Cuțitul este unul dintre cele mai vechi instrumente ale omenirii. Dacă ignorăm epoca de piatră și bronz, atunci în cel mai simplu caz un cuțit este o bucată ascuțită de fier (oțel) cu un mâner care este confortabil de ținut.
Partea principală a cuțitului, care determină scopul funcțional al acestuia, este o lamă cu tăiș. Capacitățile sale sunt în mare măsură determinate de materialul structural - oțelul și tratamentul termic al acestuia.
Compoziție și structură
Proprietățile oțelului sunt determinate de compoziția și structura sa. Prezența anumitor impurități (elemente de aliere) poate crește duritatea sau rezistența la coroziune a lamei. Problema rezidă adesea în faptul că, prin creșterea durității, putem crește simultan fragilitatea oțelului și reduce rezistența la coroziune. Pe de altă parte, prin creșterea rezistenței la coroziune, înrăutățim alți parametri.
De exemplu, carbonul crește duritatea oțelului, dar îi reduce duritatea și ductilitatea. Alte elemente de aliere adaugă oțelului atât proprietăți pozitive, cât și negative. Cromul crește rezistența la uzură și coroziune, dar crește fragilitatea. Vanadiul și molibdenul cresc rezistența și rezistența, cresc rezistența la efectele termice, nichelul - crește rezistența la coroziune, duritatea și rezistența oțelului, vanadiu îmbunătățește rezistența și rezistența la uzură a oțelului. Manganul și siliciul cresc ductilitatea oțelului. Toate aceste elemente își poartă calitățile pozitive numai în cantități strict definite, drept urmare metalurgienii trebuie să fie extrem de atenți și echilibrați în alegerea compoziției de oțel.
În plus, elementele de aliere tind să se concentreze adesea în anumite puncte, în care poate apărea o sursă de tensiune, ca urmare a căruia, sub sarcină, lama se va rupe exact în acest loc.
Din acest motiv, pe vremuri, au apărut oțelurile Damasc și Damasc, în care, prin suprapunerea multiplă a mai multor tipuri de oțel și forjarea lor, s-a realizat distribuția cea mai uniformă a elementelor de aliere.
Potrivit autorului, trei perioade pot fi distinse în ultima istorie a cuțitelor.
Prima perioadă a fost utilizarea oțelurilor carbonice „ruginite” și a oțelurilor inoxidabile cu duritate redusă și caracteristici de reținere a muchiilor (prima jumătate a secolului XX).
A doua perioadă este apariția oțelurilor inoxidabile cu caracteristici ridicate de duritate și reținere a muchiei tăietoare (a doua jumătate a secolului XX).
A treia perioadă este apariția oțelurilor inoxidabile sub formă de pulbere (începutul secolului XXI).
Aceste perioade pot fi considerate destul de arbitrare, deoarece chiar și acum unele companii produc cuțite din oțel carbon. Cu toate acestea, la începutul secolului al XX-lea au apărut primele oțeluri inoxidabile, inclusiv faimosul oțel de calitate 420, din care se produce încă un număr mare de cuțite în toată lumea. De exemplu, dacă se cumpără un cuțit chinezesc ieftin, care costă câteva sute de ruble, atunci lama va conține cel mai probabil 420 de oțel.
Apariția în a doua jumătate a secolului al XX-lea a claselor de oțel 440A, 440B, 440C (omologii ruși apropiați 65x13, 95x18, 110x18), caracterizată printr-un conținut ridicat de carbon, a făcut posibilă producerea de cuțite inoxidabile condiționate cu duritate și proprietăți de tăiere comparabile la cuțite și lame din oțel carbon.
De ce „inox condiționat”?
Deoarece aproape orice oțel poate rugini, singura întrebare este mediul și gradul de expunere. De exemplu, majoritatea oțelurilor inoxidabile se corodează bine pe mare din apa sărată. Apropo, vechiul oțel 420 este unul dintre cele mai inoxidabile.
