Nož je jedno od najstarijih oruđa čovječanstva. Zanemarimo li kameno i brončano doba, tada je u najjednostavnijem slučaju nož naoštreni komad željeza (čelik) s ručkom koju je ugodno držati.
Glavni dio noža, koji određuje njegovu funkcionalnu namjenu, je oštrica s reznim rubom. Njegove sposobnosti uvelike određuju konstrukcijski materijal - čelik i njegova toplinska obrada.
Sastav i struktura
Svojstva čelika određena su njegovim sastavom i strukturom. Prisutnost određenih nečistoća (legirajući elementi) može povećati tvrdoću ili otpornost oštrice na koroziju. Problem često leži u činjenici da povećanjem tvrdoće možemo istodobno povećati lomljivost čelika i smanjiti njegovu otpornost na koroziju. S druge strane, povećanjem otpornosti na koroziju pogoršavamo ostale parametre.
Na primjer, ugljik povećava tvrdoću čelika, ali smanjuje njegovu žilavost i duktilnost. Ostali legirajući elementi također dodaju čeliku pozitivna i negativna svojstva. Krom povećava otpornost na trošenje i koroziju, ali povećava lomljivost. Vanadij i molibden povećavaju žilavost i čvrstoću, povećavaju otpornost na toplinske učinke, nikal - povećava otpornost na koroziju, tvrdoću i žilavost čelika, vanadij poboljšava čvrstoću i otpornost čelika na trošenje. Mangan i silicij povećavaju duktilnost čelika. Svi ti elementi nose svoje pozitivne kvalitete samo u strogo određenim količinama, zbog čega metalurzi moraju biti izuzetno oprezni i uravnoteženi u izboru sastava čelika.
Osim toga, legirajući elementi često se koncentriraju na određenim mjestima, na kojima može doći do izvora naprezanja, zbog čega će se pod opterećenjem oštrica slomiti upravo na tom mjestu.
Iz tog su razloga u stara vremena nastali damaskinski i damastni čelici u kojima je, višestrukom superpozicijom nekoliko vrsta čelika i njihovim kovanjem, postignuta ujednačena raspodjela legirajućih elemenata.
Prema autoru, u najnovijoj povijesti noževa mogu se razlikovati tri razdoblja.
Prvo razdoblje bilo je korištenje "zahrđalih" ugljičnih čelika i nehrđajućih čelika niske karakteristike tvrdoće i zadržavanja rubova (prva polovica 20. stoljeća).
Drugo razdoblje je pojava nehrđajućeg čelika s visokim karakteristikama tvrdoće i zadržavanjem oštrice (druga polovica 20. stoljeća).
Treće razdoblje je pojava nehrđajućeg čelika u prahu (početak XXI stoljeća).
Ta se razdoblja mogu smatrati prilično proizvoljnima, jer čak i sada neke tvrtke proizvode noževe od ugljičnog čelika. Ipak, početkom 20. stoljeća pojavili su se prvi nehrđajući čelici, uključujući i poznati čelik razreda 420, od kojeg se još uvijek proizvodi ogroman broj noževa u cijelom svijetu. Na primjer, ako se kupi jeftin kineski nož, koji košta nekoliko stotina rubalja, tada će oštrica najvjerojatnije sadržavati 420 čelika.
Pojava u drugoj polovici 20. stoljeća čelika razreda 440A, 440B, 440C (bliski ruski analozi 65x13, 95x18, 110x18), karakterizirana visokim udjelom ugljika, omogućila je proizvodnju noževa od uvjetno nehrđajućeg čelika sa tvrdoćom i svojstvima rezanja usporedivim na noževe i oštrice izrađene od ugljičnog čelika.
Zašto "uvjetno nehrđajući"?
Budući da gotovo svaki čelik može zahrđati, pitanje je samo u okolišu i stupnju izloženosti. Na primjer, većina nehrđajućeg čelika dobro korodira na moru od slane vode. Usput, drevni čelik 420 jedan je od najnehrđajućih čelika.
