετά από αυτό, η σκόνη πυροσυσσωματώνεται σε μονολιθική ράβδο με ισοστατική πίεση.
σκόνη χάλυβα
Η δομή του συνηθισμένου χάλυβα και της σκόνης
Ένας από τους πρώτους και πιο συνηθισμένους χάλυβες σε σκόνη που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή μαχαιριών ήταν ο χάλυβας CPM S30V, που αναπτύχθηκε το 2001 από τον Dick Barber της σουηδικής εταιρείας Crucible Materials Corporation και τον διάσημο κατασκευαστή μαχαιριών Chris Reeve.
Εκτός από τη συνήθη διαδικασία κατασκευής λεπίδων από λωρίδες και ράβδους, ο χάλυβας σε σκόνη επιτρέπει πολύ ενδιαφέρουσες τεχνολογικές λύσεις.
Η αμερικανική εταιρεία Kershaw κυκλοφόρησε το πτυσσόμενο μαχαίρι Offset 1597, με λεπίδα κατασκευασμένη με τεχνολογία MIM (Metal Injection Molding), μια τεχνολογία για τη χύτευση μετάλλων και κραμάτων σε σκόνη υπό πίεση, η οποία ονομάζεται επίσης MITE (Metal Injection Molding with an Edge). Σύμφωνα με την τεχνολογία MIM/MITE, η μεταλλική σκόνη αναμιγνύεται με συνδετικό υλικό, ενώ το μέγεθος του καλουπιού είναι 20% μεγαλύτερο από το τελικό μέγεθος της λεπίδας. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια της πυροσυσσωμάτωσης υπό πίεση, η πυκνότητα του τελικού προϊόντος αυξάνεται στο 99,7% της πυκνότητας του αρχικού μετάλλου (το συνδετικό καίγεται κατά τη σύντηξη). Το αποτέλεσμα είναι ένα προϊόν πολύπλοκου τρισδιάστατου σχήματος, το οποίο δεν μπορεί να ληφθεί με κανέναν άλλο τρόπο.
Kershaw Offset 1597
Η δυνατότητα ομοιόμορφης κατανομής των κραματοποιημένων στοιχείων σε χάλυβες πούδρας οδήγησε σε αύξηση του ποσοστού τους, που είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση των λεγόμενων υπερχάλυβων, όπως, για παράδειγμα, το ZDP 189 ή το Cowry-X, ωστόσο, η πολυπλοκότητα του ακονίσματος τους και το υψηλό κόστος περιορίζει τη διανομή τους.
Πιο ισορροπημένοι χάλυβες όπως M390/M398, CPM-20CV, Elmax και άλλοι ευκολότεροι στην κατασκευή και συντήρηση - CPM S30V/CPM S35V, CTS-XHP, κ.λπ. έχουν κερδίσει μεγάλη δημοτικότητα.
Σχετικά χαρακτηριστικά διαφόρων σύγχρονων χάλυβων μαχαιριών
Στο τέλος, όλα εξαρτώνται από το κόστος της λεπίδας - ούτε οι σούπερ χάλυβες, ούτε καν οι χάλυβες υψηλής ποιότητας σε σκόνη έχουν αναγκάσει φθηνότερους χάλυβες χωρίς σκόνη να βγουν από την αγορά. Η αγορά χάλυβα μαχαιριών μπορεί να θεωρηθεί ως μια πυραμίδα, με τον άξιο χάλυβα 420 στο κάτω μέρος και τους πιο πρόσφατους σούπερ χάλυβες στην κορυφή, να κατεβαίνει καθώς αναδύονται ακόμη περισσότεροι «σούπερ» χάλυβες.
Επιπλέον, το θέμα εδώ δεν είναι μόνο το κόστος του αρχικού υλικού - η πιο σημαντική τεχνολογική διαδικασία, που "αποκαλύπτει" τα χαρακτηριστικά του χάλυβα, είναι η θερμική επεξεργασία. Κάθε χάλυβας απαιτεί τη δική του θερμική επεξεργασία και όταν εμφανίζεται ένας νέος σούπερ χάλυβας, οι κατασκευαστές χρειάζονται χρόνο για να το κατακτήσουν.
