Noże myśliwskie | Bushcraft | Noże z damastu | Nessmuk
TLIM KNIVES - strona główna
 
Noże dostępne / Available Knives
 
Jak powstają moje noże
Testy, recencje, opisy noży
Kontakt / E-mail
 
FAQ - najczęściej zadawane pytania
 
Noże
- bushcraft / survivalowe
- chromy
- industrial camo
- toxic
- Ms TNT
- field grade
- damasty
- noże myśliwskie
- nessmuk
- fallout knives
- skandynawskie
 
 
 

Tlim Knives - strona główna /// Testy, opisy artykuły // Stal na noże (kali)


Stal na noże (kali)

Wstęp

 

Stal, według definicji encyklopedycznej, to stop żelaza z węglem, przy czym zawartość węgla jest w zakresie 0.2% - 2.11% (która to zawartość procentowa jest granicą rozpuszczalności węgla w żelazie). Oprócz węgla w stali zawsze istnieją inne pierwiastki, zmieniające jej właściwości, nazywane domieszkami i dodatkami stopowymi.

Warta podkreślenia jest różnica pomiędzy żelazem - pierwiastkiem chemicznym, a stalą - materiałem. Czyste żelazo nie jest stosowane jako materiał i okreslenie to, pomimo tego, że jeszcze do niedawna miękką stal, o małej zawartości węgla, właśnie tak nazywano, nie powinno być używane w takim kontekście. Często materiał, z którego wykonane są artefakty znajdowane przez archeologów nazywany jest "żelazem", czasem można spotkać się z określeniem "żelazo" na stopy żelaza, o różnym składzie chemicznym (najczęściej posiadające dużą domieszkę niklu), pochodzące z meteorytów. W obu przypadkach nie jest to czysty pierwiastek, ale stal.

Z takiego właśnie "żelaza meteorytowego" wykonywane były pierwsze stalowe przedmioty w czasach, gdy ludzie nie umieli jeszcze wytapiać stali (żelazo praktycznie nie występuje w przyrodzie w postaci rodzimej, czyli czystej, i konieczne jest wytapianie go z rud, tj. odzyskiwanie ze związków z innymi pierwiastkami). Ze względu na ówczesną unikalność tego materiału, a co za tym idzie cenę, artefakty te nie były używane jako narzędzia, lecz najpewniej pełniły funkcję ceremonialne lub ozdobne. Tak było przez całą epokę kamienia i część epoki brązu. W pierwszym tysiącleciu p.n.e. stal zaczęła już wypierać brąz jako podstawowy materiał na narzędzia i broń. Stalowe przedmioty z tamtego okresu prawdopodobnie nie miały lepszych właściwości niż brązowe, jednak miały nad nimi zasadniczą przewagę - rudy żelaza potrzebne do ich wytwarzania były dostępne praktycznie wszędzie w dużych ilościach, w przeciwieństwie do rud miedzi. Dopiero później ludzie nauczyli się wykorzystywać potencjał, jaki drzemie w stopach żelaza - możliwość zmiany własności mechanicznych przez obróbkę cieplną, a szczególnie przez hartowanie1. Właśnie dzięki temu broń wykonana z odpowiednio przygotowanej stali przewyższała broń wykonaną ze stopów miedzi. Do dziś stal jest także podstawowym materiałem na wszelkiego rodzaju narzędzia, w szczególności noże, które interesują nas najbardziej.

 

Stal jest stopem żelaza z węglem oraz dodatkiem innych pierwiastków.

 

 

Dobre noże zrobione są z dobrej stali.

Co znaczy, że nóż jest "dobry"? Pomimo tego, że podstawową funkcją noża jest cięcie, tylko dla grupy osób dobry nóż będzie wyłącznie dobrze ciął i trudno się tępił. Dla wielu użytkowników nóż jest uniwersalnym narzędziem i można go używać także do rąbania, podważania i cięcia, bez ryzyka uszkodzenia. Do tego powinien być wygodny w użytkowaniu, czyli łatwo się ostrzyć i nie rdzewieć. Pomijając kwestię projektu, to znaczy grubości głowni, szlifów i wymiarów, stal ma bardzo duży wpływ na parametry noża. Omówię teraz podstawowe i bardzo uproszczone właściwości mechaniczne tego materiału, mające znaczenie w przypadku noży.

