Stale nożowe

Podział stali nożowych

Materiał przeznaczony na głownie klasyfikuje się przede wszystkim ze względu na skład chemiczny oraz metodę wytopu. Podstawowa stal na noże dzieli się na węglową, stopową i nierdzewną. Stal wysokowęglowa charakteryzuje się wysoką udarnością oraz łatwością ostrzenia, jednak wymaga regularnego zabezpieczania przed korozją. Przykładem prostego stopu niestopowego, rzadziej stosowanego na profesjonalne głownie, ale obecnego w narzędziach uderzeniowych, jest stal C45. Z kolei stale nierdzewne zawierają dodatek chromu w ilości wystarczającej do utworzenia pasywnej warstwy tlenków (zazwyczaj powyżej 13%), co znacząco zwiększa ich odporność na rdzewienie.

Odrębną kategorię stanowią stale wytwarzane w technologii metalurgii proszków. Proces ten eliminuje problem segregacji węglików, pozwalając na uzyskanie bardzo drobnego ziarna i równomiernego rozkładu faz twardych w osnowie. Tradycyjnym, historycznym materiałem jest również stal damasceńska, powstająca współcześnie najczęściej poprzez skuwanie warstwowe różnych gatunków (tzw. dziwer), co tworzy charakterystyczny, widoczny po trawieniu wzór na płazach głowni.

Jak czytać parametry stali

Właściwości mechaniczne głowni zależą od prawidłowo przeprowadzonej obróbki cieplnej, której celem jest uzyskanie odpowiedniej struktury krystalicznej. Podczas hartowania, w wyniku szybkiego chłodzenia z temperatury austenityzowania, powstaje martenzyt – twarda i krucha faza strukturalna zapewniająca trzymanie ostrości. Następujące po nim odpuszczanie redukuje naprężenia wewnętrzne.

Twardość gotowej głowni wyraża się najczęściej w skali Rockwella (skala C), oznaczanej skrótem HRC. Do pomiaru tego parametru wykorzystuje się stacjonarne urządzenie pomiarowe, jakim jest twardościomierz. Standardowy twardościomierz Rockwella dokonuje wgniecenia w badanym materiale za pomocą stożka diamentowego pod określonym obciążeniem, a trwała głębokość odcisku przeliczana jest bezpośrednio na wynik liczbowy. Sama wartość HRC nie definiuje w pełni jakości noża, a jedynie jego odporność na odkształcenia plastyczne i ścieranie.

Kompromis między właściwościami

W metalurgii nie istnieje stop idealny, posiadający maksymalne wartości wszystkich pożądanych cech. Projektowanie i dobór materiału opiera się na balansowaniu między sprzecznymi parametrami. Zwiększanie twardości i udziału twardych węglików (np. wanadu czy wolframu) z reguły skutkuje spadkiem udarności, czyli odporności na pęknięcia i wykruszenia krawędzi tnącej.

Przykładem materiału o wysokiej agresji cięcia i dużej odporności na ścieranie, ale niższej odporności korozyjnej, jest popularna stal D2 (występująca w normach również pod oznaczeniami NC11LV oraz 1.2379). Należy ona do grupy stali ledeburytycznych, charakteryzujących się dużymi węglikami pierwotnymi. Z kolei stopy o wysokiej zawartości chromu i niższej zawartości węgla, takie jak 1.4034, oferują bardzo dobrą nierdzewność i udarność, jednak kosztem krótszego trzymania ostrości roboczej.

Nowocześniejsze stopy, na przykład szwedzka 14C28N, projektowane są z myślą o optymalizacji tego kompromisu, oferując drobną strukturę i wysoką stabilność krawędzi tnącej dzięki dodatkowi azotu. Na ostateczną odporność korozyjną wpływa nie tylko skład chemiczny, ale i obróbka wykańczająca – mechaniczne polerowanie stali nierdzewnej na wysoki połysk zamyka mikropory na powierzchni, dodatkowo chroniąc głownię przed utlenianiem.

Dobór gatunku do zastosowania

Wybór materiału na głownię determinuje docelowe przeznaczenie narzędzia oraz planowana geometria ostrza. Noże obozowe, maczety i narzędzia survivalowe, narażone na obciążenia dynamiczne (rąbanie, batonowanie), wymagają stali o wysokiej udarności. W takich przypadkach stosuje się stale sprężynowe i niskostopowe, akceptując konieczność częstszego ostrzenia.

Noże codziennego użytku (EDC) oraz myśliwskie, gdzie priorytetem jest długotrwałe zachowanie ostrości i odporność na środowisko pracy, wykonuje się najczęściej z zaawansowanych stali wysokostopowych. Przykładem materiału klasy premium, łączącego bardzo dobrą odporność na ścieranie z wysoką nierdzewnością i przyzwoitą udarnością, jest stal proszkowa Elmax. Zrozumienie specyfiki poszczególnych gatunków pozwala na świadome dopasowanie narzędzia do wymagań technicznych. Cienkie krawędzie tnące wymagają stali o wysokiej stabilności i drobnym ziarnie, podczas gdy grube profile znoszą użycie materiałów o większych węglikach.

Źródła

• Larrin Thomas, „Knife Engineering: Steel, Heat Treating, Geometry”, 2020
• John D. Verhoeven, „Metallurgy of Steel for Bladesmiths & Others Who Heat Treat and Forge Steel”, 2005
• Norma PN-EN ISO 4957 — stale narzędziowe