Kniven är ett av mänsklighetens äldsta verktyg. Om vi kasserar sten- och bronsåldern, så är kniven i det enklaste fallet ett vässat järnstycke (stål) med ett handtag som är bekvämt att hålla i.
Huvuddelen av kniven, som bestämmer dess funktionella syfte, är ett blad med en skäregg. Dess kapacitet bestäms till stor del av det strukturella materialet - stål och dess värmebehandling.
Sammansättning och struktur
Stålets egenskaper bestäms av dess sammansättning och struktur. Närvaron av vissa föroreningar (legeringselement) kan öka bladets hårdhet eller korrosionsbeständighet. Problemet ligger ofta i att vi genom att öka hårdheten samtidigt kan öka stålets sprödhet och minska dess korrosionsbeständighet. Å andra sidan, genom att öka korrosionsbeständigheten försämrar vi andra parametrar.
Till exempel ökar kol stålets hårdhet, men minskar dess seghet och duktilitet. Andra legeringselement tillför också både positiva och negativa egenskaper till stålet. Krom förbättrar slitaget och korrosionsbeständigheten, men ökar sprödheten. Vanadin och molybden ökar segheten och styrkan, ökar motståndskraften mot termiska effekter, nickel - ökar korrosionsbeständigheten, hårdheten och segheten hos stål, vanadin förbättrar hållfastheten och slitstyrkan hos stål. Mangan och kisel ökar duktiliteten hos stål. Alla dessa element har sina positiva egenskaper endast i strikt definierade kvantiteter, vilket gör att metallurger måste vara extremt försiktiga och balanserade i valet av stålsammansättning.
Dessutom tenderar legeringselement ofta att koncentreras vid vissa punkter där ett spänningscentrum kan uppstå, som ett resultat av vilket, vid belastning, bladet kommer att gå sönder på just denna plats.
Distribution av karbider i stål
Av denna anledning uppstod Damaskus och damaskstål i gamla dagar, där man genom att upprepade gånger applicera flera typer av stål och smide dem uppnådde den mest enhetliga fördelningen av legeringselement.
Mönstret av Damaskusstål beror på den upprepade smidningen av dess ingående skikt.
Enligt författaren i den senaste kniven historia tre perioder kan urskiljas.
Den första perioden är användningen av "rostande" kolstål och rostfria stål med låg hårdhet och skärande retentionsegenskaper (första hälften av XNUMX-talet).
Den andra perioden är framväxten av rostfria stål med hög hårdhet och skäregghållningsegenskaper (andra hälften av XNUMX-talet).
Den tredje perioden är utseendet av pulver av rostfritt stål (början av XNUMX-talet).
Dessa perioder kan betraktas som ganska godtyckliga, eftersom även nu tillverkar vissa företag knivar av kolstål. Ändå var det i början av 420-talet som de första rostfria stålen dök upp, inklusive det berömda 420-stålet, från vilket ett stort antal knivar fortfarande tillverkas runt om i världen. Till exempel, om en billig kinesisk kniv köps, som kostar flera hundra rubel, kommer bladet med största sannolikhet att ha stål av XNUMX kvalitet.
Det franska företaget OPINEL tillverkar klassiska fällknivar, inklusive de med kolstålblad.
Utseendet under andra hälften av 440-talet av stålsorter 440A, 440B, 65C (nära ryska analoger 13x95, 18x110, 18xXNUMX), kännetecknad av en hög kolhalt, gjorde det möjligt att producera villkorligt rostfria knivar med hårdhet och skäregenskaper jämförbara till knivar och blad av kolstål.
Varför "villkorligt rostfritt"?
Eftersom nästan vilket stål som helst kan rosta, är frågan bara miljön och graden av exponering. Till exempel korroderar de flesta rostfria stål bra till havs från saltvatten. Förresten, det antika stålet 420 är ett av de mest rostfria.
Ändå är det mycket bekvämare att använda knivar av rostfritt stål i vardagen - under samma period, medan rostfritt stål endast är täckt med rostfläckar, kommer kolstål att rosta till hål. Dessutom ger kolstål ofta produkterna en obehaglig eftersmak vid skärning.
Utseendet på pulverstål hjälpte till att lösa problemet med den enhetliga fördelningen av legeringselement. Ett av sätten att erhålla pulverstål är sprutning av smält metall i ett inert gasmedium, varefter ett fint pulver med jämnt fördelade legeringselement bildas. Därefter sintras pulvret till en monolitisk stång genom isostatisk pressning.
pulverstål
Strukturen av vanligt stål och pulverstål
Ett av de första och vanligaste pulverstålen som användes för att tillverka knivar var CPM S30V stål, utvecklat 2001 av Dick Barber från det svenska företaget Crucible Materials Corporation och den kända knivmakaren Chris Reeve.
Förutom den vanliga processen att tillverka blad från remsor och stänger, låter pulverstål dig implementera mycket intressanta tekniska lösningar.
Det amerikanska företaget Kershaw släppte fällkniven Offset 1597, med ett blad tillverkat med MIM-teknik (Metal Injection Molding), en teknik för att gjuta pulvermetaller och legeringar under tryck, som också kallas MITE (Metal Injection Moulding with an Edge). Enligt MIM/MITE-tekniken blandas metallpulver med ett bindemedel, medan formens storlek är 20 % större än bladets slutliga storlek. Sedan, med hjälp av sintring under tryck, ökas densiteten hos den färdiga produkten till 99,7 % av densiteten hos den ursprungliga metallen (bindemedlet brinner ut under sintringen). Resultatet är en produkt av komplex 3D-form, som inte kan erhållas på något annat sätt.