 

Twardość

Najszerzej spotykanym parametrem stali jest twardość. Parametr ten rozumiemy intuicyjnie, tj. czujemy, że kamień jest twardszy niż drewno. Do pomiaru twardości hartowanej stali najczęściej wykorzystywana jest skala C Rockwella. Test Rockwella polega na wciskaniu określoną siłą diamentowego stożka w próbkę materiału i pomiarze głębokości odcisku. Im bardziej miękki materiał, tym odcisk będzie głębszy. Jednak błąd pomiaru w zakresie interesujących nas twardości wynosi min. ~2 HRC, wartości zmierzone nie są więc tak dokładne, jak by się mogło wydawać. Twardość materiału przekłada się bezpośrednio na trzymanie ostrości, czyli wolne tępienie się noża podczas pracy - ostrze noża z twardszego materiału będzie się wolniej ścierać. Można też powiedzieć, choć jest to duże uproszczenie, że twardszą stal trudniej naostrzyć. Umownie twardość powyżej 55 HRC uznawana jest za dostatecznie dużą dla noża.

Większość noży dostępnych w sklepach ma podaną w opisie twardość stali. Wartość tam podana nigdy nie pochodzi z pomiaru konkretnych egzemplarzy, ale jest zakładaną przez producenta wartością, którą uzyskuje (a raczej stara się uzyskać) podczas obróbki cieplnej. Pomimo tego, że dobrzy producenci sprawdzają wybiórczo twardość gotowych noży, żeby nie dopuścić do wypuszczenia na rynek wadliwej partii, zawsze w ramach każdej serii produkcyjnej istnieją pewne rozrzuty twardości. Pamiętając do tego o błędzie pomiarowym okazuje się, że wartość twardości podawanej przez producenta ma charakter tylko orientacyjny, nigdy ścisły2. O wiele lepiej wygląda to z nożami custom - knifemakerzy często mierzą twardość każdego noża, który zrobią.

 

Udarność

Drugim ważnym parametrem jest szeroko pojęta "wytrzymałość", i z tą wielkością problem jest znacznie większy. Użytkownik noża wie, że nóż jest "mocny", gdy nie jest w stanie go zniszczyć (zgiąć lub złamać) przykładając dużą siłę, czy to podważając nim, czy też uderzając, np. podczas rąbania drewna. Istnieje wiele parametrów opisujących własności mechaniczne stali. Istnieje granica plastyczności, czyli naprężenie, po przekroczeniu którego próbka zaczyna się odkształcać plastycznie zamiast sprężyście. Istnieje wytrzymałość na rozciąganie, czyli naprężenie, które rozerwie próbkę. Są to dwie różne rzeczy - jeśli stal ma dużą granicę plastyczności, trudno będzie wygiąć nóż plastycznie, jeśli stal jest ciągliwa i ma dużą wytrzymałość na rozciąganie, trudno będzie go złamać, co nie znaczy, że nie będzie się on wyginać plastycznie. Do tego dochodzi trochę bardziej skomplikowana wytrzymałość na zginanie, moduł Younga, określający sprężystość i wiele innych parametrów...

Udarność jest parametrem, który określa, ile pracy trzeba włożyć w złamanie określonej próbki testowej przy szybkim obciążeniu - uderzeniu. Próby udarności przeprowadza się na maszynie zwanej młotem Charpy’ego. Zakładając, że stal na noże jest stosunkowo mało ciągliwa (w porównaniu do np. stali na konstrukcje stalowe, jak np. mosty), opisuje ona (lepiej lub gorzej) "wytrzymałość" danej stali, łącząc w sobie niejako ciągliwość i wytrzymałość na zginanie. Z tym parametrem sytuacja jest o tyle skomplikowana, że zależy on od wielu czynników: składu stali, jakości stali, obróbki cieplnej (jej rodzaju, osiągniętej twardości, poprawności jej przeprowadzenia) i innych. Udarność wpływa też w pewien sposób na trzymanie ostrości - ostrze noża ze stali o dużej udarności nie będzie się wykruszać ani odkształcać podczas cięcia. Nie jest to niestety dobry parametr do opisu "wytrzymałości" materiału na głownię, ale jest praktycznie jedyny, jaki możemy znaleźć w materiałach dotyczących stali "nożowych" 3.

Interesującymi nas parametrami stali jest twardość, mająca związek z trzymaniem ostrości przez nóż, oraz udarność, którą wiążemy głównie z wytrzymałością noża.

