«FAQ STEEL» – Перевод статьи о материалах для изготовления холодного оружия.

«FAQ STEEL» – Перевод статьи о материалах для изготовления холодного оружия.

Перевод статьи о материалах для изготовления холодного оружия.

Автор оригинального текста: Joe Talmadge, email: jat@cup.hp.com

Последнее обновление оригинального текста: май 1998 года

При оценке материала, из которого изготовлен нож и его лезвие, следует учитывать, что это не единственный важный фактор качества оружия. Кроме стали, также очень важны форма и профиль лезвия (например, клинок формы танто вряд ли подойдет для того, чтобы снять шкуру с оленя). Но, вероятно, параметры закалки лезвия являются одними из важнейших. Хорошая цельная

[ Имеется в виду закалка по всей площади материала, в отличие от поверхностной закалки токами высокой частоты. После такой закалки обязателен отпуск – низкий (180-200 градусов), или средний (около 350-480 градусов, отпуск повышает ударную вязкость и снимает внутренние напряжения после закалки. Но это очень дорого, и не для простых смертных… ]

закалка даже на плохой стали может привести к тому, что такой клинок окажется лучше, чем клинок из лучшей стали, но с худшей по качеству закалкой. Плохая термическая обработка может привести к тому, что лезвие из нержавеющей стали потеряет свою устойчивость к коррозии, либо упругая сталь станет хрупкой, и так далее.

[ упругость стали придает термообработка, и не иначе… ]

К сожалению, из всех трех самых главных свойства лезвия (профиль клинка, тип стали и тип закалки), закалку нельзя оценить визуально. Как результат этого, на нее зачастую не обращают внимания, уделяя ее лишь форме клинка и типу стали.

Также при оценке клинка следует помнить о цели его создания и о возможном применении. Сталь типа 440А часто служит предметом насмешек, но для подводного плавания в соленой воде лучше предпочесть нож из этой стали, чем из L-6. По свойствам закаленная сталь 5160 обладает удивительной твердостью, но если нужен охотничий нож для разделки оленя, то лучше выбрать лезвие с содержанием сплава 52100, и так далее. Универсальных (и идеальных!) клинков не бывает, увы.

СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ СПЛАВОВ

Если говорить примитивно, то сталь – это сплав железа с углеродом. Если углерода слишком много, то получается чугун. Если слишком мало, то это называется жесть. Все, что посередине – можно назвать сталью. Ее различные типы определяются не только и не столько пропорциями железа и углерода, сколько легированием различными добавками и примесями, которые придают стали различные свойства. Ниже приведены в алфавитном порядке типы стальных сплавов, которые содержат следующие основные компоненты:

[ в малых количествах – модификаторы (улучшают структуру стали), от 1,5% – легирующие элементы ]

Углерод: Присутствует во всех типах сталей как основной элемент, придающий твердость и жесткость. Чаще всего ожидаем от стали содержания углерода более 0,5% (это так называемые высокоуглеродистые стали)

[ вроде бы, 0,4%-0,7% это среднеуглеродистые стали, точнее не помню… ]

Хром: придает сплаву износостойкость, способность к закаливанию, и, что самое важное, устойчивость к коррозии. Сталь с содержанием не менее 13% хрома принято называть «нержавеющей». Хотя, несмотря на это наименование, любая сталь может корродировать, если за ней не ухаживают должным образом.

Марганец: важный элемент сплава, придает металлу зернистую структуру, и способствует прочности клинка, а также жесткости и износостойкости. Используется при улучшении стали в процессе проката и ковки (так называема «раскисленная сталь»). Присутствует во всех ножевых стальных сплавах, за исключением типов A-2, L-6, и CPM 420V.

Молибден: твердоплавкий элемент, предотвращает ломкость и хрупкость клинка, придает стойкость к нагреву. Присутствует во многих сплавах. Так называемые «закаливаемые на воздухе» стали содержат не менее 1% молибдена, который делает возможным такой типа закалки.

[ по другим источникам молибден добавляет стали ударную вязкость и твердость, а никель только твердость. Не проверено… ]

Никель: используется для твердости и устойчивости к коррозии, а также для вязкости сплава. Присутствует в сталях L-6, а также в AUS-6 и в AUS-8.