Kershaw Offset 1597
Möjligheten till enhetlig fördelning av legeringselement i pulverstål ledde till en ökning av deras andel, vilket resulterade i uppkomsten av så kallade superstål, som till exempel ZDP 189 eller Cowry-X, men komplexiteten i deras skärpning och höga kostnader begränsar deras distribution.
Mer balanserade stål som M390/M398, CPM-20CV, Elmax och andra lättare att tillverka och underhålla - CPM S30V/CPM S35V, CTS-XHP etc. har vunnit stor popularitet.
Relativa egenskaper hos olika moderna knivstål
I slutändan beror allt på kostnaden för bladet - varken superstål, eller ens bara högkvalitativa pulverstål har tvingat ut billigare icke-pulverstål från marknaden. Knivstålmarknaden kan ses som en pyramid, med de välförtjänta 420 i basen och de senaste superstålen i toppen, fallande när ännu fler "super"-stål dyker upp.
Dessutom är poängen här inte bara kostnaden för källmaterialet - den viktigaste tekniska processen, som "avslöjar" egenskaperna hos stål, är värmebehandling. Varje stål kräver sin egen värmebehandling, och när ett nytt superstål dyker upp behöver tillverkarna tid att bemästra det.
Термообработка
Värmebehandling - härdning, härdning, normalisering, glödgning och kryogen metallbearbetning, gör att du kan få bladet till de egenskaper som den använda stålkvaliteten innebär. Korrekt högkvalitativ värmebehandling gör att du kan "pressa" ut så mycket som möjligt av stål, medan felaktig kan helt förstöra slutprodukten, oavsett hur dyra material som används i den. Man kan säkert säga att det är bättre att välja ett blad från ett enklare stål, men med en bra värmebehandling, än ett superstålblad tillverkat av en specialist som inte vet hur man värmebehandlar det.
Den klassiska Buck Folding Hunter fällkniven har länge tillverkats av "vanligt" 420HC stål, men Bucks termisters kompetens gör det möjligt att få ut det mesta av den.
Ett visst knivföretag är ofta känt för sin förmåga att arbeta med ett visst stål, och dess mer moderna stålprodukter kan ha sämre prestanda på grund av dåligt inställda värmebehandlingsprocesser.
En viktig roll spelas av utrustning för värmebehandling. Moderna härdningsugnar tillåter värmebehandling i vakuum och i olika medier - argon, kväve, helium, väte. Utrustning för kryobehandling vid en temperatur på -196 grader möjliggör en ökning av slitstyrka, cyklisk hållfasthet, korrosions- och erosionsbeständighet. Till exempel kan resursen för produkter genom kryobehandling ökas med 300 %.
Behovet av att använda komplex och dyr utrustning tillåter inte hantverksverkstäder att utföra alla nödvändiga tekniska operationer, så påståendena att "vår farbror Kolya gör de bästa knivarna i världen i garaget" är knappast grundade.
Kompositblad
Ett annat sätt att få knivblad är att skapa kompositblad.
I princip är de ovan nämnda stålbladen från Damaskus och Damaskus också komposit - i dem kombineras material med lägre kolhalt med material med högre kolhalt. Men i moderna kompositblad implementeras processen något annorlunda.
Vanligtvis är den övervägande delen av bladet gjord av ett material med större elasticitet, men mindre hårdhet och sprödhet, medan skäreggen är gjord av ett hårdare material. Ett sådant blad kombinerar goda mekaniska egenskaper och en högkvalitativ skäregg. Men på dyra modeller av knivar föredrar de fortfarande att använda superstål.
Ett annat alternativ är att använda billigare stål som bas, och dyrare men högkvalitativt stål på skärkanten. Till exempel på en Kershaw JYD II-kniv är skäreggens bas gjord av billigt kinesiskt stål 14C28N, och skäreggen är gjord av mer hållbar amerikansk D2.
Kniv Kershaw JYD II
Men som i fallet med dyrare knivar, kompenseras minskningen av kostnaden för källmaterialet av komplexiteten i att tillverka ett kompositblad, och därför är sådana modeller undantag snarare än regel.
Den mest efterfrågade riktningen i vilken kompositblad används är designknivar som tillverkas i begränsade mängder. I dem kombineras material för att få ett spektakulärt utseende på bladet.
Nolltolerans 0777 kompositblad med Vanax 35 skäregg och damaskusstålrumpa
Dåtid kontra framtid
På nätet kan du ofta se artiklar som säger att hemligheten med äkta damaskstål och Damaskus länge har gått förlorad, och nu produceras dess patetiska sken. Säg, om den hemligheten avslöjas, kommer blad gjorda av "riktigt" damaskstål eller Damaskus att ge ett försprång på 100 poäng före moderna stål.
I själva verket är detta extremt osannolikt. Tekniska framsteg, utrustning och materialvetenskap är nu på högsta nivå, ouppnåeliga för det förflutnas mästare. Ja, bra hantverkare kunde producera produkter från damask och damaskus med egenskaper före sin tid, men nu är deras produkter högst sannolikt sämre än sina moderna motsvarigheter gjorda av superstål.
Men från det ögonblick då moderna rostfria stål av 440-linjen och deras analoger dök upp, finns det inget globalt behov av att förbättra knivstål - nästan alla välgjorda knivar med rätt värmebehandling klarar vardagliga uppgifter.
Utseendet av superstål på knivar är snarare en hyllning till marknaden och användarnas önskan, av vilka många är fans och samlare av knivar och vill få något nytt, mer "coolt". Och det är inget fel med det, eftersom inte bara stål förbättras, utan även designen av knivar, design. Många av de moderna knivarna kan med säkerhet tillskrivas konstföremål, vars konstnärliga värde inte är sämre än framstående konstnärers dukar, och värdet bara ökar med tiden.
I nästa artikel kommer vi att prata om designlösningarna som används i moderna knivar.