 

 

Hartowanie stali

Nieutwardzona stal jest materiałem plastycznym i w miarę miękkim, dającym się dość łatwo obrabiać (szczególnie po podgrzaniu - kucie). Składa się ona z ferrytu/perlitu, czyli pewnych rodzajów struktur obecnych w stopach żelaza z węglem. Nie znalazłem powodu, z którego powinienem wnikać bliżej w metaloznawstwo - ważne jest, że ferryt/perlit jest dość miękki i plastyczny. Po ogrzaniu powyżej określonej temperatury, następuje przemiana austenityczna, czyli zmieniają się one w austenit, będący roztworem węgla w żelazie gamma (jeden z typów sieci krystalicznej żelaza). Podczas chłodzenia mogą nastąpić następujące przemiany - perlityczna, martenzytyczna i bainityczna. O ile perlityczna jest dla nas mało ciekawa (w strukturze ponownie pojawia się perlit), o tyle dwie pozostałe są bardzo interesujące. Wykorzystywane są one do hartowania stali, czyli polepszania jej parametrów przez obróbkę cieplną.

Przemiana martenzytyczna
Gwałtowne ochłodzenie rozgrzanej stali (o strukturze austenitycznej) powoduje przemianę austenitu w martenzyt, czyli roztwór węgla w żelazie alfa (inny typ sieci krystalicznej żelaza). Jest on bardzo twardy i kruchy, osiąga twardość do 65 HRC. Im jest go więcej, tym zahartowana stal jest twardsza. Tworzy się on w takiej ilości, na jaką pozwala zawartość węgla w stali i sposób chłodzenia. Takiemu procesowi hartowania poddawana jest zdecydowana większość noży dostępnych na rynku, czy to produkcyjnych, czy to robionych ręcznie, na zamówienie.

Przemiana bainityczna
W pewnych ściśle określonych warunkach z austenitu może powstać bainit. Jest to struktura nieco łącząca cechy martenzytu i perlitu, ma trochę mniejszą twardość niż martenzyt (o kilka HRC), za to jest znacznie bardziej ciągliwa. Hartowanie takie polega na stopniowym ochładzaniu i wygrzewaniu stali w określonej temperaturze. Rezultatem jest stal, w której dominującą strukturą jest bainit. Od doboru stali i odpowiedniego przeprowadzenia obróbki cieplnej, zależy końcowa twardość materiału. Generalizując - nóż ze stali hartowanej bainitycznie będzie posiadać znacznie większą ciągliwość, lecz mniejszą twardość niż z takiej samej, hartowanej na martenzyt. Proces ten jest długi i trudniejszy niż hartowanie martenzytyczne, bardzo rzadko stosowany w nożach custom i praktycznie niespotykany w nożach produkcyjnych4.

 

Odpuszczanie
Ze względu na kruchość martenzytu i wewnętrzne naprężenia po hartowaniu, przedmioty po hartowaniu muszą zostać odpuszczone. Jest to proces, w którym zahartowana stal poddawana jest wygrzewaniu w temperaturze rzędu 200-400°C5, a następnie powolnym studzeniu. Dzięki temu stal znacznie zyskuje na udarności kosztem kliku stopni HRC. Większość stali ma pewną właściwą temperaturę odpuszczania, przy której uzyskuje się dużą twardość i ciągliwość

Istnieje także specjalny rodzaj obróbki cieplnej - wymrażanie, który polega na dosłownym wymrożeniu świeżo zahartowanej stali w temperaturach o wiele niższych niż 0°C. W ten sposób stal zyskuje nieco na twardości. Po wymrażaniu wykonywane jest odpuszczanie.

 

Ziarnistość
Stal, czy to w stanie niezahartowanym, czy zahartowana na martenzyt, czy też bainit, ma strukturę ziarnistą - składa się z połączonych ze sobą, wyraźnie rozróżnialnych drobin. Im mniejsze są te ziarna, tym lepsze parametry mechaniczne, w szczególności ciągliwość. Stal z huty ma już pewną wielkość ziaren, im lepszej jakości stal, tym są one drobniejsze. Im mniejsze ziarno hartownik/kowal potrafi osiągnąć, tym nóż jest bardziej ciągliwy – może wytrzymać większe obciążenia. Dobry kowal potrafi jeszcze znacznie poprawić strukturę stali podczas kucia i obróbki cieplnej, zły - może całkowicie ją zniszczyć. Poza ziarnistością sa jeszcze inne parametry wpływające znacznie na ciągliwość, ale opisywanie ich tu zajęłoby zbyt dużo miejsca.

