Изготовление ножей

Сравнение режущих свойств некоторых сталей

Пользуясь ножом, вы можете совершать два разных действия: рубить (строгать) и резать. Рубить (строгать) - это движение поперёк лезвия, а резать - вдоль. Очень часто даже создатели ножей не делают различия между этими действиями и напрасно. Когда вы рубите сучок, то проверяется твердость, прочность ножа, которые зависят от состава стали и её закалки, а, разрезая спелый помидор, вы проверяете структуру, а это производная от технологии создания ножа, т. е. как и из чего, он сделан: дамаска, булата или обычной стали. Поскольку эти характеристики: твердость и структура достигаются разными путями, то часто они входят в противоречие друг с другом.
  Вот простой пример: берём сталь У-8 (серебрянку) и делаем из прутка два изделия - зубило и нож. Зубило закаливаем: 650 ° ÷ 680 ° и в холодную воду. Мы получим самое мелкое зерно и максимальную твердость. Нож, закалённый при таком же режиме, во-первых - хрупкий, во-вторых - плохо режет - слишком мелкое зерно. Лучше сделать закалку 720 ° - 760 ° и в масло с t ° = 60 ° ÷ 200 ° , отпуск в этом же масле и охлаждение в воде. Мы не получим максимальной твердости, но упругость и режущие свойства будут выше.
  Второй пример: легирующие добавки хрома, ванадия и вольфрама увеличивают твердость, прочность и упругость стали и резко снижают её режущие свойства. Так нож, откованный из хром - ванадиевой пружины не режет вообще, он скользит, как конёк по льду, но не цепляется за поверхность. Быстрорежущие стали (HSS) с высоким содержанием вольфрама (9 % ÷ 18%) тоже режут плохо - они строгают, они твёрдые, но против помидора или войлока - слабы.
  Я считаю, что есть три структуры, в которых можно добиться хороших режущих показателей - это булат, дамаск и сталь CPM - продукт порошковой металлургии, хотя понятно, что при одинаковых рабочих характеристиках, они будут обладать разным рисунком, твёрдостью, упругостью и прочностью. По-моему, возможности сталей CPM ограничены слишком высоким легированием (иногда только хрома 26%).

Условия тестирования.
  Все лезвия затачивались мной, угол заточки 18 ° ÷ 25 ° . Набор камней и оселков был один. После заточки рубилась мягкая кость - рог марала. Если кромка деформировалась, то угол заточки увеличивался, пока лезвие не проходило это испытание с честью. ( Кроме случаев, отмеченных: *).
  После испытания на твердость проверялись режущие качества.
  Был взят плотный войлок, сечением 20 мм × 20 мм. На лезвии отмечался промежуток в 70 мм, и войлок резался поперёк в одно движение от метки до пятки клинка с небольшим давлением.

  Как только нож начинал скользить и не перерезал войлок в одно движение - тестирование прекращалось, и данные заносились в таблицу.
  Очень быстро выяснилось, что на самом деле угол заточки, твёрдость лезвия и доводочные камни играют незначительную роль - важна была только структура кромки лезвия и плотность войлока, его состав. Поэтому желающие и любопытные могут повторить эти опыты. Результаты будут отличаться от данных здесь, но соотношение количества резов ножей из разных сталей останется таким же.

  Легендарные стали прошлых лет.

Опасная бритва "Труд Вача" (сталь 13Х; 12Х; У = 1,3%; хром~1%)

7

Пила по металлу (сталь Р9; У = 0,9%)

8

Клапан дизеля ( 25Х1,5 Н3,5 /35Х12/ 30Х15 НГС/40Х15)

15 - 20

Шток от нефтяного насоса (высоколегированная (сталь 8Х15 ВСМФ4) коррозийно-кислотоустойчивая)

24

Подшипниковая сталь ШХ - 15; ШХ - 13 (У = 0,95 ÷ 1,05%; хром = 1,3 ÷ 1,5%)

Напильник (сталь У12А, У = 1,2%), кован мной, раскован вдоль, закалка в масле

32

Узбекский нож*(сделан в Узбекистане), сталь ШХ - 15, кованая, но не закалённая

65

Плоская рессора, кована мной, (сталь65Г)

60

Рессора из буксы вагона, кована мной, (сталь 60ГС2)

70

Напильник, кован мной, отожжён, осажен с торца, закалка в воде

* Рубить кость не имело смысла: лезвие загнулось бы.

