КЛИНКОВЫЕ СТАЛИ
КЛИНКОВЫЕ СТАЛИ
Локомотивом научно-технической революции XX века выступило производство стали — сплава железа с углеродом. Сталь оказала решающее влияние на развитие всех областей науки и техники. Не исключено, что именно производство клинкового оружия послужило в древности главным толчком к развитию технологий получения и обработки металлов. Эти методики, постепенно развиваясь и совершенствуясь, вынесли приговор и своему прародителю — клинковому оружию, уступившему место более эффективным и мощным средствам ведения боевых действий. В центре внимания металловедения — науки о металлах — оказались интересы крупного промышленного производства, в то время как производство клинков осталось на обочине на долгие годы. Мастер-оружейник превратился в скромную Золушку, довольствующуюся остатками со стола научно-технического прогресса и пытающуюся в меру собственных знаний и умений адаптировать свойства сталей, предназначенных для изготовления деталей машин и механизмов, к нуждам ножевого дела. Ситуация начала меняться лишь к середине XX века, ознаменовавшегося появлением специальных «ножевых» сталей. Многолетний практический опыт ножовщиков нашел отражение в использовании огромного разнообразия марок сталей, разобраться в которых непросто даже специалисту. Попробуем внести ясность в этот вопрос, сделав краткое отступление в теорию.

Основные характеристики металлов зависят от силы сцепления составляющих его атомов. Но атомная структура это еще не все. Все металлы имеют кристаллическое строение — в пространстве атомы металлов, расположенные в строгом порядке, образуют своеобразную решетку. Теоретическая прочность идеального «бездефектного» кристаллического железа составляет значительную величину— 13000 МПа. На практике, однако, железо имеет прочность намного меньшую. Так, у наиболее чистого поликристаллического железа она составляет всего 20–30 МПа. Это происходит потому, что реальный кусок металла представляет собой не единый правильный кристалл (т. н. «монокристалл»), а конгломерат из бесчисленных крохотных кристалликов, которые металловеды называют зернами. Увы, сцепление между ними имеет в основном механическую природу.
Путем длительных экспериментов древние металлурги пришли к необходимости использовать не железо, а сталь — твердый раствор углерода в железе. Фосфор, бывший популярным средством упрочнения железа на ранней стадии становления металлургии, увеличивал прочность металла всего в семь раз. Углерод же дал рост этого параметра более чем в сорок пять раз! Атомы углерода в таком растворе внедряются в решетку железа-растворителя, поэтому сталь еще именуют твердым раствором внедрения. Количество внедренных атомов может значительно отличаться в различных модификациях железа, что ведет к существенной разнице величины растворимости углерода — от 0,02 % до 2 %. Это и служит предпосылкой разнообразных свойств изделий, получаемых из стали. Особое внимание при изготовлении клинков уделяется сталям с содержанием углерода от 0,4 % до 1,2 %. Для задания высокой режущей способности берут стали с содержанием углерода 0,7–1,2 % и более, ну а если клинку предстоит работать со значительными ударными нагрузками, используют стали повышенной вязкости (содержание углерода — 0,6–0,75 %). Высокие упругость, прочность и хладостойкость требуют применения сталей с содержанием углерода от 0,3 % до 0,6 %.

Кремний, титан и алюминий тоже способны упрочнить железо, хотя и весьма незначительно — на 60–85 %. А хром, молибден, никель или ванадий — и того меньше. Но они могут интенсивно влиять на другие свойства, поэтому их широко используют для создания особых сталей. Добавление в состав последних подобных примесей с целью придания им особых качеств получило название «легирование» и ныне очень популярно.
Влияние таких элементов на свойства стали носит сложный комплексный характер. Свойства клинков из легированных сталей будут не в последнюю очередь определяться и технологической оснащенностью производителя: термомеханическая обработка таких сталей сложна и требует весьма непростых технологий и дорогого оборудования.
Особые свойства инструментальных сталей связаны в первую очередь с их применением по основному назначению — в конструкциях, инструментах или деталях. Поэтому в производстве клинков значительная часть их потенциала используется весьма слабо или не используется вообще. Наиболее яркий пример — это быстрорежущие стали. Будучи предназначенными прежде всего для высокопроизводительной резки металла, они призваны сохранять высокую твердость (до 68–70 HRC) при высоких температурах — до 700 градусов Цельсия. Очевидно, что на охотничих ножах эта специфическая черта материала — высокая теплостойкость, или, точнее, красностойкость, — не будет особо востребована.