Podsumowując: dzięki hartowaniu stal, która jest miękka, plastyczna i dająca się w miarę łatwo obrabiać, po obróbce cieplnej staje się twarda i wytrzymała. Parametry, jakie można otrzymać dzięki obróbce cieplnej zależą ściśle od składu stali, jednak sam dobór i jakość procesu obróbki cieplnej (hartowanie i odpuszczanie) ma największy wpływ na ostateczne parametry i jakość noża.

 

 

Stal węglowa i nierdzewna

Jak już wspomniałem, dobra stal powinna być na tyle twarda, aby się wolno tępić, a jednocześnie mieć możliwie dużą udarność, dzięki czemu nóż nie ulegnie zniszczeniu podczas pracy. Stal jest stopem żelaza z węglem, jednak zawsze posiada w składzie pewne pierwiastki, które zmieniają jej właściwości, zwane dodatkami stopowymi. Od składu stali - zawartości węgla i dodatków - bardzo mocno zależą jej właściwości i parametry mechaniczne możliwe do osiągnięcia po obróbce cieplnej (hartowanie i odpuszczanie). Istnieją stopy żelaza, nie spełniające prostej definicji stali (zawartość węgla do 2.11% C), których właściwości osiągane są przez dużą zawartość dodatków stopowych przy praktycznym braku węgla, lub posiadające więcej niż 2.11% węgla, cały czas nazywane stalą i wykorzystywane jako materiały na głownie noży6.

Podział stali:

- węglowa (mała zawartość dodatków stopowych)
  - niskowęglowa (do ok. 0.3% C)
 - średniowęglowa (0.3% C - 0.6% C)
 - wysokoweglowa (powyżej 0.6% C)
 - (ultrawysokowęglowa (znacznie powyżej 1% C)7)

- stopowa (duża zawartość dodatków stopowych, przytaczanie szczegółowych granicznych zawartości procentowych pierwiastków dla stali stopowej mija się z cele
  - niskostopowa (do 3% dodatków stopowych)
 - średniostopowa (3-5% dodatków stopowych)
 - wysokostopowa(powyżej 5% dodatków stopowych)
  --- wysokostopowa nierdzewna (powyżej 12% Cr)

 

 

Stal węglowa
Stal węglowa to stal, w której praktycznie nie ma dodatków stopowych. Popularnie nazwą "stal węglowa" określa się każdą stal, która nie jest nierdzewna. Nie jest to ścisłe określenie - istnieje wiele rdzewiejących stali stopowych, przyjmę jednak to uproszczenie w dalszej części tego artykułu. W czasach historycznych wszystkie stale były węglowe, ponieważ nie było technologii pozwalającej na panowanie nad jej składem. Jedynie zawartość węgla była mniej lub bardziej kontrolowana, a wszelkie ewentualne dodatki wynikały ze składu rud, z których otrzymywano ten materiał. Ilość węgla w stali jest bardzo ważna, gdyż wpływa ona na możliwość hartowania stali i osiągane twardości po obróbce cieplnej. Zwiększanie zawartości węgla aż do 0.6%, przekłada się bezpośrednio na zwiększanie twardości stali podczas hartowania martenzytycznego. Dlatego też stale niskowęglowe praktycznie nie dają się hartować. Ilości większe niż 0.6% nie zwiększają twardości martenzytu, jednak nie znaczy to, że większa ilość węgla zawsze jest zbędna - pośrednio wpływa on także na trzymanie ostrości8. Na marginesie można dodać, że zwiększanie zawartości węgla zwiększa także podatność na korozję.

Polskie stale węglowe to np. N8/N8E, N9/N9E, amerykańskie - 1055, 1075, 1095, niemiecka C95 i wiele innych popularnych stali.

 

Dodatki stopowe9
Dwa podstawowe dodatki stopowe obecne są w stali niemal zawsze. Są to krzem i mangan, a ich obecność jest skutkiem procesu wytopu. Poprawiają one jej parametry mechaniczne i z tego powodu są pożądane. Prawie zawsze stal zawiera też siarkę i fosfor, które jednak są zanieczyszczeniami, obniżają właściwości plastyczne (ciągliwość) i powinno być ich w stalach jak najmniej10. Azot w większości stali traktowany jest jak zanieczyszczenie, jednak w niektórych stalach specjalnych zastępuje w stali węgiel, czego pozytywnym aspektem jest zmniejszanie podatności na korozję.

