Алмазная сталь: что это такое и каковы ее преимущества и недостатки

Рейтинг ножевых сталей

Для удобства в ТОП сталей и сплавов для изготовления ножевых клинков фиксированного типа они представлены по мере возрастания характеристик и цены, соответственно.

9ХС

Высокоуглеродистая сталь присутствует на нижней строчке рейтинга в силу того, что является лидером продаж. Ножи бюджетной категории с приличным резом, долго не притупляющейся кромкой. Сталь 9ХС очень сложно ковать, при нарушении температурного режима кромка трескается. Зато, после правильной ковки кромка способна выдержать слабые ударные нагрузки. Например, ножом можно нарубить веток для костра.

Недорогая быстрорежущая сталь изначально разрабатывалась для серийного производства сверел. Ножевым материалом эта углеродка стала значительно позже.

95Х18

Отечественная кованая нержавейка, совершенно не требующая ухода, обычно с глянцевой блестящей полированной зеркальной поверхностью. Сталь относится к бюджетной категории, доступна широкому кругу потребителей. Режет несколько хуже, и тупится гораздо быстрее в сравнении с высокоуглеродистыми сталями. Не боится ударных нагрузок, но имеет низкую прочность на излом.

Сталь 95Х18 можно закаливать до прочности режущей кромки 58 HRC. Первая заточка производится на заводе, после чего, нож легко правится и точится в домашних условиях без специальных приспособлений. Пищевые кислоты и высокие температуры в бытовых печах не могут вызвать коррозию нержавеющей стали.

Клинки из стали 95Х18 используются в рыбацких, туристических, поварских, разделочных, филейных, сувенирных, подарочных ножах. Охотники с лицензиями на крупного зверя – лось, кабан, ее используют редко. Агрессивный рез здесь невозможен в принципе. Профессионалы считают, что нержавейка «гладит», а не режет. Заточки не хватит на разделку взрослого лося. Клинок придется точить в процессе в полевых условиях, что некомфортно, например, зимой.

N690

Очередная сталь от производителя Bohler (Австрия, Германия), полностью нержавеющая, ни при каких условиях. Твердость N690 зависит от цикла термической обработки:

• при закалке в масле после нагрева при +1030°С с последующим двухразовым отпуском в течении часа при +190°С твердость равна HRC 59 единиц;
• при увеличении температуры закаливания до +1080°С с точно такими же режимами отпуска твердость понимается до HRC 61 единицы.

В сравнении с Х12МФ эта сталь немного быстрее притупляется, зато быстрее и проще точится, не требует ухода. В нержавейке мартенситного класса высокое содержание углерода для обеспечения агрессивных режущих свойств – твердости, долгого удержания заточки, остроты. Для того, чтобы она не ржавела, в сталь введены легирующие элементы. Они же обеспечивают упругость, пластичность, вязкость.

К110

Если предыдущий сплав позиционируется ножевыми мастерскими «для рубилова», то Bohler K110 предназначен исключительно для реза, рассечения, строгания и прокалывания. Ударных нагрузок, выламывания, вращения, напряжения на излом материал не переносит, абсолютно. При одинаковой средней закупочной цене с N690 сталь К110 обходится гораздо дешевле в обработке.

Соответственно, ножи получаются дешевыми, клинки условно не ржавеют при высоком содержании хрома. Применяются во всех областях жизнедеятельности и экстремального хобби, если не подвергать их вышеуказанным категориям нагрузок. В полевых условиях режущую кромку клинка, затупившегося при разделке оленя, можно поправить о подвернувшийся камень, ствол ружья, металлическую фляжку.

Дамаск

Следующий по твердости ножевой материал – это дамасская сталь с показателем HRC 61 единица. В своей категории это единственный материал, в котором характеристики задаются не химическим, а механическим методом. Грубо говоря, в сталях и сплавах железо, углерод и легирующие присадки вступают в химическую реакцию в момент плавки, и при последующей термической обработке. То есть, на молекулярном уровне.

В Дамаске полосы или проволока из низкоуглеродистых и высокоуглеродистых сталей и/или никеля (мозаичный Дамаск) привариваются друг к другу, перекручиваются или перегибаются многократно при высокой температуре. При этом расплавления металлов не происходит, но они спаиваются между собой до состояния однородной структуры.