Сегодня для задания высоких прочностных свойств режущего инструмента его микроструктуру пытаются сделать максимально однородной. Сталь очищают от «вредных» примесей и включений путем использования таких методов, как электрошлаковый, вакуумно-дуговой, электронно-лучевой переплав, и иными, еще более сложными в реализации. Прочность металла повышается измельчением зерна ковкой или прокаткой, а также термообработкой. Использование сверхскоростного охлаждения металла позволяет создать «металлические стекла», в которых содержание углерода достигает 2–3%. Такие стали обладают хорошей прочностью и одновременно высокой износостойкостью. Традиционная технология изготовления превратила бы подобный материал в хрупкий чугун, не пригодный для клинков.
Таким образом, сегодня на клинках появились уникальные стали и сплавы, обладающие великолепным комплексом характеристик, способных удовлетворить самого привередливого пользователя.
Александр Марьянко
Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚
Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением
ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОКЧитайте также
3.3. Получение стали, ее сорта и маркировка
3.3. Получение стали, ее сорта и маркировка Сталью называют сложный сплав железа с углеродом и другими элементами, в котором количество углерода составляет от 0,05 до 2 %.Литой сталью называют литейный (льющийся в формы) сплав железа с углеродом и другими элементами, в котором
4.3. Измерение температуры и твердости стали
4.3. Измерение температуры и твердости стали Определение температуры при термической обработке можно производить на основании цвета излучения нагретой стали или с использованием измерительных приборов.Ориентировочно температуру можно определить по цвету нагретого
4.4. Отжиг стали
4.4. Отжиг стали Отжигом называют термическую операцию, заключающуюся в нагревании материала до определенной температуры, выдерживании его при этой температуре и медленном охлаждении.Целью отжига углеродистой стали является снятие внутренних напряжений, получение
4.5. Закалка стали
4.5. Закалка стали Закалкой называется технологический процесс термической обработки, применяемый для получения высоких механических свойств стальных изделий за счет изменения их структуры. Закалка состоит в нагревании изделия до определенной температуры, выдержке при
4.6. Термическая обработка быстрорежущей стали
4.6. Термическая обработка быстрорежущей стали Быстрорежущие стали относятся к группе высоколегированных. Они характеризуются красностойкостью и сохраняют высокую прочность, твердость и износостойкость при нагреве до 600–700 °C. Применяются для изготовления режущего
4.7. Поверхностная закалка стали
4.7. Поверхностная закалка стали Поверхностная закалка стали состоит из быстрого нагрева поверхностного слоя стали до температуры, значительно превышающей критическую, и последующего быстрого ее охлаждения. При этом обеспечивается высокая поверхностная твердость при
4.11. Отпуск стали
4.11. Отпуск стали Отпуск – это термическая операция, которой подвергают предварительно закаленные стальные изделия. Она заключается в нагревании изделий до определенной температуры, выдерживании при этой температуре и последующем постепенном охлаждении на воздухе.
Коптильни из нержавеющей стали
Коптильни из нержавеющей стали Почему нержавейка?Большинство наших сограждан, которые являются любителями копченых продуктов, заинтересованы в портативных устройствах, которые можно взять с собой на природу, а также использовать в домашних условиях, в квартирах и
Черные металлы и стали
Черные металлы и стали Продуктами доменного производства являются чугун, доменный шлак, колошниковый газ и колошниковая пыль. Чугун , выплавляемый в доменных печах, по своему назначению делят на три группы: литейный, передельный и ферросплавы. Из всей
Термическая обработка стали
Термическая обработка стали Термическая обработка придает стальным изделиям определенные механические свойства: высокую твердость (при этом повышается сопротивление износу), меньшую хрупкость для улучшения обработки или повышения ударной вязкости и т. д. Это
Кровля из стали
Кровля из стали Традиционным в России материалом для металлических кровель является оцинкованная сталь. Обычная листовая сталь при эксплуатации быстро подвергается коррозии и поэтому не может считаться надежным кровельным материалом. Оцинкованная сталь – это
Устройство кровли из листовой стали
Устройство кровли из листовой стали Кровли из листовой стали делают как правило на крышах со сложной геометрией. Из листов кровельной стали независимо от типа покрытия выполняются карнизные свесы, разжелобки, ендовы, надстенные желоба, водосточные трубы, различные
Заготовка картин из листовой стали
Заготовка картин из листовой стали Отдельные кровельные листы прямоугольной формы со стандартными размерами – 1420x710 мм, перед укладкой на основание кровли соединяют между собой лежачими фальцами в рядовые полосы, состоящие из двух и более листов. Фальц или фальцевое