  Современные стали.

Сталь 40Х13

20

Сталь 65Х13

22

95Х18 (закалка: 850 ° , масло), кована мной

30

110Х18 (закалка: 850 ° , масло), кована мной

55

Р6 М5 (кованая, осажена в 5 раз, закалка: 850 ° , вода)

65

Х12 ФМ (Х12 Ф1, Х12 Ф2, Х12 Ф3) HRC = 64 ед. (лезвие от рубанков, штампованная, закалка заводская)

24

55Х7; 6Х6; 8Х6; 4Х9; (кованы мной)

22 ÷ 26

Сталь ЭИ - 107 ( состав: с=0,4;) Cr=10%; Mn+Si=2%

18

У15А (осаженная в 40 раз)

135

Р6М5 (осаженная в 30 раз)

120

ШХ15 (осаженная в 10 раз)

90

  Зарубежные стали.

Yasugi Hitachi "Blue paper" steel №2, Japan, ( У = 1,2 %), (кована мной)

 

СРМ 420, (У = 2,3%), Germani, (кована мной)

90

WST 35 РМ (У = 2,6%), Germani, (кована мной)

100

RWL 34 (У = 1,2%), Germani, ( кована мной)

K. J.Ericsson, stainless (штампованный нож), Mora, Sweden

30

K. J.Ericsson, highcarboon (штампованный нож), Mora, Sweden

40

Helle, highcarboon, laminated (штампованный нож), Sweden

40

Напильник, "Orion", Швейцария (кован мной)

100

Опасная бритва "Sheffield", made in G. B

10

Торсированный дамаск "Boker, Sollingen, Stainless" (кован мной)

20

Randall, made in U. S.A., stainless (нож)

20

Asprey, made in G. B., stainless (нож)

 

Нож для микротомных срезов для микроскопов (Австрия), У = 1,2% (кован мной)

95

Dentch stainless steel, ATS-34, состав: с=0,9%; Cr=15%; Mo=3%; S=0,004%; Ph=0,005%

90

Экзотика.

 количество резцов

Булат А. Каменского, кован мной, 2000 год (рисунок: сеть из ромбов, а в ней - водоросли)

45

Булат А. Каменского, кован автором, 1996 год (рисунок: 6-ти угольные пчелиные соты)

40

Булат*, кован Вс. Сосковым, 2003 год (* на кости крошился при любых углах заточки, испытывался с L = 25 ° )

55

Булат**, кован Л. Архангельским (** на кости не испытывался по желанию владельца)

 100

Дамаск, работа К. Долматова (4 экз.)

40-48

Дамаск, работа И. Куликова, 2001 год

40

Дамаск нерж. С.Грачёва Кован мной, волна на кромке

65

Дамаск Л. Архангельского Кован мной

14

Дамаск И. Пампухи (Нижний Новгород) Кован мной

55

Дамаск из ржавой стали Кован мной ( 2.400 слоёв, волна на кромке)

70

Дамаск А. Дабакян Кован мной (150 слоёв, ст.3 + напильник + рессора)

60

Дамаск Кован мной(30.000 слоёв, напильник + чугун. опилки)

30

Дамаск Кован Базалаем - внуком, 1900 год ( 21 слой, напильник по кромке)

60

Дамаск Кован мной (1.800 слоёв, ст.45 (арматурный пруток)+ чугун. опилки)

30

Дамаск Кован мной(4.000 слоёв, железо XVIII в.+ сталь(Австрия))

40

Дамаск Кован мной(6.400 слоёв, РGМ5 + 55 х 7 (нерж.))