[ по некоторым источникам добавляет не только твердость, но и вязкость – единственный и неповторимый (другие добавки придают либо твердость и хрупкость, либо ударную вязкость и пластичность). См. Молибден ]

Кремний: используется для крепости клинка. Также как и марганец, используется при ковке клинка

[ придает клинку упругость ]

Вольфрам: придает лезвию износостойкость.

[ твердость, стойкость к выгоранию под воздействием высоких температур ]

При сочетании с хромом или молибденом, вольфрам делает сталь «быстрорежущей». Такая сталь марки М-2 имеет наибольшее содержание вольфрама. Также применяется при изготовлении танковой брони

Ванадий: способствует износостойкости и прочности. Твердоплавкий элемент повышенной твердости, который необходим при изготовлении мелкозернистой стали. Многие сплавы содержат ванадий, но наибольшее его содержание – в марках M-2, Vascowear, а также CPM T440V и 420V (в порядке убывания содержания ванадия). Сталь BG-42 отличается от стали ATS-34 в основном добавлением ванадия. 

УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛЬНЫЕ СПЛАВЫ (НЕ-НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ)

Чаще всего лезвия ножей из такой стали кованные. Нержавеющая сталь также может коваться (люди типа Шона МакВильямса делают кованную «нержавейку»), но это очень тяжело. Также добавим, что углеродистая сталь может быть по выбору закалена либо отпущена для придания лезвию твердости режущей кромки и при этом упругости. Нержавейка не может быть так просто обработана по своему усмотрению. Конечно, углеродистая сталь гораздо более быстро корродирует, чем нержавеющая. Также она часто немного проигрывает нержавеющей по многим параметрам. Тем не менее, ниже приведенные марки углеродистых сталей бывают очень хороши, особенно при должной закалке.

По обозначениям системы AISI, стали с номерами 10хх – углеродистые, а остальные номера являются легированными сплавами. Например, серия маркировок 50хх будет сталями с хромом.

По системе SAE, стали с буквенными индексами (например, A-2, W-2) являются инструментальными.

Также существует классификация ASM, но она гораздо реже встречается и используется, и здесь ей не будет уделено внимания.

Чаще всего, последние цифры обозначения стали близки к содержанию в ней углерода. Так, в стали 1095, скорее всего, примерно 0,95% углерода, в стали 52100 – около одного процента, в стали 5160 – около 0,6%.

O-1

Очень популярный тип стали у кузнецов, имеет репутацию «великодушной, снисходительной». Отличная сталь, которая отлично воспринимает и держит воронение лезвия, и при этом очень прочная. Однако, она быстро ржавеет. Сталь О-1 используется в ножах Randall, как это делает и Mad Dog.

W-2

Вполне твердая и хорошо держащая заточку сталь, благодаря содержанию 0,2% ванадия. Большинство напильников сделано из марки W-1, которая является той же W-2, но без содержания ванадия.

Серия номеров, начинающихся с «10» (1084, 1070, 1060, 1050 и так далее)

Большая часть марок, номера которых начинается с десятки, создана специально для изготовления ножей, однако сталь 1095 используется в ножевых лезвиях наиболее часто. Если выстроить по порядку марки начиная с 1095 и до 1050, в общем можно сказать, что при убывании номера убывает количество углерода в стали, она хуже держит заточку лезвия и становится более вязкой. Поэтому чаще всего марки 1060 и 1050 используются для изготовления мечей. Для ножей 1095 считается «стандартной» маркой углеродистой стали, не самой дорогой и при этом с хорошими качествами. Также эта марка обладает достаточной жесткостью и очень хорошо держит заточку, но при этом легко ржавеет. Это простая марка стали, содержащая, кроме железа, еще один-два элемента – около 0,95 углерода и иногда около 0,4% марганца. Различные kabars часто используют марку 1095 в черненым покрытием.

Carbon V

Эта торговое наименование марки стали, принадлежащее компании Cold Steel. Она не ограничивается одной какой-то определенной сталью, а обозначает весь подобный тип сплавов, используемых этой компанией. Маркировка имеет дополнительные индексы для отличия конкретной марки сплава. По свойствам Карбон-Ви – это нечто среднее между О-1 и 1095, и при этом ржавеет примерно как О-1. Ходят слухи, что Карбон-Ви – это на самом деле О-1 (что на сама деле вряд ли правда) или просто 1095. Многочисленные инсайдеры от металлургии настойчиво утверждают, что это 0170-6. Некоторые испытания («искровые пробы») показали близость к 50100-В. Между 50100-Би и 0170-6 практически нет разницы (это фактически одна и та же сталь), так что действительно похоже, что к ним можно приравнять и Carbon V.

0170-6 / 50100-B

Существуют различные обозначения для одной и той же марки стали – 0170-6 (по классификации металлургов) и 50100-В (по классификации AISI). Это хороший хромо-ванадиевый стальной сплав, который отчасти похож на О-1, но гораздо менее дорогой. Ныне покойный Блэкджек делал некоторые ножи из 0170-б, и Колдстиловский Карбон-Ви, возможно, является этой же маркой стали. 50100 – это та же сталь 52100 с примерно третью ее хрома, а приставка «-В» в маркировке 50100-В указывает на то, что эта сталь была изготовлена с использованием ванадия и является хромо-ванадиевым стальным сплавом.

A-2

Это отличная самозакаливающаяся инструментальная сталь, известная своей прочностью и удерживанием режущих свойств кромки. Самозакаливание не позволяет дополнительно закаливать/отпускать ее. Ее выдающаяся прочность делает ее самым часто используемым материалом для боевых ножей. Крис Рив (Chris Reeve) и Фил Хатсфилд (Phil Hartsfield) оба используют А-2, и Блэкджек выпускал некоторые модели из этой марки стали.

L-6

Вообще это марка сталей для ленточных пил, очень прочная и хорошо держащая заточку. Это, как и О-1, очень податливая для ковки сталь. Это одна из лучших сталей для изготовления ножей, особенно там, где требуется прочность.

M-2

Так называемая «высокоскоростная» сталь, сохраняет свои свойства (и химический состав) даже при очень высоких температурах, и поэтому используется в промышленности при работах с резкой при сверхвысоких температурах. Также прекрасно держит заточку. Достаточно прочная сталь, однако не в той степени, как другие марки, описанные в этом разделе; однако, в любом случае прочнее нержавеющей стали и гораздо лучше сохраняет режущие качества, но при этом легко ржавеет. Компания Benchmade начала использовать сталь М-2 в одном из вариантов AFCK.

5160

Эта марка стали очень популярна у кузнецов, особенно сейчас, и принадлежит к классу профессиональных высококачественных сталей. По существу, это простая по составу пружинящая сталь с добавлением хрома для лучшей закаливаемости. Хорошо держит заточку, но известна в основном благодаря своей выдающейся прочности (как L-6). Часто используется для изготовления мечей благодаря своей прочности, и также а также является материалом для изготовления особо твердых ножей.

52100

Это шарикоподшипниковая марка стали, и также часто используется для ковки. Похожа на марку 5160 (однако содержит около одного процента углерода, тогда как 5160 – около 0,6%), но лучше держит заточку. При этом она не такая прочная, как 5160, и чаще используется для изготовления охотничьих ножей, а также других ножей, которые должны обладать немного меньшей прочностью, чем сделанные из стали 5160, в пользу лучшего сохранения остроты лезвия.

D-2

Сталь D-2 иногда называют «полу-нержавеющей». Она содержит около 12% хрома, что совсем немного недотягивает до параметров нержавеющей стали. Это самая стойкая к коррозии саль из всех углеродных, и при этом отлично держит заточку кромки лезвия. Но она менее прочная, чем другие стали этого раздела, и при этом не поддается окончательной полировке. Ее использует Боб Дозер (Bob Dozier).

Vascowear

Очень редкая марка стали, с высоким содержанием ванадия. Слишком тяжелая в обработке, но очень износостойкая марка. В производстве практически не встречается.

«НЕРЖАВЕЮЩАЯ» СТАЛЬ

Помните, что любая сталь может ржаветь. Но так называемые «нержавеющие» стали благодаря добавке не менее 13% хрома, имеют значительную стойкость к коррозии. При этом следует обратить внимание, что одного процентного содержания хрома еще недостаточно для признания стали относящейся к разряду «нержавеющих». В ножевой промышленности де-факто принят стандарт в 13% хрома, но справочник по металлам ASM говорит, что вполне достаточно «более 10%»; другие источники устанавливают свои количественные границы. Добавим, что легирующие элементы подвержены сильному влиянию содержания хрома; более низкая доля хрома с правильно подобранными другими примесями могут дать тот же самый эффект «нержавейки».

420

Более низкое содержание углерода (менее полупроцента), чем в 440-х марках, делают эту сталь слишком мягкой и плохо держащей заточку. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости часто применяется для изготовления ножей для подводников. Часто используется для очень недорогих ножей; кроме использования в условиях соленой воды, слишком мягкая для изготовления функционального лезвия. Из нее делают дешевые ножи, произведенные в Юго-Восточной Азии. Также ее (разновидность 420-ая) используют и европейские и американские производители (например, Magnum) невысокой ценовой категории.

440 A – 440 B – 440C

Содержание углерода (и твердость соответственно) этого типа нержавеющей стали возрастает от А (0,75%) к В (0,9%) до С (до 1,2%). Сталь 440С – отличная высокотехнологичная нержавеющая сталь, обычно твердостью 56-58 единиц. Все три типа 440-й стали хорошо сопротивляются коррозии, причем 440А – лучше всего и 440С – наименьшим образом из этих трех. В ножах SOG Seal 2000 используется сталь 440А, Рендел (Randell) использует сталь 440В для своих нержавеющих ножей. Марка 440С распространена повсеместно и общепризнана как вторая основная ножевая нержавеющая сталь (первой основной считают все же ATS-34). Если Ваш нож маркирован «440», это скорее всего наименее дорогая сталь 440А – если производитель использовал более дорогую 440С, он непременно это укажет. По общим ощущениям, сталь 440А (и ей подобные) достаточно хороша для повседневного использования, особенно когда она качественно закалена (ходят много хороших отзывов о закалке стали 440А фирмой SOG). Версию 440В можно назвать промежуточным вариантом, а сталь 440С – лучшая из трех.

425M – 12C27

Обе марки стали очень похожи на 440А. 425М (около полупроцента углерода) используется фирмой Buck при изготовлении ножей; сталь 12С27 (около 0,6% углерода) считается традиционной скандинавской и используется для изготовления финских ножей «пукко», а также норвежских ножей.

AUS-6 – AUS-8 – AUS-10 (6A 8A 10A)

Это японские марки нержавеющей стали, сравнимые с маркой 440А (сталь AUS-6, содержит 0,65% углерода) и со сталью 440B (AUS-8, 0,75% углерода), а также с 440C (AUS-10, 1.1% углерода). Сталь AUS-6 используется компанией Al Mar; компания Cold Steel использует AUS-8, что сделало эту марку стали довольно популярной. Хотя колдстиловская закалка такой стали и не держит заточку так же хорошо, как ATS-34, но она немного мягче и, возможно, чуть прочнее. AUS-10 содержит углерода почти столько же, сколько 440С, но несколько меньше хрома, поэтому немного хуже сопротивляется коррозии но, возможно, немного тверже. Все три эти типа стали содержат примесь ванадия (который отсутствует во всей 440й серии), что добавляет металлу износостойкости.

GIN-1( также называемая G-2)

Сталь, имеющая чуть меньше углерода и молибдена, но чуть больше хрома, чем ATS-34, и используется известной компанией Spyderco. Просто очень хорошая нержавеющая сталь.