Specjalny rodzaj stali, posiadający skład umożliwiający osiągnięcie bardzo dużej sprężystości i wytrzymałości przy średniej twardości (np. duża zawartość krzemu i średnia węgla), nazywany jest stalą sprężynową - sama nazwa wskazuje, jakie jest jej główne zastosowanie. Najpopularniejszym polskim gatunkiem stali tej klasy jest 50HS, często spotykana jako materiał na głownie współczesnych mieczy i dużych noży.

Bardzo ważnymi dodatkami stopowymi są pierwiastki tworzące z węglem węgliki, które można sobie wyobrazić jako drobne, twarde ziarenka w jednorodnej strukturze zahartowanej stali11. Mają one twardość większą niż martenzyt, bainit, perlit, austenit czy ferryt i znacznie polepszają odporność na ścieranie, czyli trzymanie ostrości. Efektem obecności węglików jest też bardziej agresywne cięcie - twarde ziarenka na ostrzu działają jak piłka. Duże węgliki będą zmniejszać udarność stali (miejsce w którym występują będzie najsłabsze), dlatego powinny być okrągłe, jak najmniejsze i równomiernie rozłożone - w szczególności nie powinny być zgromadzone na granicach ziaren. Pierwiastki, które tworzą węgliki to: chrom, molibden, wanad (bardzo twarde węgliki), wolfram i niob (bardzo twarde i drobne węgliki).

Szczególnym rodzajem stali jest stopowa stal narzędziowa, w której dodatki stopowe, poprzez tworzenie węglików, powodują znaczne zwiększenie odporności na ścieranie. Taka stal chętnie wykorzystywana jest na głownie noży. Stalami narzędziowymi stopowymi są takie polskie gatunki stali jak: NMWV, NC11LV czy amerykańskie O1, D2.

Pierwiastek Symbol Znaczenie
Krzem Si Zwiększa sprężystość stali przy mniejszych twardościach, powoduje jednak kruchość przy wyższych.
ManganMn Zwiększa hartowność, wytrzymałość na rozciąganie.
ChromCr Zwiększa wytrzymałość, hartowność oraz odporność na ścieranie i korozję. Stale zawierające min. 13% Cr uznawane są za nierdzewne. Tworzy węgliki.
NikielNi Zwiększa hartowność.
MolibdenMo Zwiększa wytrzymałość i zmniejsza kruchość, tworzy węgliki.
WanadV Znacznie podnosi odporność na ścieranie, dzięki tworzeniu w stali bardzo twardych węglików. Zwiększa kruchość przy zawartości powyżej 2%. W małych ilościach (do 0,3%) występuje w większości stali, zwiększając ciągliwość.
Wolfram W Powiększa wytrzymałość i odporność na ścieranie przez tworzenie węglików. Używany w stalach szybkotnących.
Kobalt Co Zmniejsza twardość.
NiobNi Zwiększa wytrzymałość na ścieranie przez tworzenie twardych, drobnych węglików. Stosowany w nowoczesnych stalach narzędziowych.
AzotN W specjalnych stalach narzędziowych zastępuje węgiel, powodując zwiększenie twardości zahartowanej stali (przy małej zawartości węgla).


Tabela 1: Dodatki stosowane w stali i ich wpływ na własności w stalach stosowanych na noże

 

Stal nierdzewna
Dodatek chromu może także uczynić stal nierdzewną. Istnieje kilka klas stali nierdzewnych, na głownie noży wykorzystywana jest wyłącznie stal martenzytyczna12, posiadająca powyżej 12% chromu (przy zawartości węgla powyżej 0.3%)13 . Jest to stosunkowo nowy wynalazek, z początku XX wieku. Początkowo stal ta nie była najlepszym materiałem na narzędzia do cięcia, pierwsze noże z tej stali były ochrzczone "nożami, które nie tną"14. Nie ma się co dziwić, proste stale nierdzewne (z małą zawartością węgla - nie mające prawie w ogóle węglików) nie tną tak agresywnie jak stale węglowe, dodatkowo mając od nich mniejszą udarność. Dziś sytuacja się zmieniła i współczesne dobre stale nierdzewne mogą ciąć agresywnie, dzięki dużej zawartości węgla, a przez to - węglików. Obecnie najmodniejsze są stale z dużą zawartością bardzo twardych węglików wanadu. Niestety, okupione jest to dalszym spadkiem udarności. Do tego, na skutek dużej zawartości wanadu, niobu, wolframu, molibdenu i chromu, ostrzenie stali nierdzewnych jest zauważalnie trudniejsze niż stali węglowych. Mimo tego materiały takie były i są bardzo chętnie używane przez producentów noży składanych - czyszczenie i konserwowanie wszystkich zakamarków folderów jest bardzo pracochłonne w porównaniu do noży z głownią stałą.