Cu toate acestea, este mult mai convenabil să folosiți cuțite din oțel inoxidabil în viața de zi cu zi - în aceeași perioadă, în timp ce oțelul inoxidabil este acoperit doar cu pete de rugină, oțelul carbon va rugini până la găuri. În plus, oțelurile cu carbon produc adesea un gust neplăcut atunci când sunt tăiate.
Apariția oțelurilor sub formă de pulbere a ajutat la rezolvarea problemei uniformității distribuției elementelor de aliere. Una dintre modalitățile de obținere a oțelului pulbere este pulverizarea metalului topit într-un mediu cu gaz inert, după care se formează o pulbere fină cu elemente de aliere distribuite uniform. După aceea, pulberea este sinterizată într-o bară monolitică prin presare izostatică.
Unul dintre primele și cele mai frecvente oțeluri sub formă de pulbere utilizate pentru fabricarea cuțitelor a fost CPM S30V, dezvoltat în 2001 de Dick Barber, specialist la Swedish Crucible Materials Corporation și Chris Reeve, un renumit fabricant de cuțite.
În plus față de procesul obișnuit de fabricare a lamelor din benzi și bare, oțelul pulbere permite soluții tehnologice foarte interesante.
Compania americană Kershaw a lansat un cuțit pliant Offset 1597, cu o lamă realizată folosind tehnologia MIM (Metal Injection Molding) - o tehnologie pentru turnarea metalelor sub formă de pulbere și a aliajelor sub presiune, numită și MITE (Metal Injection Molding with a Edge). Tehnologia MIM / MITE amestecă pulberea metalică cu liantul pentru a face dimensiunea matriței cu 20% mai mare decât dimensiunea finală a lamei. Apoi, cu ajutorul sinterizării sub presiune, densitatea produsului finit este mărită la 99,7% din densitatea metalului de bază (liantul arde în timpul sinterizării). Rezultatul este un produs cu o formă 3D complexă care nu poate fi obținut în alt mod.
Posibilitatea distribuției uniforme a elementelor de aliere în oțelurile pulbere a dus la o creștere a procentului acestora, care a dus la apariția așa-numitelor super oțeluri, cum ar fi, de exemplu, ZDP 189 sau Cowry-X, totuși, complexitatea lor ascuțirea și costurile ridicate limitează distribuția acestora.
Oțeluri mai echilibrate precum M390 / M398, CPM-20CV, Elmax și altele mai ușor de fabricat și întreținut - CPM S30V / CPM S35V, CTS-XHP etc. au devenit mai populare.
În cele din urmă, totul depinde de costul lamei - nici super oțelurile, nici măcar doar oțelurile pulverulente de înaltă calitate nu au deplasat pe piață oțeluri neprafurate mai ieftine. Piața oțelului cuțit poate fi considerată o piramidă, cu binemeritatul oțel 420 la bază și cele mai noi super oțeluri în partea de sus, descendând pe măsură ce apar oțeluri care sunt și mai „super”.
Mai mult, ideea aici nu este doar costul materiei prime - cel mai important proces tehnologic care „dezvăluie” caracteristicile oțelului este tratamentul termic. Fiecare oțel necesită propriul tratament termic și atunci când vine un nou super oțel, producătorii trebuie să aibă timp să-l stăpânească.
Tratament termic
Tratamentul termic - întărirea, călirea, normalizarea, recoacerea și tratamentul criogen al metalului, vă permite să aduceți lama la acele caracteristici care sunt implicate de calitatea oțelului utilizat. Tratamentul termic corect de înaltă calitate vă permite să „stoarceți” maximum din oțel, în timp ce cel greșit poate ruina complet produsul final, indiferent de materialele scumpe utilizate în acesta. Este sigur să spunem că este mai bine să alegeți o lamă din oțel mai simplă, dar cu un tratament termic bun, decât o lamă din super oțel, realizată de un specialist care nu știe să o încălzească.
O companie de cuțite este adesea renumită pentru capacitatea sa de a lucra cu un anumit oțel, iar produsele sale fabricate din oțel mai modern pot avea performanțe inferioare datorită proceselor slabe de tratament termic.