Θερμική επεξεργασία
Η θερμική επεξεργασία - σκλήρυνση, σκλήρυνση, κανονικοποίηση, ανόπτηση και κρυογονική επεξεργασία μετάλλων, σας επιτρέπει να φέρετε τη λεπίδα στα χαρακτηριστικά που συνεπάγεται η ποιότητα του χάλυβα που χρησιμοποιείται. Η σωστή θερμική επεξεργασία υψηλής ποιότητας σάς επιτρέπει να "στριμώξετε" το μέγιστο δυνατό από χάλυβα, ενώ η λανθασμένη μπορεί να καταστρέψει εντελώς το τελικό προϊόν, ανεξάρτητα από το πόσο ακριβά υλικά χρησιμοποιούνται σε αυτό. Είναι ασφαλές να πούμε ότι είναι καλύτερο να επιλέξετε μια λεπίδα από απλούστερο ατσάλι, αλλά με καλή θερμική επεξεργασία, παρά μια λεπίδα σούπερ χάλυβα κατασκευασμένη από έναν ειδικό που δεν ξέρει πώς να την επεξεργαστεί θερμικά.
Το κλασικό πτυσσόμενο μαχαίρι Buck Folding Hunter έχει κατασκευαστεί εδώ και καιρό από "απλό" ατσάλι 420HC, αλλά οι δεξιότητες των θερμιστών του Buck καθιστούν δυνατό να αξιοποιήσετε στο έπακρο.
Μια συγκεκριμένη εταιρεία μαχαιριών είναι συχνά διάσημη για την ικανότητά της να εργάζεται με έναν συγκεκριμένο χάλυβα και τα προϊόντα της που κατασκευάζονται από πιο σύγχρονους χάλυβες μπορεί να έχουν χαμηλότερη απόδοση λόγω των κακώς συντονισμένων διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας.
Σημαντικό ρόλο παίζει ο εξοπλισμός για θερμική επεξεργασία. Οι σύγχρονοι κλίβανοι σκλήρυνσης επιτρέπουν τη θερμική επεξεργασία σε κενό και σε διάφορα μέσα - αργό, άζωτο, ήλιο, υδρογόνο. Ο εξοπλισμός για κρυοεπεξεργασία σε θερμοκρασία -196 μοίρες επιτρέπει αύξηση της αντοχής στη φθορά, της κυκλικής αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση και στη διάβρωση. Για παράδειγμα, ο πόρος των προϊόντων με κρυοεπεξεργασία μπορεί να αυξηθεί κατά 300%.
Η ανάγκη χρήσης πολύπλοκου και ακριβού εξοπλισμού δεν επιτρέπει στα εργαστήρια χειροτεχνίας να εκτελούν όλες τις απαραίτητες τεχνολογικές εργασίες, επομένως οι ισχυρισμοί ότι "ο θείος μας ο Κόλια κατασκευάζει τα καλύτερα μαχαίρια στον κόσμο στο γκαράζ" είναι σχεδόν βάσιμοι.
Σύνθετες λεπίδες
Ένας άλλος τρόπος για να αποκτήσετε λεπίδες μαχαιριού είναι να δημιουργήσετε σύνθετες λεπίδες.
Κατ 'αρχήν, οι λεπίδες χάλυβα Δαμασκού και Δαμασκού που αναφέρονται παραπάνω είναι επίσης σύνθετες - σε αυτές, υλικά με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα συνδυάζονται με υλικά με υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα. Ωστόσο, στις σύγχρονες σύνθετες λεπίδες, η διαδικασία εφαρμόζεται κάπως διαφορετικά.
Συνήθως, το κυρίαρχο μέρος της λεπίδας είναι κατασκευασμένο από υλικό με μεγαλύτερη ελαστικότητα, αλλά μικρότερη σκληρότητα και ευθραυστότητα, ενώ η κοπτική άκρη είναι κατασκευασμένη από σκληρότερο υλικό. Μια τέτοια λεπίδα συνδυάζει καλές μηχανικές ιδιότητες και αιχμή κοπής υψηλής ποιότητας. Ωστόσο, σε ακριβά μοντέλα μαχαιριών, εξακολουθούν να προτιμούν να χρησιμοποιούν υπερχάλυβα.
Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε λιγότερο ακριβό χάλυβα ως βάση και πιο ακριβό αλλά υψηλής ποιότητας χάλυβα στην αιχμή. Για παράδειγμα, σε ένα μαχαίρι Kershaw JYD II, η βάση της κοπτικής άκρης είναι κατασκευασμένη από φθηνό κινέζικο χάλυβα 14C28N και η κοπτική άκρη είναι κατασκευασμένη από πιο ανθεκτικό αμερικανικό D2.
Μαχαίρι Kershaw JYD II
Ωστόσο, όπως στην περίπτωση των ακριβότερων μαχαιριών, η μείωση του κόστους του αρχικού υλικού αντισταθμίζεται από την πολυπλοκότητα της κατασκευής μιας σύνθετης λεπίδας, και επομένως τέτοια μοντέλα αποτελούν την εξαίρεση και όχι τον κανόνα.
Η πιο απαιτητική κατεύθυνση στην οποία χρησιμοποιούνται σύνθετες λεπίδες είναι τα επώνυμα μαχαίρια που παράγονται σε περιορισμένες ποσότητες. Σε αυτά, τα υλικά συνδυάζονται για να αποκτήσουν μια εντυπωσιακή εμφάνιση της λεπίδας.
Λεπίδα Zero Tolerance 0777 Composite με κοπτική άκρη Vanax 35 και ατσάλι Damascus
Παρελθόν εναντίον μέλλοντος
Στο διαδίκτυο, μπορείτε συχνά να δείτε άρθρα που λένε ότι το μυστικό του πραγματικού χάλυβα δαμασκηνού και της Δαμασκού έχει χαθεί εδώ και καιρό και τώρα παράγονται οι αξιοθρήνητες ομοιότητές του. Ας πούμε, εάν αυτό το μυστικό αποκαλυφθεί, τότε οι λεπίδες από «πραγματικό» χάλυβα δαμασκού ή η Δαμασκός θα δώσουν ένα προβάδισμα 100 βαθμών μπροστά από τους σύγχρονους χάλυβες.
Στην πραγματικότητα, αυτό είναι εξαιρετικά απίθανο. Η τεχνολογική πρόοδος, η επιστήμη του εξοπλισμού και των υλικών είναι πλέον στο υψηλότερο επίπεδο, ανέφικτο για τους δασκάλους του παρελθόντος. Ναι, οι καλοί τεχνίτες θα μπορούσαν να παράγουν προϊόντα από δαμασκηνό χάλυβα και τη Δαμασκό με χαρακτηριστικά μπροστά από την εποχή τους, αλλά τώρα τα προϊόντα τους είναι πολύ πιθανό να είναι κατώτερα από τα σύγχρονα αντίστοιχα που κατασκευάζονται από υπερχάλυβα.
Ωστόσο, ξεκινώντας από τη στιγμή που εμφανίστηκαν οι σύγχρονοι ανοξείδωτοι χάλυβες της σειράς 440 και τα ανάλογα τους, δεν υπάρχει παγκόσμια ανάγκη για βελτίωση των χάλυβων μαχαιριών - σχεδόν όλα τα καλοφτιαγμένα μαχαίρια με τη σωστή θερμική επεξεργασία αντιμετωπίζουν τις καθημερινές εργασίες.
Η εμφάνιση των supersteels στα μαχαίρια είναι μάλλον ένας φόρος τιμής στην αγορά και την επιθυμία των χρηστών, πολλοί από τους οποίους είναι θαυμαστές και συλλέκτες μαχαιριών και θέλουν να αποκτήσουν κάτι νέο, πιο «cool». Και δεν υπάρχει τίποτα κακό με αυτό, αφού δεν βελτιώνονται μόνο οι χάλυβες, αλλά και ο σχεδιασμός των μαχαιριών, ο σχεδιασμός. Πολλά από τα σύγχρονα μαχαίρια μπορούν να αποδοθούν με σιγουριά σε αντικείμενα τέχνης, των οποίων η καλλιτεχνική αξία δεν είναι κατώτερη από τους καμβάδες διακεκριμένων καλλιτεχνών και η αξία αυξάνεται μόνο με το χρόνο.
Στο επόμενο άρθρο, θα μιλήσουμε για τις σχεδιαστικές λύσεις που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα μαχαίρια.
Τα ειδησεογραφικά μας κανάλια
Εγγραφείτε και μείνετε ενημερωμένοι με τα τελευταία νέα και τα πιο σημαντικά γεγονότα της ημέρας.
πληροφορίες