Stalami nierdzewnymi są na przykład polskie 4H13, H18, określona amerykańską normą 440C, japońskie stale ATS-34, VG-10, amerykańskie 154CM, S30V, austriackie N690 i N695, szwedzkie 12C27, 13C26, AEBL, RWL-34.

 

Powłoki
Istnieje także inny sposób na zabezpieczenie noża przed rdzewieniem - pokrycie go powłoką, która odetnie go od korodującego środowiska. Najprostsze jest zabezpieczenie głowni jakimś rodzajem tłuszczu - od najbardziej popularnych smarów i olejów, do wyspecjalizowanych, np. preparatów do konserwacji broni białej i palnej. Do tego celu nadaje się praktycznie każdy tłuszcz, który nie jełczeje. Wytwórcy noży nakładają na głownie wiele typów powłok, od pokryć specjalnymi rodzajami farby, przez powłoki teflonowe (oba typy powłok są miękkie i tanie), galwanizacyjne pokrywanie stali innymi metalami, chroniącymi przed korozją (chromowanie - bardzo twarda powłoka, chroni stal odcinając ją mechanicznie barierą od środowiska, jednak takie pokrycie powoduje powstanie ogniwa galwanicznego, przez to w nozach z tym pokryciem należy uważać na ostrze - tu może się pojawić ognisko korozji powodujące delaminację powłoki), po powłoki na bazie azotku tytanu i pokrewnych materiałów (najtwardsze i najtrwalsze). Bardzo rzadko spotykane jest oksydowanie. Należy jednak pamiętać, że żadna powłoka nie chroni samego ostrza, a w klimatach gorących i wilgotnych nóż może tracić ostrość na skutek rdzewienia samej krawędzi tnącej. Z drugiej jednak strony maczety, używane w takich klimatach, wykonywane są ze stali węglowej i nie ma problemów z ich użytkowaniem. Podobnie z nożami kuchennymi - dużo japońskich noży dla kucharzy wykonywanych jest z wysokiej jakości stali węglowych - przy odrobinie dbałości nie niszczą się one nawet w tak korozyjnym środowisku jak kuchnia. Zawartość węgla i innych pierwiastków w stali ma bardzo duży wpływ na jej parametry.

 

Stal nierdzewną otrzymuje się przez dużą zawartość chromu. Dodatek ten ma duży wpływ na wytrzymałość, łatwość ostrzenia i właściwości tnące noża.

Nóż przed korozją można zabezpieczyć także nakładając na niego powłokę.

Węgliki w stalach zapewniają długie i agresywne cięcie, jednak często kosztem łatwości ostrzenia i spadku ciągliwości.

 

Stal damasceńska
O stali damasceńskiej można napisać (kolejną) książkę. Nazwą tą określana jest każda stal, posiadająca na powierzchni wzór. Ogólnie stal taką można podzielić na: stal damasceńską krystaliczną (bułat) i skuwaną (dziwerowaną). Bułat jest tą "prawdziwą" i legendarną stalą damasceńską, wytapianą dawniej w Indiach, która poprzez Damaszek dostawała się do Europy. Ma ona bardzo dużą zawartość węgla i otrzymaną przez specyficzny proces wytopu strukturę, dzięki której tnie ona bardzo agresywnie, zachowując sprężystość i wytrzymałość. Struktura ta widoczna jest po wytrawieniu na powierzchni materiału. Oryginalny proces wytopu zaginął w pomroce dziejów, choć podejmowane są próby jego rekonstrukcji z dobrymi efektami końcowymi. Materiał ten jest bardzo trudny w obróbce i praktycznie niespotykany na rynku.