30

Дамаск Кован мной(3.000 слоёв. Состав 40%ШХ-15(с=1,0% Cr=1,5%)+ 40%ХФ-4 (с=1,1÷ 1,3% ; Cr=0,6÷ 1,0% ; W=1,5÷ 3%)+ 20%железа

60

"Волновая" сталь. Автор - Прокопенков Геннадий.(стальХ12ФМ, кованая автором)

50

 Хочу ещё раз объяснить, что эти цифры не абсолютные, а относительные - они показывают только соотношение между режущими свойствами некоторых сталей. Лезвия точились не до "идеала", а до того момента, когда они с хрипом и шипом, но уверенно режут бумагу, а испытание прекращалось, когда лезвие бумагу не резало. Этот узкий промежуток взят только для экономии времени и войлока. Даже при таких условиях времени потрачено - два года и войлочных ковриков куплено на сотню у. е.
  К примеру, свой кухонный нож "Mora 2000", K. J.Ericsson, stainless" я испытывал дважды. Один раз в обычном порядке, а второй раз я его заточил до того предела, который могу достичь; и во втором случае он сделал - 90 резов (в первом - 30), но было потрачено вдвое больше времени на заточку, втрое - не испытание, втрое больше войлока изрезано и траты эти излишни при эксперименте. По-видимому, любое лезвие из таблицы способно сделать втрое больше резов, но здесь идёт речь не о каком-то абсолюте, а только о соотношении сталей между собой. Единственное могу заметить, что если при испытании разница составляет 10 резов, то в реальной жизни это ощущается как в 2 раза. Поэтому 30 резов и 100 резов - это две большие разницы.
  Также я не пытался выставить оценку авторским работам - моей целью было выяснение "что есть что" в мире сталей, выявление общих закономерностей.
  Работа будет продолжаться, таблица - заполняться, но выводы кое-какие можно сделать.
      Легенда о высоких режущих свойствах дамаска - это легенда. Режут стали, которые входят в его состав, а не швы между ними. Поэтому, все свойства дамаска: прочность, твёрдость и рез - это среднеарифметическое, но не сумма. Это можно вывести умозрительно: к примеру, мы взяли ШХ-15, как режущую сталь, а 65Г, как упругую - это вовсе не значит, что полученный дамаск будет резать, как ШХ-15 и будет упругим, как 65Г. Ведь и ту и другую сталь мы разбавили, ухудшив тем самым её основные свойства. Это правило будет действовать, сколько бы слоёв мы ни намешали: от 2 до 1.000.000. Так, например, стандартный композит: Ст.3 + напильник + рессора - даёт рисунок с небогатым набором цветов - от светлосерого до тёмносерого и от 40 до 55 резов по войлоку. Рабочая сталь в этом наборе одна: 65Г (рессора), она сама по себе даёт 70 резов и упругая. Всё остальное добавлено для цвета, но резко ухудшает её (65Г) свойства.
      Единственным видом дамаска, свойства которого будут являться суммой всех свойств, входящих в его состав, будет дамаск без рисунка. То есть, стали в нём не перемешаны между собой: режущая сталь идёт по кромке, а упругая - по обуху. Эта конструкция может иметь от 2 до 9 полос, сути дела это не меняет. На кромке может быть дамаск из режущих сталей или одной стали, но хорошо перемешанной (как в японских мечах), а на щеках может быть декоративный дамаск из никеля и хрома - это принципиально тоже ничего не меняет. Я хочу донести простую идею: не мешать в кучу стали по принципу: "а вдруг что-нибудь выйдет этакое" - этакое не получится, сказок не бывает, к сожалению. Как ведёт себя сталь отдельно, так же она ведёт себя и в дамаске - нового в этой смеси не рождается.
