Е. Косов - Хороший нож

Если добавить при выплавке немного кремния (буква С в обозначении марки стали), то клинку будет обеспечена особая твердость. Ведь древний кремниевый нож был твердым и острым орудием. Поэтому лезвие клинка, изготовленного из современной стали содержащей кремний, очень острое и износостойкое, что фактически является современным использованием технологии изготовления доисторического кремниевого ножа. Правда, клинок, изготовленной из стали с добавлением кремния, становится излишне хрупким и ломким – совсем как древний кремниевый нож. Современные технологии снова предлагают нам комбинацию доисторического и современного опыта: лучшие ножи, изготовленные из довольно мягкой стали, имеют лезвие с напылением тонкой керамики. Получается, научно-технический прогресс снова ведет нас в каменный век – к кремниевым ножам.

Помимо хрома (для неоржавляемости) и кремния (для твердости) при выплавке ножевой стали добавляют и другие легирующие присадки. Никель увеличивает твердость стали и ее стойкость к ржавлению, но понижает вязкость стали. Небольшие дозы кобальта увеличивают ударную вязкость. Вольфрам, марганец и молибден повышают стойкость ножа к износу. Например Златоустовский металлургический завод использует для своей серийной ножевой продукции отличную нержавеющую сталь марки 40XI0С2М, которая содержит углерода (С) – 0,45%, хрома (Сг) – 10%, кремния (Si) – около 2%, молибдена (Mo) – около 1%, марганца (Mn) и никеля (Ni) – около 0,5% каждого элемента, титана и меди – по 0,2 – 0,3%. Вредных добавок серы и фосфора допускается в этой марке стали не более нескольких сотых процента.

Добавки ванадия, наряду с прочностью обеспечивают ножевой стали упругость – необходимое качество для инструментальной стали, которая обычно идет на изготовление штампов. Клинок из инструментальной стали является твердым и упругим (прочным), острое лезвие не деформируется и не выкрашивается даже от сильного удара. Углеродистая сталь «Carbon V», легированная ванадием, прекрасно подходит для изготовления массивных ножей типа мачете, кхукри и топоров.

Нержавеющая сталь – более твердая и упругая, клинок из нержавейки, хоть и трудно затачивается, но хорошо держит заточку. Сталь названа «нержавеющей», однако, если забывать тщательно протирать лезвие после разделки мяса или рыбы, то полированная нержавейка быстро покроется сыпью ржавчины.

Сочетание твердости и упругости клинка также обеспечивается термической обработкой – закалкой. С тех пор как человек научился добывать железо, он стал прибегать к закалке, чтобы превратить мягкую «железяку» в твердый и упругий клинок. Еще Гомер упоминает в «Одиссее»: «как погружает кузнец раскаленный топор или секиру в воду холодную, и зашипит с клокотаньем железо, – крепче железо бывает, в огне и в воде закаляясь…»

Многие века считалось, что колдовское таинство закалки металла зависит от среды, в которую погружают нагретый клинок. За одними жидкостями признавалась закаливающая способность, за другими – нет. Помимо простой воды с глубокой древности для закалки применяли растительное масло, нефть, растворы щелочей и кислот. Использовали и кровь животных. Существует такая легенда: для приобретения особых качеств, раскаленный клинок для его закалки вонзался в тело живого раба. Потом русский ученый-металлург Дмитрий Константинович Чернов в середине XIX века доказал, что жидкая среда для закалки вовсе ни при чем. Структурные преобразования в металле зависят от температуры нагрева и содержания углерода в железе. Высокое содержание углерода позволят закаливать сталь до сверхвысокой твердости. Многие просто одержимы идеей высокой твердости клинка, несмотря на возможную его поломку и зазубрины на лезвии, образующиеся при работе.

Кроме закалки для изготовления ножевых клинков используется технология цементации. В процессе ковки нагретую железную полосу несколько раз посыпают чугунной крошкой и многократно проковывают, складывая несколько раз эту полосу вдвое. В результате многократного повторения этих операций науглероженные чугуном прослойки распределяются по всей заготовке. Клинок, выполненный из такой заготовки, где чередуются твердые и мягкие слои, имеет хорошие режущие свойства и упругость – не ломается и не крошится при сильных ударах.

Применяется и особая цементация с азотированием: металлическую заготовку помещают в металлический ящик (типа мангала для приготовления шашлыков), засыпают туда уголь, приготовленный из твердых пород древесины (дуб, вяз, саксаул), и опилки рогов, копыт и костей животных. Закрытый ящик нагревают в кузнечном горне до температуры около 1000 градусов и выдерживают в огне около 6 часов. Углерод (из древесного угля) и азот (от рогов и костей), проникая внутрь металлической заготовки, обеспечивает поверхностную прочность будущего клинка. Этим способом изготавливали на Кавказе знаменитую «гурду»: клинок долго томили в горячем порошке из жженых лошадиных копыт. Твердость обработанного цементацией лезвия достигает запредельных величин – в 75 – 80 единиц по Роквелу.

Технология изготовления хорошей ножевой стали подчиняются общему правилу: режущая кромка клинка обязательно должна быть твердой, а основное несущее «тело» клинка – упругим (вязким) при невысокой твердости. Это достигается искусством неравномерной закалки клинка или цементацией разных его частей. Раньше неравномерную закалку создавали так: обмазывали огнеупорной глиной те места клинка, где нужна была вязкость, оставляя незащищенными режущие кромки, где необходима высокая твердость. Сейчас целенаправленную закалку ведут токами высокой частоты (ТВЧ) и лазерным лучом.

Совершенно неверно было бы утверждать, что высокая твердость клинка – это всегда хорошо для ножа. Как правило, излишне твердый клинок – самый хрупкий. От сильного удара нож сломается, а острие может отломиться даже от ковыряния в коре при попытке добраться до березового сока. Более того тонко заточенное лезвие на твердом клинке неизбежно искрашивается.

Твердость стали, из которой изготовлен клинок, принято измерять в системе Роквелла (HRC). Для определения твердости алмазная стандартная пирамидка специальной формы вдавливается в поверхность клинка, глубина оттиска указывает на степень твердости металла. Оптимальный диапазон твердости для охотничьего ножа от 54 до 59 HRC. Все, что ниже 52 HRC, слишком мягкая сталь, а что выше 60 единиц – излишне твердая. Признано, что обычную углеродистую сталь нельзя закалить выше 65HRC. Для получения стали высшего качества чистое (безуглеродистое) железо сплавливается с высокоуглеродистым чугуном, в результате на свет появляется легендарный булат. Под словом «булат» каждый русский человек понимает узорчатую сталь особых свойств.