Таким образом, Дамаск можно рассматривать, как микс из кусочков твердой высокоуглеродистой стали в пластичной среде низкоуглеродистой стали. Углеродка затачивается, обладает агрессивным резом, долго не тупится. Ударные нагрузки при рубке и изгибающие усилия, прикладываемые к клинку, компенсируются за счет пластичности низкоуглеродистой стали вокруг зерен высокоуглеродистой стали.

Недостатками Дамаска являются низкая коррозионная стойкость и необходимость ухода за клинком, соответственно. Пакеты Дамаска свариваются и куются вручную, что увеличивает себестоимость производства каждого изделия. Кроме того, в узорчатую сталь могут добавляться дорогостоящие металлы или большое количество разнообразных сталей с не одинаковыми свойствами.

Поэтому Дамаск бывает дешевым и дорогим. Из некоторых его видов изготавливают исключительно «полочные» ножи, которые по своему прямому назначению никогда не используются. Ими пополняют коллекции, дарят ножи или покупают их в качестве сувениров, украшают копиями клинкового оружия интерьеры. Тем не менее, все они сохраняют агрессивный рез и долгое удержание остроты режущей кромкой.

Х12МФ

Самый популярный на ножевом рынке России конструкционный материал для клинка – это, несомненно, сталь Х12МФ. В средней ценовой категории у нее идеально сбалансированное соотношение качества и себестоимости производства. Показатель твердости HRC 62 единицы здесь сочетается с высоким содержанием легирующих элементов. Однако сталь условно нержавеющая, для нее используется стандартный алгоритм эксплуатации:

• можно резать и рубить любые продукты;
• после использования клинок необходимо ополоснуть;
• после каждого употребления нож вытирается насухо;
• перед длительным хранением сталь смазывается маслом, любым, имеющимся в доме.

Условно нержавеющая сталь Х12МФ идеально подходит охотникам (агрессивный рез по шкуре и мясу) и туристам (строгание, рубка, резание, прокалывание, рассечение материалов). Для рыбаков и поваров это не самый лучший вариант из-за повышенного содержания влаги, пищевых кислот, высокотемпературных сред.

Bohler K340

Выпускается сталь К-340 австрийско-датским концерном Bohler, в среде специалистов называется литым дамаском. Клинком можно отрубить рог коровы, вскрыть консервную банку, на канатном тесте К 340 показывает высокие результаты. Твердость сопоставима с предыдущим вариантом Х12МФ – 62 единицы по Роквеллу. Однако углерода здесь меньше, а твердость обеспечивается легирующими элементами.

Соответственно, коррозионная стойкость К340 выше, клинок не раскалывается при случайном падении на камень, железо. Стандартом для этой марки стали считается отделка StoneWash – травление до серого матового цвета в кислоте, затем обработка струей эмульсии с абразивом (пескоструй или дробеструй).

Материал в принципе не прихотливый, надежный на рыбалке, в походе, на охоте и кухне. При минимальном обслуживании нож прослужит очень долго.

ХВ5

И у производителей, и у потребителей, сталь ХВ5 чаще называется «алмазкой» из-за твердости HRC 65 единиц. Для бытовых нужд и экстремальных увлечений этого достаточно с запасом. Это именно тот случай, когда пользователь жертвует комфортом ради голой функциональности.

Алмазка не затупится при разделке двух тушек лося, режет зло, агрессивно, но ухаживать за ножом придется более тщательно. Ибо металл ржавеет в воде, агрессивных средах, при шинковке овощей, потрошении рыбы и, даже от человеческого пота. Если подержать в руках коллекционный нож с клинком из ХВ5, и убрать его в футляр, не протерев лезвие, на нем возникнут темные пятна, свести которые намного сложнее, чем выполнить профилактику до этого.

Особенно хрупкой режущая кромка становится на морозе, ронять ее зимой на камни не рекомендуется. Кости алмазкой ХВ5 не рубят, консервные банки не вскрывают. Зато таким ножом можно показывать фокусы с состриганием волос на руке, перерезании бумаги и платков, опускающихся на кромку под своим весом.