      Поэтому, если сталь неизвестна, её нет в моих таблицах - исследуйте её. Нетрудно сделать один эталонный нож из ШХ-15, а с ним сравнивать неизвестные стали - данные можно присылать мне и таблицы будут заполняться быстрее. К примеру, не испытана У16А, - думаю, что она не режущая, т. е. продолжает линию У12А, У13А, но ведь проверить-то надо. Покупать полосу У16А на "Клинке" - деньги на ветер. Так на весеннем "Клинке" 2004г. у господина Петрика было куплено изделие из якобы У16А, спектрограф показал, что это 12Х5. Возможно, мастер просто купил полосу, поверив на слово.
      Плохо режут современные булаты, имеющие в составе даже С=1,9%. Поскольку в любой стали определяющим является структура, а не состав, то присутствие углерода в любых количествах ещё ни о чём не говорит.
      Вот список сталей, которые дают 60 ÷ 90 резов по войлоку: У7А; У8А; У10А; ШХ-15; Р6М5; ШХ-13; 9ХС; 9ХФМ. В них содержание углерода от 0,7 % до 1,05 %, но хорошая структура, поэтому дамаск, составленный из них, будет резать.
      А вот стали, которые дают 7 ÷ 30 резов: У-12; У-13; Х12ФМ; 12Х; 13Х. Углерода в них от 1,2 % до 1,7%, но добавлять их в дамаск - ошибка. Ведь тот же напильник добавляют в дамаск по двум причинам: для повышения % углерода (улучшения рабочих свойств) и для контраста. Увы, происходит ухудшение свойств, а контраст можно достичь и другим путём.
      Вот, к примеру, дамаск, составленный из 3-х режущих сталей: ЩХ-15; 9ХС и 65Г (как прослойка между ними). Дамаск полирован и 10сек. проявлен в железном купоросе: ослепительно белые полированные линии хрома на тёмном фоне, который не однороден, а состоит из чёрных, коричневых и синих полос. Дамаск упруг и режет, как рессора - 70 резов, что втрое больше, чем у лучших дамасков типа: рессора + напильник.
      Данный дамаск не режет, как ШХ-15, поскольку объём ШХ-15 = 25 % и закалка велась по 65Г, (т. е.нагрев под закалку на 200 ° меньше) иначе всё рассыпалось бы. Но, по крайней мере, рессора разбавлена лучшей сталью, а не напильником. ШХ-15 свою задачу выполнила - дала линии хрома. Как ни странно, дамаск из одной стали тоже даёт очень контрастный рисунок. Вот серия снимков, показывающих процесс превращения цепи от пилы "Sandrik" в дамаск с очень ярким рисунком      Рисунок невероятно контрастен, пришлось делать анализ и оказалось, что вся цепь, включая заклёпки, сделана из одного металла. Тогда, для подтверждения этого факта, я сделал дамаск из арматурного прутка, правда, с присыпкой чугунных опилок по швам. И этот дамаск оказался ярким и контрастным. Поэтому, лучше думать о рабочих свойствах дамаска, смешивая стали, а рисунок будет присутствовать всегда.
  Всё это сказано о дамаске, имеющем узор. Будь это дикий; турецкий; штемпельный или какой-либо ещё. Любой узор на поверхности - это срезанный слой и зародыш будущей трещины. Любая смесь сталей на кромке режет хуже, или так же, как лучшая сталь из этой смеси. Механическое увеличение количества слоёв не даёт приращение качества реза.