Stal damasceńska skuwana (dziwer) jest materiałem uzyskanym przez wielokrotne skuwanie ze sobą co najmniej dwóch różnych stali15, często różniących się właściwościami. Jej niewątpliwą zaletą jest, otrzymany na jej powierzchni przez trawienie, piękny wzór przeplatających się warstw materiałów składowych. Proces wykuwania damastu skuwanego jest pracochłonny i wymaga posiadania odpowiedniej wiedzy i umiejętności. Dzięki umiejętnemu połączeniu materiałów w dziwerze, można uzyskać także jego bardzo dobre właściwości mechaniczne, Jednak o ile stal taka w czasach historycznych mogła mieć przewagę nad stalą jednorodną, to obecnie nie jest ona lepsza niż gatunki stali jakościowej dostępne bezpośrednio z huty. Często można spotkać ten materiał wykonany głównie w celach ozdobnych, którego właściwości użytkowe są bardzo słabe. Dobra stal damasceńska, pochodząca od dobrego kowala, nie jest jednak gorsza użytkowo od stali jednorodnej. Materiał ten można (bardzo rzadko) spotkać w wersji nierdzewnej, po angielsku nazywany jest wtedy "damasteel".

Współczesna stal damasceńska powstaje przez skucie różnych gatunków stali. Ma właściwości porównywalne do stali jednorodnych, jej główną zaletą jest piękny wzór na powierzchni. Wytworzenie jej wymaga odpowiedniej wiedzy i nakładu pracy, co przekłada się na cenę. Jest ona rzadko spotykana w nożach.

 

Podsumowanie

Która stal jest najlepsza? Jaka stal jest lepsza: węglowa czy nierdzewna? To pytania, na które nie ma jasnej odpowiedzi z wielu względów. Postaram się omówić przynajmniej kilka z nich.

Zastosowanie i oczekiwania. Czego innego oczekujemy od stali, z której zrobiona jest brzytwa, a czego innego od materiału na duży nóż przeznaczony do rąbania. To, że brzytwa doskonale goli nie oznacza, że nóż zrobiony z tej samej stali i zahartowany w ten sam sposób będzie dobrze sprawdzał się podczas pracy. Gatunek stali i sposób obróbki cieplnej powinien być odpowiednio dobrany do zastosowania, np. materiał na noże przeznaczone do rąbania, podważania czy innej ciężkiej pracy powinien mieć większą udarność, nawet kosztem twardości/trzymania ostrości, niż materiał na noże myśliwskie do skórowania. Sam użytkownik ma także niebagatelne znaczenie, ponieważ każdy będzie patrzeć na nóż przez pryzmat swoich oczekiwań. Osobiste preferencje, takie jak łatwość ostrzenia, lub "historyczność", mogą także być przyczyną wyboru stali węglowej zamiast stali nierdzewnej, a walory estetyczne mogą zadecydować o zakupie noża ze stali damasceńskiej.

Stal stali nierówna. Pomimo tego, że oznaczenia mogą być te same, stal może być różnej jakości. Pewne wady mogą powstać już w hucie, inne - podczas wykonywania noża. Każdy gatunek stali ma określone sposoby hartowania, które pozwalają na osiągnięcie danych parametrów. Jedną rzeczą jest dobór odpowiedniej obróbki cieplnej, inną - jakość tej obróbki. Poprzez błędy wynikające z niewiedzy, nieuwagi czy beztroski, nawet najlepiej wyglądający na papierze gatunek może zawieść w nożu. Kowal może przegrzać stal podczas kucia, powodując na przykład odwęglenie, zbyt długo wygrzewać podczas hartowania, zwiększając ziarno stali, co skutkuje dramatycznym spadkiem udarności, nie trzymać reżimów temperaturowych, przez co nóż może nie osiągnąć zakładanej ostrości, lub popełnić całą gamę innych błędów. Działa to też w drugą stronę, poprzez specjalną i staranną obróbkę cieplną, noże z popularnych gatunków stali mogą przewyższać oczekiwania i okazać się doskonałe w używaniu. Takich przykładów jest wiele, zarówno w przypadku noży custom, jak i produkcyjnych (zdecydowanie rzadsze przypadki)16.

Nie ma jednoznacznego kryterium, które określałoby np. trzymanie ostrości przez nóż. Ostrość noża zależy od kąta ostrzenia i sposobu ostrzenia. Dane stale sprawdzają się lepiej w danej geometrii ostrza. Różne materiały tępią nóż w różny sposób. W końcu - różne osoby inaczej rozumieją pojęcie "ostry nóż". Z tych wszystkich powodów trudno jednoznacznie powiedzieć, że jedna stal jest zdecydowanie lepsza od drugiej.

