Ножевые стали: основные свойства

Полезность ножа зависит от оптимизации всех факторов, которые влияют на его характеристики. Как хорошо нож работает и как долго он служит, зависит от условий его эксплуатации:

  • прилагаемых нагрузок,
  • типа абразивной среды,
  • сила ударов и
  • других факторов.

Однако поскольку существует большое количество сталей, из которых можно изготавливать ножи, то, всегда есть возможность выбора самой подходящей из них с наиболее благоприятной комбинацией свойств.

Основные критерии ножевых сталей

Сравнивая уровни металлургических свойств, которые предлагают различные стали, изготовители ножей могут решать, какая из них лучше всего подходит для конкретных условий будущих ножей. Ножевые стали подразделяют и сравнивают между собой по тем свойствам, которые оказывают максимальное влияние на их служебные характеристики:

  • твердость;
  • вязкость (ударная прочность);
  • сопротивление износу;
  • коррозионная стойкость.

Выбор стали для ножа

Самые популярные в мире ножевые стали представлены в таблице ниже.

Таблица – Популярные стали для изготовления ножей —
номинальный химический составnozhevye-stali

  • Традиционно марки О1, А2 и D2 являются сталями для ножей общего назначения.
  • Сталь 3V обладает повышенной вязкостью.
  • При повышенных требованиях к износу применяют стали M4, 10V, S30V, S90V.
  • Для обеспечения ножу повышенной коррозионной стойкости берут стали 440С, 154СМ, СРМ154, S30V, S35VN, S90V.

Стали О1, А2 и D2 знакомы всем, кто интересуется ножами. Они дают ножам комбинацию достаточно высоких функциональные свойств с умеренной стоимостью, доступностью и относительной легкостью изготовления. Однако иногда они не обеспечивают уровень свойств, который предъявляется к ножам для специфических областей применения. Например, когда нож должен выдерживать значительные механические, в том числе ударные, нагрузки и редко затачиваться, то применяют более высоко легированные стали. Иногда некоторыми свойствами, например, таким как ударная вязкость, можно пожертвовать, для того чтобы получить более высокое сопротивление лезвия ножа износу. И наоборот, стали, которые применяют за их высокую стойкость к ударным нагрузкам, могут обладать не слишком высокой стойкостью к износу.

Твердость ножевых сталей

Твердость является мерой сопротивления материала деформации под воздействием прилагаемого усилия. Твердость ножевых сталей обычно всегда измеряют по методу Роквелла. Термически упрочненные ножевые стали обычно имеют твердость 58-62 HRC (твердость по Роквеллу) в зависимости от марки стали.

Если режущая кромка лезвия ножа в процессе работы пластически деформируется, то это значит, что сталь не обладает достаточной твердостью. Наличие остаточного изгиба лезвия или режущей кромки также говорит о их недостаточной твердости. Чтобы решить эту проблему, необходимо повысить твердость стали – более оптимальной термической обработкой или сменой марки. Если ни то, ни другое не помогает, надо увеличивать толщину лезвия ножа.

Вязкость ножевых сталей

В применении к сталям с высокой твердостью, к которым относятся и ножевые стали, вязкость является мерой относительного сопротивления материала излому, отколу или растрескиванию под воздействием ударных нагрузок или напряжений. Вязкость можно считать противоположностью хрупкости. Испытание вязкости не так стандартизировано как испытание твердости. Поэтому результаты различных испытаний обычно трудно сравнивать. Обычными методами испытаний вязкости являются различные испытания на удар и разрушение при изгибе.

Сопротивление износу ножевых сталей

Сопротивление износу – это способность материала сопротивляться истиранию или эрозии его поверхности при контакте с другими материалами или под воздействием внешних факторов, таких, как грязь, песок или другие абразивные материалы. Сопротивление износу обеспечивается уровнем твердости и химическим составом стали, из которой сделано лезвие ножа. Большинство испытаний на износ включают создание движущегося контакта между поверхностью образца и контр-образца с добавками различных материалов для имитации воздействия внешней среды.

Для ножей характерны два основных типа износа – абразивный и адгезивный. Износ, который включает эрозию или скругление углов называют абразивным износом. Абразивный износ не требует высокий давлений в контакте. Испытания на абразивный износ могут включать применение песка, шлифовальной бумаги, глины или различных порошков. Износ в плотном контакте между двумя относительно гладкими поверхностями, такими как, например, сталь по стали, называют адгезивным износом.

Коррозионная стойкость ножевых сталей

Коррозионная стойкость является мерой сопротивления ножевой стали воздействию влажной, кислотной или соленой окружающей среды. Эта стойкость значительно повышается при добавках в сталь хрома в количестве не менее 11,5 %. Относительное сопротивление коррозии часто оценивают по испытаниям в специальных камерах с влажной и соленой атмосферой

Источник: Материалы фирмы Cruicible Industries, 2014