  Один опыт отражён в таблицах. Лезвие, откованное из напильника, дало, приблизительно, 30 резов и дамаск из напильника в 30.000 слоёв тоже дал 30 резов. Кроме этого я провёл такой опыт: взял полосу дамаска в 400 слоёв, весом 1.6 кг.( производство И. Ю.Пампухи), и начал её сваривать, иногда отрезая кусочек для испытаний. В результате получилось 4 лезвия по 50 г., остальные 1,4кг. пошли на окалину. Лезвия имели: 3.000 слоёв, 30.000 слоёв, 300.000 слоёв и последнее лезвие - 4 млн.800 тыс. слоёв. Хорошими режущими свойствами обладал только первоначальный вариант в 400 слоёв, далее шло ухудшение. Сваривал только флюсом, нарезая полосу на 5 - 10 кусков. Т. е. слоёв было много, а сварок мало. Приращение качества идёт при другом процессе. Если полосу перегибать каждый раз пополам и засыпать чугунными опилками. Т. е. сварок много, а увеличение количества слоёв идёт очень медленно. Одновременно идёт науглероживание за счёт чугуна. Путь не перспективный и трудоёмкий. Угар составляет 50% - 75%. Значит, лучший по качествам дамаск, в котором результат равен сумме составляющих его сталей - это: режущая сталь по кромке, пружина по обуху и узор на щеках. Такая конструкция будет резать, рубить и быть красивой (при хорошем подборе всех составляющих), но, как ни крути, по прочности будет уступать творениям Е. Самсонова. Это выводы о дамаске.
  Теперь о сталях. Из углеродистых сталей фаворитом оказался швейцарский напильник, естественно не просто фрезерованный, а прокованный. 100 резов по войлоку, кость рубит любую, при толщине в 4 мм. не деформируется при нагрузке в 80 кг., т. е.пружинит. В общем-то, не удивительно, если вспомнить, что ни один ювелир не пользуется нашими напильниками, которые лысеют с первого движения. А швейцарские напильники работают по 15 - 20 лет. Примерно такие же результаты дала продукция Германии и Австрии. Не зря амузгинские мастера (Дагестан) в дамаск вставляли шеффилдовские напильники.
  Из легированных сталей наилучшей оказалась Р6М5 (хорошо прокованная!). Вязкая, упругая, не критичная в закалке. После протравливания даёт красивый булатный узор, кость рубит любую, режет очень хорошо, как углеродистая. Парадокс, что более углеродистые стали, типа 110Х18 или Х12ФМ уступают Р6М5 многократно по рабочим параметрам, ослепляя только своим блеском. В общем, нет дамаска равного Р6М5, хотя своего прямого назначения она не выполняет. Поясняю - это сталь для свёрл по металлу, но металл она не сверлит, в отличие от предшественницы Р18. Но, как оказалось, её можно использовать в ножевом производстве; самостоятельно или прилепив щёчки из нержавеющего дамаска. Просто в дамаск Р6 тоже замешивается, но с падением рабочих качеств, как и описано выше, в главе о дамаске.
  Стали СРМ отлично режут, не ржавеют, хрупки, рисунком не обладают. Если хорошо вывести геометрию клинка (не тоньше и не толще, чтобы не ломался, но резал), то это идеальный нож для охоты и рыбалки. С выводами пока всё.