Echipamentele pentru tratamentul termic joacă un rol important. Cuptoarele moderne de stingere permit tratarea termică în vid și în diferite medii - argon, azot, heliu, hidrogen. Echipamentele pentru crioprocesare la o temperatură de -196 grade asigură o creștere a rezistenței la uzură, a rezistenței ciclice, a coroziunii și a rezistenței la eroziune. De exemplu, resursa produselor prin crioprocesare poate fi mărită cu 300%.
Nevoia de a utiliza echipamente complexe și costisitoare nu permite atelierelor artizanale să efectueze toate operațiunile tehnologice necesare, prin urmare, afirmația că „unchiul nostru Kolya face cele mai bune cuțite din lume în garaj” nu este justificată.
Lamele compozite
O altă modalitate de a realiza lame de cuțit este de a crea lame compozite.
În principiu, lamele menționate mai sus din oțel Damasc și Damasc sunt, de asemenea, compozite - în ele, materialele cu un conținut mai scăzut de carbon sunt combinate cu materiale cu un conținut mai ridicat de carbon. Cu toate acestea, în lamele compozite moderne, procesul este implementat într-un mod ușor diferit.
De obicei, partea predominantă a lamei este realizată dintr-un material care are mai multă elasticitate, dar mai puțină duritate și fragilitate, în timp ce muchia de tăiere este realizată dintr-un material mai dur. O astfel de lamă combină proprietăți mecanice bune și o muchie de tăiere de înaltă calitate. Cu toate acestea, la modelele scumpe de cuțite, aceștia preferă în continuare să folosească super oțeluri.
O altă opțiune este utilizarea oțelului mai puțin costisitor ca bază și oțel mai scump, dar de înaltă calitate, pe margine. De exemplu, pe cuțitul Kershaw JYD II, baza muchiei de tăiere este fabricată din oțel chinezesc 14C28N ieftin, iar muchia de tăiere este făcută din D2 americanul mai durabil.
Cu toate acestea, la fel ca în cazul cuțitelor mai scumpe, reducerea costului materiei prime este compensată de complexitatea fabricării unei lame compozite și, prin urmare, astfel de modele sunt mai degrabă o excepție decât o regulă.
Cea mai populară direcție în care sunt utilizate lamele compozite sunt cuțitele de designer produse în cantități limitate. Acestea combină materialele pentru a crea un aspect spectaculos al lamei.
Trecut versus viitor
Pe Internet, puteți vedea adesea articole care spun că secretul adevăratului damasc și al damascului a fost mult timp pierdut, iar acum omologii săi jalnici sunt eliberați. Spuneți, dacă acest secret este dezvăluit, atunci lamele din damasc sau „damasc” „real” vor da un avans de 100 de puncte în fața oțelurilor moderne.
De fapt, acest lucru este foarte puțin probabil. Progresul tehnologic, echipamentul și știința materialelor sunt acum la cel mai înalt nivel, de neatins pentru maeștrii din trecut. Da, meșterii buni ar putea produce produse din damasc și damasc cu caracteristici înainte de vremea lor, dar acum produsele lor sunt susceptibile să cedeze omologilor lor moderni din super oțeluri.
Cu toate acestea, din momentul în care au apărut oțelurile inoxidabile moderne din linia 440 și analogii acestora, nu este nevoie globală de îmbunătățirea oțelurilor pentru cuțite - aproape toate cuțitele bine fabricate cu tratament termic corect fac față sarcinilor de zi cu zi.
Apariția super oțelurilor pe cuțite este mai degrabă un tribut adus pieței și dorinței utilizatorilor, dintre care mulți sunt fani și colecționari de cuțite și vor să obțină ceva nou, mai „cool”. Și nu este nimic în neregulă, deoarece nu numai oțelul este îmbunătățit, ci și designul cuțitelor și designul. Multe dintre cuțitele moderne pot fi atribuite cu încredere obiectelor de artă, a căror valoare artistică nu este inferioară pânzelor unor artiști remarcabili, iar valoarea crește doar în timp.