Ipak, mnogo je prikladnije koristiti noževe od nehrđajućeg čelika u svakodnevnom životu - tijekom istog razdoblja, dok je nehrđajući čelik prekriven samo mrljama hrđe, ugljični čelik će hrđati do rupa. Osim toga, ugljični čelici pri rezanju često stvaraju neugodan okus.
Pojava praškastih čelika pomogla je riješiti problem ujednačenosti raspodjele legirajućih elemenata. Jedan od načina dobivanja praškastog čelika je raspršivanje rastopljenog metala u okruženju inertnog plina, nakon čega nastaje fini prah s ravnomjerno raspoređenim legirajućim elementima. Nakon toga prah se sintetizira izostatičkim prešanjem u monolitnu šipku.
Jedan od prvih i najčešćih praškastih čelika koji se koristio za izradu noževa bio je CPM S30V, koji su 2001. razvili Dick Barber, stručnjak u švedskoj korporaciji Crucible Materials Corporation, i Chris Reeve, poznati proizvođač noževa.
Osim uobičajenog postupka izrade oštrica od traka i šipki, praškasti čelik omogućuje vrlo zanimljiva tehnološka rješenja.
Američka tvrtka Kershaw izdala je sklopivi nož Offset 1597, s oštricom izrađenom po MIM (Metal Injection Molding) tehnologiji - tehnologiji za lijevanje metala u prahu i legura pod pritiskom, koja se također naziva MITE (Metal Injection Metal Molding with a Edge). Tehnologija MIM / MITE miješa metalni prah s vezivom kako bi veličina kalupa bila 20% veća od konačne veličine oštrice. Zatim se uz pomoć sinteriranja pod pritiskom gustoća gotovog proizvoda povećava na 99,7% gustoće osnovnog metala (vezivo izgori tijekom sinteriranja). Rezultat je proizvod složenog 3D oblika koji se ne može dobiti na bilo koji drugi način.
Mogućnost ravnomjerne raspodjele legirajućih elemenata u praškastim čelicima dovela je do povećanja njihovog postotka, što je rezultiralo pojavom takozvanih superčelika, poput, primjerice, ZDP 189 ili Cowry-X, međutim, složenost njihovih oštrenje i visoki troškovi ograničavaju njihovu distribuciju.
Uravnoteženiji čelici kao što su M390 / M398, CPM-20CV, Elmax i drugi lakši za proizvodnju i održavanje-CPM S30V / CPM S35V, CTS-XHP itd. Postali su popularniji.
U konačnici, sve ovisi o cijeni oštrice-niti superčelik, pa čak ni samo visokokvalitetni praškasti čelici nisu istisnuli jeftinije čelike bez praha s tržišta. Tržište čelika s noževima može se smatrati piramidom, s zasluženim čelikom 420 u bazi i najnovijim super čelicima na vrhu, koji se spuštaju kako se pojavljuju čelici koji su još „super“.
Štoviše, ovdje nije riječ samo o cijeni polaznog materijala - najvažniji tehnološki proces koji "otkriva" karakteristike čelika je toplinska obrada. Svaki čelik zahtijeva vlastitu toplinsku obradu, a kada dođe novi super čelik, proizvođačima je potrebno vrijeme da ga savladaju.
Toplinska obrada
Toplinska obrada - otvrdnjavanje, kaljenje, normalizacija, žarenje i kriogena obrada metala, omogućuje vam da oštricu dovedete do onih karakteristika koje implicira kvaliteta korištenog čelika. Ispravna visokokvalitetna toplinska obrada omogućuje vam da "istisnete" maksimalno moguće iz čelika, dok pogrešan može potpuno uništiti konačni proizvod, bez obzira na to koji se skupi materijali u njemu koriste. Sigurno je reći da je bolje odabrati oštricu izrađenu od jednostavnijeg čelika, ali s dobrom toplinskom obradom, nego oštricu od super čelika, koju je napravio stručnjak koji je ne zna zagrijati.
