Шукаючи ніж, ви, можливо, чули такий термін, як «порошкова сталь», але що це означає і наскільки сильно впливає на характеристики леза?
Що таке порошкова сталь?
Порошкова сталь виготовляється шляхом плавлення металевого порошку під однаковим тиском з кожного боку сплаву, під час процесу, відомого як «гаряче ізольоване пресування» або скорочено HIP.
Коротко про порошкову сталь:
- Атоми заліза і присадок у сплавах HIP рівномірно розподілені, залишаючи менше місця для домішок, пор, повітряних бульбашок і слабких місць;
- Завдяки рівномірному розподілу матеріалу в сплаві, кінцевий продукт має кращу зносостійкість, здатність до шліфування, в’язкість і менш схильний до відколів у порівнянні зі звичайними сталями;
- Леза з порошкової сталі не мають слабких місць у своїй структурі, що робить їх набагато стійкішими до ударів;
- Порошкові або порошкоподібні сталі можуть бути леговані хромом, вуглецем, вольфрамом та іншими додатковими металами для досягнення вищої корозійної стійкості, зменшення зносу, підвищення міцності та кращого утримання кромки;
- Деталі з порошкової сталі можуть бути сформовані в будь-яку форму без втрати міцності матеріалу. Такі деталі відрізняються відсутністю напружень в металі, що виникають під час згинання та механічної обробки.
Порошкові сталі – це сплави, виготовлені із залізного порошку з добавками під час процесу, відомого як «високо ізольоване пресування». Вони відрізняються тим, що успадковують все найкраще від використовуваних металів, зберігаючи при цьому найгірші властивості. Кінцева структура порошкової сталі включає мартенсит, карбіди та різні неметалеві включення.
Порошкові сталі настільки близькі до однорідних, наскільки це можливо. Це означає, що вони мають найбільш «рівномірний» розподіл заліза та включених атомів в атомній решітці сплаву. Дехто каже, що метою старих японських технік складання була гомогенізація структури металу, що може призвести до міцнішого леза в цілому.
Рецепт порошкової був відомий ще з 17 століття до нашої ери. Знаменита Індійська Залізна Колона була виготовлена у схожий спосіб і збереглася до наших днів. Згідно з деякими археологічними розкопками, технологія отримання порошкового металу та його обробки активно використовувалася 8-10 тисячоліть тому. Ще в середньовіччі технологію порошкової сталі використовували для виготовлення ювелірних виробів із золота, платини та інших дорогоцінних металів. Однак, враховуючи спосіб отримання матеріалу, саморобну порошкову сталь можна створити з будь-чого, що має достатньо високий вміст заліза.
Де застосовуються порошкові сталі, окрім виготовлення клинків? По суті, скрізь – від автомобілебудування та аерокосмічної промисловості до будівництва. Найбільшу користь вони приносять у високошвидкісному виробництві, але також використовуються для виготовлення екстремальних інструментів, здатних різати сталь і турбіни реактивних двигунів.
Як виробляються порошкові сталі?
Весь процес може нагадувати випікання хліба:
- Металевий порошок змішується з добавками для регулювання його властивостей;
- Потім порошку надають форму і пресують у заготовки;
- Потім заготовки нагрівають нижче температури плавлення, щоб зв’язати атоми разом;
- Потім деталі охолоджують і обробляють.
Фото з pm-review.com
Існує дві назви для процесу виготовлення порошкової металургійної сталі: PMS і CMP. Друга використовується Crucible Industries, великим американським виробником високоякісної ножової сталі, і була розроблена в 1970 році.
Чи можна виробляти порошкову сталь в польових умовах? Так, але вам доведеться пропустити фазу пресування, що призведе до послаблення матеріалу. Ви можете купити сталевий порошок і виготовити сталь самостійно.
Фото з vedayuktindia.com
Переваги використання порошкової сталі для леза ножа
Для виготовлення ножів PMS-сталі мають наступні переваги:
- Вища твердість за шкалою Роквелла С без додавання крихкості, що робить лезо більш стійким до пластичних деформацій, таких як згинання, вигинання та рубання.
- Лезо з порошкової сталі менш схильне до сколів, що збільшує довговічність ножа;
- Набагато легше заточувати та доглядати за ножем, оскільки PMS-сталі набагато пластичніші, ніж звичайні сталі;
- Леза з порошкової сталі витримують гострі кути кромки краще, ніж інші сталі.
- Такі леза можна обробляти при вищих температурах, ніж звичайні сталі, не боячись зламати метал під час загартування/охолодження;
Приклади порошкових сталей
Фото з japanesechefsknife.com
Добре утримує кромку:
- S30V – загалом «збалансована» перманентна сталь, краще тримає кромку, ніж S35VN, CPM-154 та BG42. Розроблена спільно з виробниками ножів та компаніями, що виробляють ножі, для забезпечення гарної шліфовки, в’язкості, корозійної стійкості та утримання кромки;
- CPM-154 – сталь, покращена за технологією CPM Crucible;
- HAP-40 – з високим вмістом кобальту та вольфраму, 68 HRC.
Хороша зносостійкість:
- S60V – розроблена компанією Crucible, ця збагачена мартенситом нержавіюча сталь 440C з рівномірно розподіленими дрібними карбідами ванадію має надзвичайно високу зносостійкість.
Високоякісна:
- R2, SG2 (63~64 HRC) – добре утримує краї та довговічна.
- ZDP 189 – збагачена кобальтом, інструментальна сталь від Hitachi Metals з твердістю 64-68 одиниць за Роквеллом. Відома тим, що використовується у виготовленні ножів преміумкласу для домашніх майстрів.
- SRS 15 – японська високошвидкісна швидкорізальна сталь, спочатку розроблена для точних інструментів, таких як свердла, добре підходить для кухонних ножів з гострою, високополірованою кромкою.