ATS-34 – 154-CM

В настоящий момент является самой высокотехнологичной сталью. 154-СМ – это маркировка подлинного американского варианта стали, который довольно долгое время не производился и в настоящее время не используется, хотя сейчас ходят новости о том, что эта сталь снова может быть задействована. Сталь ATS-34 – разработка компании Хитачи (Hitachi), которая уж слишком похожа на сталь 154-СМ. Это сталь высочайшего качества, с нормальной твердостью около 60 единиц, очень хорошо держит заточку и при этом достаточно прочная, несмотря на такую твердость. Не так хорошо противостоит коррозии, как сталь 400-х марок. Многие традиционные производители используют сталь TS-34 – такие, как компания Spyderco (в своих ножах высшей категории)и Benchmade.

ATS-55

Эта сталь очень похожа на ATS-34, но без содержания молибдена и с добавкой некоторых других присадок. Про эту сталь не так много известно, но, судя по всему, она обладает такой же способностью к сохранению остроты режущей кромки, как и ATS-34, но при этом более твердая. Так как молибден – дорогое вещество, используемое для «высокоскоростных» лезвий, а ножам не всегда нужны такие свойства, то замена молибдена, будем надеяться, сильно уменьшит стоимость стали и при этом сохранит свойства ATS-34. Эта сталь часто используется в ножах фирмы Spyderco.

BG-42

Боб Лавлес (Bob Loveless) представил эту марку стали как перемагниченную ATS-34. BG-42 – это нечто, похожее на ATS-34, с двумя основными отличиями. Там в два раза больше магния, и 1,2% ванадия (которого в ATS-34 вообще нет), благодаря чему сталь вполне может держать заточку даже лучше, чем ATS-34. Крис Ривз (Chris Reeves) перешел на использование BG-42 с ATS-34 в своих ножах Sebenzas.

CPM T440V – CPM T420V

Эти две стали великолепно держат заточку (лучше ATS-34), но при этом тяжело затачиваются первый раз. В обеих сталях высокое содержание ванадия. Компания Spyderco изготавливает как минимум одну модель из CPM T440V. Традиционный производитель ножей Шон МакВильямс (Sean McWilliams) считается одним из поклонников марки 440V, которую сам и кует. В зависимости от закалки, ожидается более тяжелая работа по затачиванию таких лезвий, при этом не стоит ожидать такой же прочности, как у ATS-34. Вариант 420V – это сталь компании CPM, аналог стали 440V, с меньшим содержанием хрома и удвоенной долей ванадия, более износостойкая и, возможно, более прочная, чем 440V.

400-х-сотая серия нержавеющих сталей

Компания Cold Steel, прежде чем начать использовать AUS-8, продавала многие свои изделия под маркировкой «400 Series Stainless». Другие производители ножей также иногда используют этот термин. На самом деле обычно под этим термином скрывается недорогая сталь 440А,хотя ничто не ограничивает компанию в использовании любой другой стали марки 4хх, например, 420 или 425М, и называть это «сталь 400-сотой серии». 

ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ НОЖЕЙ (КРОМЕ СТАЛИ):

Кобальт-Стеллит 6К

Это гибкий материал с очень высокой износостойкостью, чаще всего устойчив к коррозии. Стеллит 6К – это сплав кобальта. Дэвид Бойе (David Boye) использует кобальт для изготовления ножей подводника.

Титан

Новейшие титановые сплавы могут обладать твердостью до 50 единиц, и это позволяет использовать их для изготовления режущих деталей. Титан потрясающе устойчив к коррозии, а также не намагничивается. Широко используется в дорогих ножах для подводников благодаря тому, что военные морские десантники использует его для работы с минами, детонирующими при приближении металла. Также титан используется в ножах выживания. Тигрис (Tygrys) производит ножи со стальной сердцевиной, закрытой слоями титана.

Керамика

Лезвие на некоторых ножах действительно делают керамическими. Чаще всего эти клинки очень хрупкие и не могут быть заточены самостоятельно. Однако, они хорошо держат заводскую заточку. Такие ножи делают компании Бёкер (Boker) и Куошира (Kyocera). Кевин МакКланг (Kevin McClung) недавно выпустил композитный нож с использованием керамики – гораздо более прочный, чем другие керамические ножи, и вполне подходящий для большинства обычных работ, а также возможный к заточке в домашних условиях, и при этом неплохо держит заточку.