Tvrtka za noževe često je poznata po svojoj sposobnosti rada s određenim čelikom, a njezini proizvodi izrađeni od modernijeg čelika mogu imati slabije performanse zbog loših procesa toplinske obrade.
Oprema za toplinsku obradu igra važnu ulogu. Suvremene peći za kaljenje omogućuju toplinsku obradu u vakuumu i u različitim medijima - argon, dušik, helij, vodik. Oprema za krioprocesiranje na temperaturi od -196 stupnjeva osigurava povećanje otpornosti na trošenje, cikličku čvrstoću, otpornost na koroziju i eroziju. Na primjer, resurs proizvoda krioprocesiranjem može se povećati za 300%.
Potreba za korištenjem složene i skupe opreme ne dopušta zanatskim radionicama izvođenje svih potrebnih tehnoloških operacija, pa je tvrdnja da "naš ujak Kolya u garaži izrađuje najbolje noževe na svijetu" teško opravdana.
Kompozitne oštrice
Drugi način izrade oštrica noža je stvaranje kompozitnih oštrica.
U načelu, spomenute oštrice izrađene od čelika iz Damaska i damasta također su složene - u njima se materijali s nižim udjelom ugljika kombiniraju s materijalima s većim udjelom ugljika. Međutim, u modernim kompozitnim noževima proces se provodi na malo drugačiji način.
Obično je dominantni dio oštrice izrađen od materijala koji ima veću elastičnost, ali manje tvrdoće i lomljivosti, dok je rezni rub izrađen od tvrđeg materijala. Takva oštrica kombinira dobra mehanička svojstva i visokokvalitetnu oštricu. Međutim, na skupim modelima noževa još uvijek radije koriste superčelike.
Druga je mogućnost koristiti jeftiniji čelik kao osnovu, a skuplji, ali visokokvalitetni čelik na oštrici. Na primjer, na nožu Kershaw JYD II, baza reznog ruba izrađena je od jeftinog kineskog čelika 14C28N, a rezni rub izrađen je od izdržljivijeg američkog D2.
No, kao i u slučaju skupljih noževa, smanjenje cijene početnog materijala kompenzira se složenošću izrade kompozitne oštrice, pa su takvi modeli prije iznimka nego pravilo.
Najpopularniji smjer u kojem se koriste kompozitne oštrice su dizajnerski noževi proizvedeni u ograničenim količinama. Kombiniraju materijale za stvaranje spektakularnog izgleda oštrice.
Prošlost nasuprot budućnosti
Na internetu često možete vidjeti članke koji govore da je tajna pravog damasta i damaska odavno izgubljena, a sada se objavljuju njeni jadni pandani. Recimo, ako se ta tajna otkrije, oštrice izrađene od "pravog" damasta ili damaska dat će prednost 100 bodova ispred modernih čelika.
Zapravo, to je vrlo malo vjerojatno. Tehnološki napredak, znanost o opremi i materijalima sada su na najvišoj razini, nedostižni za majstore iz prošlosti. Da, dobri majstori mogli su proizvoditi proizvode od damasta i damaska sa karakteristikama ispred svog vremena, ali sada će njihovi proizvodi vjerojatno popustiti suvremenim kolegama od superčelika.
Međutim, od trenutka kada su se pojavili moderni nehrđajući čelici linije 440 i njihovi analozi, nema globalne potrebe za poboljšanjem čeličnih noževa - gotovo svi dobro izrađeni noževi s pravilnom toplinskom obradom nose se sa svakodnevnim zadacima.
Pojava super čelika na noževima prije je priznanje tržištu i želja korisnika, od kojih su mnogi ljubitelji i kolekcionari noževa i žele dobiti nešto novo, "cool". I u tome nema ništa loše, budući da se ne poboljšava samo čelik, već i dizajn noževa i dizajn. Mnogi se moderni noževi s pouzdanjem mogu pripisati umjetničkim predmetima čija umjetnička vrijednost nije inferiorna u odnosu na platna izvanrednih umjetnika, a vrijednost se s vremenom samo povećava.