М390 и Elmax

Одинаковыми свойствами обладают порошковые стали Elmax и М390 международного австро-шведского предприятия Bohler Uddeholm. Сталь Элмакс с твердостью HRC 64 единицы не ржавеет в высокотемпературных и агрессивных средах. Прочность в сочетании с высокой вязкостью, то есть свойства Дамаска обеспечивают злой рез, долгое удержание заточки, сопротивление ударным, изгибающим, крутящим и выламывающим нагрузкам.

Сплав М390 – это улучшенная версия Элмакса с 1,9% углерода вместо 1,7%, содержанием хрома 20% вместо 18%. Не специалист разницы между родоначальницей порошковых сталей Элмакс и модифицированной версией М390 не заметит, что на мясе, что на овощах.

Стоят такие клинки дорого, зато не нуждаются в уходе, долго держат заточку, правятся при надлежащем хранении раз в месяц. Хороши эти стали на кухне, в походе, на рыбалке, охоте, грибном сборе, заготовке веников, то есть, «на все случаи жизни».

Булат

При производстве Булата расходуется большое количество энергоносителя, ручного труда, материальных ценностей. Например, для выплавки 2 – 3 ножевых полос расходуется один тигель средних размеров, уничтожаемый после выплавки из-за потери рабочих свойств.

Сталь высокоуглеродистая, легированная, но антикоррозионными свойствами, к сожалению, не обладающая. Поэтому уход необходим, твердость и пластичность высокие. Булатная сталь востребована всеми категориями пользователей.

Р18

Отечественная быстрорежущая сталь Р-18 создавалась для изготовления токарного, сверлильного, фрезеровочного инструмента. То есть, после заточки кромки она спокойно режет менее прочные стали, и любые другие конструкционные материалы. Поэтому априори с бытовыми задачами – разделка кабана, добор медведя на охоте, филирование рыбы на реке, заточка колышков для палатки в походе, рубка веток для костра на даче, нарезка колбасы на пикнике, мяса и овощей на кухне, она справляется на 100%.

Твердость металла составляет 65 единиц по шкале Роквелла. Поэтому сленговое узкоспециальное название Р18 «алмазная» сталь действительности е соответствует. В шкале Роквелла этому минералу присвоено значение 100 единиц. Просто, на момент ее возникновения сталь считалась самой прочной из существующих литых модификаций.

Следует понимать, что характеристики клинка зависят от марки стали только на 50%. Остальное решает геометрия лезвия – угол заточки, тип спусков (Сканди, прямой клин, Конвекс), наличие подводов, форма режущей кромки (гладкая, зубья, серрейтор, волна).

Поэтому некоторыми ножами из алмазки Р18 реально можно вскрывать консервные банки, и царапать, резать стекло, HRC 61 единица, что на 3 единицы ниже, чем у рассматриваемого материала, показывать на рыбалке, охоте, в походе у костра прочие фокусы.

Пользуются ножами из быстрореза Р18 преимущественно профессионалы и обеспеченные любители экстремальных видов хобби. Любители и пользователи бюджетных категорий чаще куют клинки из разверток, метчиков и сверел, плашек и зенкеров, прочих инструментов, изготовленных из алмазки Р-18.

Ламинат

В отличие от строительного отделочного материала с аналогичным названием ножевая сталь этого типа пользуется уверенным спросом в профессиональной среде. Ламинированная сталь это третья разновидность Дамаска и Булата для решения все той же задачи – совместить в одном материале или, в крайнем случае изделии свойства высочайшей твердости, вязкости, прочности и пластичности.

Способ решения проблемы здесь другой, не менее оригинальный. Сердечник изготавливается из полосы высокоуглеродистой стали с максимальным содержанием углерода, например, У-12. По бокам сердечник обкладывается двумя слоями Булата, Дамаска, нержавейки, коррозионностойкой или любой другой стали со специальными свойствами.

При заточке боковые слои стачиваются в ноль, а сердечник заостряется абразивным инструментом. Ржавчина может возникнуть только на режущей кромке, обух, голомень, пята и спуски защищены от коррозии за счет применения сплавов с соответствующими свойствами.

Обкладки твердостью HRC 35 единиц не позволяют сломаться сердечнику HRC 62 – 6 единиц при крутящих, выламывающих нагрузках. Могут обладать высокими декоративными качествами, например, рисунком Дамаска «Мозаика», «Паутинка», «Гроза», «Ромб», «Руны».