 Два года назад начал сравнивать режущие свойства дамасков, булатов, сталей в полной уверенности, что сталь хуже всех, всё затмевал образ микропилы, присущий булату и дамаску. Чисто умозрительная идея, которую никто не подтверждал и не опровергал. Статью и таблицы начал писать и заполнять одновременно, тоже два года назад. Когда факты стали опровергать теорию, то следовал фактам, поэтому статья начинается "во здравие", а заканчивается "за упокой". Но переписывать не стал, пусть отражает эволюцию мысли. Работу оцениваю очень просто - я сэкономил время тому фанатику дамаска, который уверен, что вся суть в смешении разных сталей, правильной пропорции их, количестве слоёв или в чугуне между слоями. Утверждаю, что это не так: свойства дамаска, как результата всей этой работы, будут среднеарифметическими от свойств компонентов. Вот ещё одно логическое доказательство. Представьте, что сварены две полоски: пусть это будут рессора и напильник. Эту конструкцию закалили и заточили. На одну сторону заточили - режет рессора и даёт 70 резов. На другую сторону заточили - режет напильник и даёт 30 резов. Посередине заточили (по шву) - вообще не режет. Отжигаем этот дамаск, перегибаем посередине на толщину полоски, вот так:

 Закаливаем, затачиваем, получаем дамаск с соотношением сталей 1:1. Как он будет резать? Очень просто (70+30) : 2 =50. Шов будет только вредить. Вот и вся суть дамаска в отношении режущих свойств. Можете сделать 1.000.000 слоёв - резать будет так же, как эта полоска (если пропорция 1 : 1). Если кому-то не жаль своего времени, пусть опровергает. Т. е.надо получить дамаск, который режет лучше, чем лучшая по резу сталь из составляющих его и чтобы чётким было объяснение: надо сделать 3.000 слоёв за 7 сварок, после 3-й сварки торсировать по часовой стрелке, а после 5-й - против часовой и тогда получается чудо.
 Мой совет: если дамаск делается из сталей, и важно качество, а не только рисунок, то стали надо подбирать не по цвету, или углероду, а по прочности, твёрдости и режущим свойствам.
 Сталь Р6М5 я похвалил за её совокупность свойств. Лидером по резу она не является: ШХ-15 режет в 4 раза лучше, а 65Г - в 2 раза, но по прочности я даю ей 100ед., по твердости 90 и по резу 60. К тому же она имеет широкий ковочный диапазон: от 1.000 ° С до 550 ° С и совершенно некритична к закалке, то есть очень удобная сталь. Ржавеет слабо, а после протравки обладает красивым рисунком, правда мелким (рельеф мартенсита). Возможно, высокие качества этой стали обусловлены правильным легированием, т. е. и лигатуры сколько надо и подбор её хороший. Ведь если легирование менее процента, то свойства стали меняются мало, а если более 15 %, то сталь может превратиться в нечто противоположное. Пример: сталь Гатфилда. Отмечу, что Р6М5 я трижды сдавал на анализы, будучи не уверен, что это такое и убедился, что разброс легирования в % очень велик: даже содержание вольфрама колебалось от 4,5 % до 6,5 %; возможно это укладывается в ГОСТ, но отличие в качестве будет несомненно. К сожалению, от разброса параметров одной марки стали никуда не деться, если её выплавляют разными способами (мартеновским, бессемеровским, конверторным, эл. дуговым) и качество плавки сильно зависит от дня недели. Это еще белее утверждает в мысли, что для дамаска надо брать хорошие, дорогие стали, выплавляемые эл. дуговым методом.
 Ещё раз о перепутывании слоёв на кромке. На это надо обращать внимание, если мало слоёв и если в составе есть плохо режущие стали. Сами посчитайте: диаметр закругления острия = 5 микрон. Толщина острия перед закалкой, если лезвие проковано, равна приблизительно 3 мм. Так вот, если в дамаске 3.000 слоёв, то на режущую кромку придётся 5 слоёв - это уже достаточно и перепутывать ничего не надо. Ну, а если в дамаске до 500 слоёв, да ещё и фрезеровано, а не проковано, то по кромке гуляют 1 - 2 слоя, точно как в том примере, что нарисован чуть выше. Дамаск С. В.Грачёва, который я привёл в качестве примера в начале статьи имеет 40 слоёв и не все стали хорошо режущие, поэтому ясно, что путать слои надо.
 Дамаск из сталей предсказуем и не интересен. В горне ничего с этими сталями не происходит, поскольку в них все вакансии заполнены лигатурой. А вот с чистым железом в горне с древесным углём и в востановительном пламени происходят интересные вещи. К примеру, взял я кричное железо XI века (состав: С=0,08 %, S=0,14 %) и провёл 15 сварок. Получился состав: С=0,45 %; S=0,08 %. Т. е.идёт науглероживание и выгорание серы. Ничего нового - это в любом учебнике описано. Правда, не написаны пределы этого процесса, поэтому буду выяснять. Так что тема дамаска не закрыта и не мной закроется. "Червяк такой длинный, а жизнь такая короткая",- так сказал один биолог, всю жизнь потративший на изучение дождевого червя.

Изготовление ножей

Работа с металлами

● Выбор металла. При работе с металлами необходимо учитывать их cвойства. Малоуглеродистые стали паяются и свариваются. Из них изготавливают проволоку, сетки, сварные конструкции, крепежные изделия средней прочности. Углеродистые стали с …

Припои, флюсы, способы пайки

● Припои. Выбор припоя производят в зависимости от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размера деталей требуемой механической прочности и коррозионной стой кости и др. Наиболее широко …

Изоляционные материалы и их обработка

● Органическое стекло — термопластичная пластмасса — широко распространенный и доступный материал. Выпускается прозрачным или окрашенным в массе, хорошо обрабатывается, склеивается, окрашивается. Органическое стекло полируется вручную чистой и сухой суконкой …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua