Чим ріжуть в XXI столітті?

Ніж, як одне з перших знарядь праці людини, пережив кам'яний та бронзовий століття та міцно закріпився в залізному. З часів перших сталевих ножів багато що змінилося, але принцип різу залишився колишній.

Карбід вольфраму дуже зносостійкий, але леза ножів з нього не виготовляють. Його напилюють на ріжучі кромки, використовують в точильних інструментах.

Ніж - це смуга стали з клиноподібним перетином, загостреним кінчиком з одного боку і держаком з іншого. Але в наші дні ножі можна робити не тільки зі сталі. Давайте подивимося, з чого і як роблять рідкісні ножі в наші дні.

ДАМАСК
Технологія виготовлення дамаської сталі з'явилася за кілька століть до нашої ери в декількох куточках світу незалежно один від одного. Але свою назву сталь чомусь отримала від міста Дамаска, хоча історично це не зовсім виправдано. Дамаська сталь являє собою суміш декількох сталей з різним вмістом вуглецю, в результаті чого після травлення клинка на ньому проступає візерунок: темніші верстви стали (як правило, з великим вмістом вуглецю) контрастно виділяються на тлі тих, що світлішою. Для отримання такого візерунка коваль розпалює в горні кілька пластин сталей різних марок і сковує їх разом, перекручує і розплющує, складає розпечену до білого заготовку навпіл і знову розковує. Крім краси, це має і практичну цінність: сталі, що володіють відмінним різом, часто тендітні, а в Дамаску вони з'єднані з більш в'язкими і пружними сталями. Ще більш складним у виготовленні є мозаїчний Дамаск, при створенні якого окремі шматочки або різні види Дамаску з'єднуються між собою методом горновий зварювання. Досвідчені ковалі примудряються таким способом створювати на лезах ножів цілі картини.

Щоб отримати мозаїчний Дамаск, коваль ріже на «осколки» вже готовий пакет дамаської сталі, збирає з них нову композицію і з'єднує ковальської зварюванням в горні.

На будь-який ножовий виставці-ярмарку знайти Дамаск нескладно. Але як дізнатися, наскільки він хороший? Деякі майстри дозволяють построгать суху деревинку тестовим зразком, щоб покупець зрозумів, як сталь тримає заточку. Погано, коли коваль не може сказати, на яку твердість загартована сталь, або назвати її складу. Добросовісний майстер, якщо використовує стали зі своїм власним експериментальним складом, завжди може назвати найближчі аналоги марок за змістом вуглецю і легуючих добавок або навіть надасть невеликий «паспорт» свого вироби. Ковалі, що дорожать добрим ім'ям, таврують свої роботи, щоб уникнути підробок. Якщо ж нічого цього немає, покупець ризикує взяти «дамаск» з перекувати ресори, цвяхів і гайкових ключів, який навряд чи буде краще радянського «кухонніка».

БУЛАТ
Булат часто плутають з Дамаском, але хоч вони і йдуть пліч-о-пліч, це різні матеріали. Якщо в Дамаску змішується кілька шарів, то булат має більш-менш однорідний склад. Іноді, правда, в ньому можуть бути декоративні сегменти, які додаються методом горновий зварювання, але на ріжучу кромку вони не впливають. Якщо в Дамаску або ножах зі звичайної інструментальної сталі використовуються звичні склади, то в булаті коваль винаходить свій склад і не може його відлити в великий аркуш, який потім розріже на пластини потрібної форми. Булат містить велику кількість вуглецю, і, якщо таку сталь відлити в форму, вона «розпадеться», вуглець «спливе» на поверхню з частиною легуючих добавок, а ще частина осяде на дно. Атоми вуглецю, з'єднуючись з атомами заліза, утворюють цементитом - карбіди заліза. У підсумку після травлення вже готового клинка можна побачити малюнок на його поверхні: місця підвищеного вмісту вуглецю мають інший відтінок. Іноді на клинку проявляється малюнок у вигляді сітки, іноді видно просто хвилеподібні лінії. Це залежить від того, як розковували заготовку. Ковалі між собою навіть сперечаються, який малюнок практичніше і як краще кувати заготовку, щоб вивести до ріжучої кромці побільше цементиту. Його твердість в чистому вигляді - 74 HRC, що на десяток-півтора одиниць вище добре загартованої «углеродка». Саме високий вміст цементиту додає клинку твердість і «резучесть».

І при цьому клинок найчастіше має пружинними властивостями.
Щоб отримати такі сполуки, ковалі йдуть на різні хитрощі: чергують нагрів і повільне охолодження, змінюють температуру нагрівання і тривалість, експериментують з кількістю вуглецю в заготовці. А оскільки булат на Русі був відомий давно, то більшість ковалів зберігають технології його виготовлення в секреті як родову таємницю. В одних випадках це маркетинг, в інших - чиста правда. Ковалі без будь-яких лабораторій і хімічних аналізів, роблячи все мало не на око, по дідусева рецептом, отримують клинки з твердістю після гарту в 62-64 HRC. Якщо коваль дійсно талановитий, він ніколи не упустить можливості продемонструвати, на що здатне його творіння, і виміряє твердість клинка при свідках.

ТИТАН
Цей ракетний метал, грубо кажучи, вдвічі легший за сталь і вдвічі важче алюмінію, широко використовуваного в авіації. Абсолютно стійкий до корозії, хоча на повітрі окислюється і набуває красивого сірого відтінку. Оксид титану захищає поверхню ножа від зносу і подряпин, подібно будь-якому покриттю. Через свою стійкості до пошкоджень використовується в Бронепластини. Чи не магнітиться, завдяки чому інструменти з нього використовуються саперами. Безумовно, титанові ножі досить рідкісні і мають ряд цікавих якостей. Але як вони ріжуть?

Твердомер Роквелла можна побачити на збройових виставках: він дозволяє оцінити твердість сталі за спеціальною шкалою.

Титан для ножів Калятою до твердості приблизно 40-47 HRC, в той час як інструментальні стали гартуються до 58 HRC. Крім того, титан дуже в'язкий метал, і заточувати його проблематично: за точильним каменем постійно тягнеться задирок, через якого важко отримати ідеально гостру ріжучу кромку (якщо це і вдасться, триматися вона буде недовго). Проте з титану роблять дайверські ножі. Невелика вага, стійкість до поперечних навантажень (титанову пластину з великими труднощами можна зігнути, але навряд чи вона лопне), антикорозійні властивості в усьому підходять дайверам. При мінусовій температурі у титану менше шансів лопнути, ніж у сталі. А при максимальній ножами з титану можна перевертати дрова в багатті, не боячись порушити загартування. Але ріжуть вони все-таки не дуже.

Втім, є один спосіб змусити титан різати. У США деякі майстри використовують для цього різного роду карбіди, якими покривають клинок ножа смужкою в декілька міліметрів по всій довжині ріжучої кромки. Точиться клинок (а скоріше, неспішно правиться) лише з одного боку. На виході виходить дорогий виріб, рез якого має певної шорсткістю і «сухістю». Під мікроскопом ріжучакромка такого ножа дуже нагадує мікропилу. За схожим принципом ножі з титану робили і в Росії.
-Наші майстри на відміну від заокеанських колег не просто карбідізіровалі поверхню ножа, а використовували так зване «глибоке впровадження» їх в шар титану, - поділився Олексій Кукін, засновник столичної «Ножевой майстерні». - В результаті карбіди проникали в шар титану на глибину 0,5 мм. Цю складну процедуру проробляли в лабораторії при інституті імені Бочвара. Спуски у ножа були симетричними, двосторонніми. Природно, були і проблеми з правильною заточкою ножа з задирок на кромці. І хоч шар карбідів в 0,5 мм - це великий показник для титанових ножів, він все ж розрахований на невелику кількість заточування. А створення одного такого ножа обходилося в масу часу, зусиль і коштів. У підсумку це був лише невеликий побічний експеримент, і незабаром ми повністю повернулися до традиційних матеріалів.

КЕРАМІКА
Керамічні ножі можна зустріти зараз в будь-якому супермаркеті або інтернет-магазині, найчастіше це кухонні ножі. Заточку вони тримають средненько, на злам тендітні, кістки рубати ними не можна - кромка тут же викришиться. Але з кераміки можна робити і хороші ножі. Так, американський майстер Кевін МакКланг домігся приголомшливих результатів у вивченні кераміки. Довгий час він працював старшим матеріалознавців в American Rocket Company. Пізніше він заснував свою компанію Mad Dog knives (за однією з легенд це сталося після укусу скаженого собаки). ВМС США для спецзагонів закуповували ножі Мед Дог, і в якийсь момент МакКланг запропонував військовим свій новий продукт - ножі з кераміки, які володіли твердістю близько 60 HRC, точилися стандартними камінням для заточки, мали міцністю і навіть мінімальної гнучкістю, трохи поступаючись пружинної стали , не боялися корозії, низькою або високої температури, хімічних реагентів, а головне, металодетекторів. Крім того, ці ножі НЕ магніти і були абсолютним діелектриком. Вони непогано тримали заточку, ними можна було рубати деревину, різати, наносити колючі удари. МакКланг порахував, що такі ножі знадобляться саперам або будь-яким спецзагону для прихованого носіння. Над таким керамічним композитом він працював майже сім років і тримав у таємниці його склад і спосіб виготовлення. Йому вдалося домогтися того, що кераміка майже не кришилася і лезо давало відколи лише при критичних навантаженнях. За деякими даними, військові замовили у нього кілька монтувань з такого матеріалу і протестували їх з крайньою жорстокістю: розбивали ними цеглини, забивали їх молотком в дерево, кидали з великої висоти. Монтування все витримали, але військові все ж не наважилися купувати їх масово - занадто дорого. В результаті кілька невеликих партій ножів МакКланг продав військовим, а ще кілька пустив «гуляти» по світу, виставивши їх на умовно-вільний продаж. Купити їх як і раніше могли тільки представники правоохоронних органів або збройних сил при наданні посвідчення. Але після такої покупки ніж належав покупцеві, а не армії. Зрештою МакКевін перестав займатися керамічними ножами і повністю повернувся до традиційних матеріалів.

Ножі Уоррена Томаса зроблені з титану і скловолокна. Жоден навіть найдрібніший гвинт він не робить зі сталі.

КАРБІД ВОЛЬФРАМУ
Карбід вольфраму - один із самих твердих видів кераміки, до 90 HRC (навіть легендарну японську високовуглецеву сталь ZDP-189 після багатоступінчастої термообробки гартують до твердості близько 67 HRC, а твердість алмазу - 100 HRC). Цей матеріал проявляє незвичайну зносостійкість, має вкрай високу температуру плавлення, мало схильний до окислення. З нього роблять бронебійні снаряди і сердечники бронебійних куль, ріжучі інструменти для металообробки, ювелірні прикраси або покриття для дорогого годинника (їх складно подряпати і з часом вони не втрачають виду недавно куплених годин). Але в чистому вигляді для виготовлення ножів він не використовується. Його додають у вигляді порошку під час перекувати заготовки. Про те, як створюються ножі з підвищеним вмістом карбіду вольфраму, ми попросили розповісти Владислава Матвєєва, потомственого коваля.

Загартувати ХОЛОДОМ? Крім матеріалу, складу сплавів, геометрії клинка, велике значення має і гарт. Сучасні методи пішли далеко вперед у порівнянні з нагріванням в печі і охолодженням в маслі. Майстри чергують нагрів із заморожуванням стали, роблять це в аргоновому середовищі, роблять зонний гарт. І таких чергувань може бути до десяти; але якщо не знати властивостей і складу дамаська, його можна зіпсувати - адже в ньому змішані різні стали, і методи термообробки у них різні.

- Карбід вольфраму в тому вигляді, який я використовую, - це сірий порошок, за розміром частинок можна порівняти зі звичайною мукою, - пояснив Владислав. - Найкраще для роботи з карбідом підходить пружинна сталь, така як 65Г або 60С2. Вона перековувати в кузні до отримання 1500, а то і 3000 шарів. Але на відміну від створення Дамаску або просто листкової сталі, заготовку при перекувати «на себе» потрібно покривати шаром цього порошку. Ретельно перекувати, я процедуру повторюю доти, поки карбід не будуть розподілені рівномірно в металі. Цей матеріал правильніше буде називати композитом, адже в ньому і карбід, і сталь виконують певну роль. Карбід сам по собі дає крихкість і в чистому вигляді мало підходить на роль матеріалу для ножа. А в поєднанні з пружинним сталлю і правильної термообробкою ми отримуємо досить гнучкий клинок, який при цьому непогано ріже.

Самозагострювальний титановий ніж з одностороннім напиленням карбіду вольфраму на ріжучу кромку.

Механізм різу у таких ножів схожий з різом титанових, які описані вище. Але є і відмінності. З несуттєвих - клинок схильний до корозії, важче титанового, магнітиться. З вагомих - його можна точити хоч до самого обуха, але і заточка займає більше часу в порівнянні зі звичайним ножем. З цими матеріалами працює мало майстрів, і часом за їх виробами вишиковується черга.

Леонід Микуляк 17 грудня 2013 00:00