Клинок подходит для обороны, кухни, добора зверя, разделки рыбы, разбивки туристического лагеря, коллекции, декорирования интерьера, например, в каминном зале или охотничьем домике.

PGK

Сталь марки PGK является удачной разработкой немецкого семейного заводика Lohmann. Она успешно конкурирует с более дорогими и именитыми сплавами CPM 3V и CTS-PD1 институтов США. При тестировании – 10 ударов по берцовой кости КРС, сухому бамбуку и лосиному рогу – режущая кромка 40° остается целой, и не меняет геометрию.

При уменьшении угла заточки до 15° с каждой стороны кромка начинает крошиться и выгибаться, как у косы при пробивке ее наклепом. Таким образом, при злом агрессивном резе по мясу, шкурам животных немецкая сталь PGK обладает высокой вязкостью, пластичностью, упругостью.

Соответственно, условно нержавеющая сталь PGK подходит для всех типов ножей – тризм, рыбалка, грибной сбор, охота, заготовка трав и веников, резка продуктов, заточка кольев, но, при правильном выборе геометрии клинка.

S390

Сталь S 390 представляет собой российский порошковый быстрорез с улучшенными характеристиками. Инструментальная сталь практически не имеет дефектов и изъянов, обладает однородной структурой. После термообработки твердость режущей кромки составляет HRC 69 единиц. В каталогах большинства ножевых мастерских это самый твердый конструкционный материал.

Максимум, что может случиться с этой условно нержавеющей сталью – возникновение темных пятен, портящих дизайн клинка. Поэтому минимальный уход за дорогими ножами из S390 все же необходим. При правильном угле заточки режущей кромки можно показывать фокусы на остроту клинка – шелковые платки и птичьи перья она будет резать на лету.

При наличии обуха клинком можно царапать стекла и разрезать бутылки, выполнять фокусы на прочность и твердость ножа. Цена таких клинков самая высокая в своей категории. Нож из S390 стоит, как шашка из Дамаска втрое большего размера.

Краткий обзор стали Х12МФ

Сталь Х12МФ не является чисто ножевой сталью, её придумали вовсе не для этих целей. Из этой стали делали и продолжают делать ролики, матрицы, пуасоны, шестерни, и прочие детали, которые подвергаются повышенным нагрузкам при эксплуатации.

Очень популярна данная сталь и в ножевом производстве. Клинки из Х12МФ легко закаливаются до 60-62 HRC, прекрасно держат заточку и не склонны к выкрашиванию, особенно если не увлекаться высокой твёрдостью. Как по мне, так максимально приемлемый «потолок» закалки для этой стали – это 60 HRC, больше не нужно. Был когда-то такой нож с закалкой 62, так когда сбивал с него рукоять молотком, он сломался перед самым хвостовиком, хотя хвостовик был цельный. Может я его зря так молотком, но по клинку то я не бил.

Главным минусом стали Х12МФ является её склонность к коррозии. Ещё он негативно реагирует на рыбу, мясо жирное и многие фрукты, покрываясь налётом или пятнами. Всё это придаёт ножу из такой стали непрезентабельный внешний вид. Хотя рабочему ножу это не помеха, а рез у клинков из Х12МФ действительно замечательный.

Кстати, знаменитая американская сталь Д2 является практически полным аналогом нашей российской Х12МФ.

Технологические свойства

Свойства

Первостепенное значение при формировании свойств стали имеет процентное содержание в ней углерода и всевозможных добавок.

Механические свойства:

Физические свойства:

• теплоемкость;
• модуль упругости;
• теплопроводность;
• модуль сдвига;
• коэффициенты линейного и объемного расширения при изменении температуры.

Химические свойства:

• жаропрочность;
• степень окисления;
• жаростойкость;
• устойчивость к коррозии.

Производство сплава

Сплав производят строго соблюдая технологический процесс. Обязательно придерживаются алгоритма соответствующего ГОСТу. При этом учитываются особенности материалов. Производство осуществляется следующим образом:

Полосы стали Х12МФ.

• литьё расплавленного металла в готовую форму проходит в некоторых случаях в соответствии с требованиями заказчиков. Обязательно принимаются в расчёт припуски для дальнейшей обработки рабочей заготовки;
• обязательным этапом является обжиг, так как при остывании сплава возможен процесс его дендрирования. Что может вызвать неравномерное оседание карбидов, это влияет на однородность металлического сплава;
• улучшение качественных параметров стали получается в процессе ковки детали. Такая обработка измельчает зёрна и помогает заполнить все пустоты в кристаллической решётке сплава.

Довольно высоко ценят сплав Х12МФ, который изготавливается с помощью вакуумно-дуговой процедуры переплава. Процесс довольно сложный и отлить по ГОСТу в кустарной мастерской его не получится. Сплав производят только у проверенных изготовителей.

Состав

Свойства стали зависят от включенных в сплав химических элементов и их количества в процентном соотношении. В состав Х12МФ входит:

• Хром (12,5%). Он повышает износоустойчивость металла и обеспечивает его защиту от коррозии. Хром улучшает режущие свойства клинка.
• Углерод (1,6%). Этот элемент отвечает за прочность металла. Благодаря ему, сталь становится твердой и способна прослужить долгое время.
• Ванадий (1,1%). Наличие этого элемента в сплаве положительно сказывается на прочности металла. Но при его переизбытке сталь теряет пластичность.
• Молибден (до 1%). Введение этого элемента улучшает механические свойства стали. Он увеличивает вязкость металла и делает его более устойчивым к воздействию высоких температур.
• Марганец (0,15-0,45%). Благодаря ему сплав сохраняет форму и меньше деформируется при закалке.
• Кремний (0,1-0,4%). При выплавке стали играет роль раскислителя, увеличивает жаростойкость металла.
• Никель (до 0,35%). Отвечает за пластичность и вязкость стали, снижает порог хладоломкости.
• Медь (до 0,3%). Препятствуют взаимодействию углерода с другими химическими элементами, что может стать причиной коррозии.

В небольших количествах в Х12МФ присутствуют сера и фосфор. Они отвечают за пластичность сплава на стадии отжига.

Применение сплава

Марка стали Х12МФ относится к категории ножевых сплавов. Её применяли для изготовления инструментов деревообрабатывающего производства. Также из неё делали ножи, и режущие принадлежности для полиграфической промышленности.

В Советское время она была незаменима в машиностроительном производстве.

Ещё несколько примеров.

Изготавливали электрическое оборудование и инструменты холодной деформации. Также с середины прошлого столетия стали производить ножи для охотничьего, кухонного и туристического назначения. Сегодня её применяют для изготовления:

• накатных плашек;
• кузовных и формовочных штампов;
• всевозможных матриц;
• волочильных досок;
• роликов различной формы;
• инструментальные резцы.

Также сталь Х12МФ используется в авиа-, мото- и судостроениях. Множество инструментов бытового назначения изготовлены из этого сплава.

Изготовление ножей: ЗА и ПРОТИВ

Ножи, изготовленные из стали ЭП-766, уникальны по своим эксплуатационным характеристикам. Отличное сочетание режущей способности и прочности изделия.

• ножи острые, «как бритва»;
• качественно выполненная заточка сохраняется очень долго;
• клинки способны выдерживать непомерные нагрузки, прочные, с длительным сроком службы.

1. Цена. Аналогичное изделие из 95Х18 обойдется почти в два раза дешевле.
2. Уход. После контакта с водой рекомендуется протирать и смазывать клинок.
3. Заточка. В результате длительного использования такая необходимость все равно возникнет. Потребуется специальное оборудование и алмазный инструмент.

Острые ножи из стали ЭП 766.

История создания

Давным-давно японцы использовали печи татара (которые сделаны из глины), далее, при температуре в 1300 (сейчас больше из-за добавления вольфрама) градусов, сплав насыщалась углеродом. Для правильного его содержания в металле, печь «работала» трое суток.

На 15 тоннах дерева получалось порядка 9 тонн металла. Особенностью является то, что печи после окончания работ было необходимо разрушить (для того, чтобы достать содержимое). Готовый продукт скидывали с большой высоты, затем собирали осколки. Из них делалось оружие, например, тесаки и мечи самураев. Между прочим, жители Страны восходящего Солнца называли такой вид стали «тамахаганэ«.