Na samym końcu i tak stoi osoba, która nóż wykonuje. Ponieważ większość użytkowników noży nie orientuje się w niuansach materiału, a nawet wcale ich to nie interesuje, knifemaker musi wziąć na swoje barki ciężar doboru odpowiedniego materiału, obróbki, projektu w ten sposób, aby każdy użytkownik, podczas używania mógł stwierdzić, że jego nóż jest dobry.

W tym miejscu chciałbym serdecznie podziękować Melonmelonowi, bez którego pomocy merytorycznej ten artykuł nie powstałby w obecnej formie.

 


1 Należy pamiętać o tym, że praktycznie wszystkie stopy metali poddawane są różnego rodzaju obróbce cieplnej. Jednak poza stalą niewiele z nich daje się hartować.

2 Potwierdzają to, robione przez użytkowników, pomiary twardości, których wyniki można znaleźć w Internecie.

3 Niektórzy producenci stali na noże podają takie informacje - można je np. znaleźć w materiałach firmy Crucible. Udarność tej samej stali o takiej samej twardości może być różna z ww. powodów - wszystkie te dane należy traktować w sposób poglądowy i nie należy przekładać ich bezpośrednio na udarność danej stali w nożu, który trzymamy w ręku.

4 Istnieją podejrzenia, że stal INFI w nożach Busse, owiana legendą z powodu tajemniczego składu i obróbki cieplnej, bardzo dużej wytrzymałości i dobrego trzymania ostrości,hartowana jest właśnie na bainit.

5 Temperatury odpuszczania mogą być niższe, niż 200°C (uzyskanie bardzo dużej twardości) i wyższe niż 400°C (stal szybkotnąca).

6 Np. Hitachi H1 - 0.15% C, CPM S110V - 2.8% C i wiele innych.

7 Ang. ultrahighcarbon steel - rzadko spotykana nazwa, podkreślająca bardzo dużą zawartość węgla w stali.

8 Tworzy on w zahartowanej stali węgliki, odpowiedzialne za większą odporność stali na ścieranie.

9 Domieszki to zanieczyszczenia obecne w stali jako pozostałość po procesie stalowniczym, mają zły wpływ na własności stali - szczególnie ciągliwość; dodatki stopowe to pozostałość po procesie stalowniczym i pierwiastki dodane specjalnie, mają na celu polepszenie własności stali (ciągliwość, kowalność, hartowność itp.).

10 Wyjątek - stale automatowe - zawartość S ułatwia obróbkę skrawaniem i jest ona w tym wypadku pożądana, nie zmienia to jednak jej negatywnego wpływu na parametry mechaniczne stali. Dobre jakościowo stale narzędziowe mają wyjątkowo małą zawartość S i P.

11 Duże uproszczenie idealnej struktury stali na noże.

12 Jak sama nazwa wskazuje, po hartowaniu otrzymuje się w niej martenzyt, w odróżnieniu od nierdzewnych stali ferrytycznych i austenitycznych (zawierajacych poza chromem także duże ilości niklu i/lub manganu), których nie można hartować ze względu na zbyt małą zawartość węgla i/lub odpowiedni dobór dodatków stopowych.

13 Jeśli chrom związany jest w węglikach, to nie odgrywa on roli w chronieniu stali przed korozją. Z tego powodu gatunki stali o zawartości chromu powyżej tej granicy i jednocześnie dużej zawartości węgla, mają za małą zawartość niezwiązanego chromu i mogą pokrywać się, mniej lub bardziej chętnie, rdzawym nalotem.

14 http://www.estainlesssteel.com/historyofstainlesssteel.shtml

15 Można uzyskać dziwer także przez wielokrotne skuwanie jednej stali - efekt różnych warstw uzyskuje się np. przez odwęglenie części materiału (powierzchnia odkuwki).

16 Bob Dozier - D2, Ed Fowler - kuta 52100, John Greco - 8670, Benchmade - 440C i tak dalej...

 
 

Jeśli chcesz być informowany o nowych dostępnych nożach, nowych artykułach, tutorialach, zmianach na stronie - podaj swój email.
If you wish to be informed about new available knives, new articles, tutorials, changes to the site - enter your email.

Tlim Knives Newsletter.
 Zapisz / Subscribe
 Wypisz / Unsubscribe

 
 Copyright 2004-2010 Tlim - Knives - Noże myśliwskie, bushcraft, stal damasceńska