Pojmem „nůž“ lze označit zdánlivě nekonečné množství výrobků, od zavíracích a automatických nožů až po pevné čepele a kostěné nástroje. Nožířský průmysl navrhuje a vyrábí velmi rozmanité výtvory, které uspokojují stejně širokou škálu potřeb mnoha typů uživatelů. V důsledku toho se lidé, kteří nože vyrábějí, musí prokousat dlouhým seznamem rozhodnutí, aby určili a definovali vzhled, výkon a úkolové použití každého nože, který vytvoří. Snad nejdůležitější rozhodnutí na tomto seznamu se týká výběru oceli, která tvoří ústřední bod funkčních součástí nože:
Více než kdykoli v historii nožířského průmyslu mohou výrobci nožů v 21. století vybírat z dlouhého seznamu ocelí pro čepele, z nichž každá má vlastní bilanci výhod, nevýhod, silných a slabých stránek. V tomto procesu výběru se žádná vlastnost nebo kombinace specifikací nerovná dokonalosti. Někteří výrobci nožů dávají přednost určitým ocelím na základě schopností těchto kovů vykazovat specifické vlastnosti, ale každá ocel představuje individuální rovnováhu mezi klady a zápory. Zlepšete jednu vlastnost a jiná utrpí v houpavé reakci. Mnohá rozhodnutí mezi ocelí na nože se omezují na volbu mezi tvrdostí a houževnatostí, zachováním ostří a snadným ostřením, odolností proti korozi a houževnatostí atd.
Moderní metalurgie formulovala vynalézavá řešení odvěkých problémů, kterým čelí výrobci nožů. Například některé legované oceli zvyšují odolnost ostří na nebývalou úroveň, ale samotné kovy vyžadují pokročilé dovednosti pro správné a účinné broušení. Současně však některé konstrukce nožů vyžadují relativně staromódní přednosti snadno broušené čepele, která dosahuje dobrého ostří a s trvalou houževnatostí plní náročné pracovní úkoly. Pro tyto aplikace někteří konstruktéři sahají po osvědčené a pravdivé výkonnosti uhlíkové oceli 1095.
Základní kategorie ocelí
Jakmile pochopíte, jak ocel 1095 zapadá do kategorie uhlíkových ocelí a jak jsou na tom uhlíkové oceli v porovnání s ostatními typy, můžete si začít představovat základní kritéria, která pomáhají utvářet některé volby mezi ocelí na ostří jednotlivých nožů. Uhlíkové oceli se skládají z relativně jednoduchých směsí pouze několika prvků. Vedle železného základu, který slouží jako výchozí bod pro každou ocel, obsahují uhlíkové oceli různé množství prvku, který jim dává jejich označení (mezi 0,12 % a 2,00 %), spolu s malým množstvím dalších prvků.
Omezení Amerického institutu železa a oceli týkající se chemického složení prvků uhlíkové oceli uvádí, že nesmí obsahovat více než 1,65 % manganu, 0,60 % křemíku nebo 0,60 % mědi a že nesmí vyžadovat více než minimálně 0,40 % mědi. Kromě toho nesmí vzorec uhlíkové oceli vyžadovat žádné minimální množství mnoha dalších prvků, které dodávají legovaným ocelím jejich užitné vlastnosti, včetně chromu, molybdenu, niklu a vanadu, které se často vyskytují ve složitých slitinách, a také kobaltu, niobu, titanu, wolframu a zirkonu. Ve skutečnosti nesmí vzorec uvádět prakticky žádný povinný obsah kromě železa a uhlíku.
Označení „ocel 1095“ představuje klasifikaci použitou pro kov podle mezinárodního číselného systému kategorizace ocelí SAE. Podle tohoto systému představují první dvě číslice čtyřmístné klasifikace hlavní prvek nebo prvky přidávané do železa za účelem výroby určitého typu oceli. Poslední dvě číslice představují procentuální podíl uhlíku ve vzorci. V případě oceli 1095 označuje hlavní číslice „1“ kov jako uhlíkovou ocel, číslice „0“ ukazuje, že neobsahuje žádný vedlejší legující prvek, a číslice „95“ představuje obsah uhlíku. Mezi uhlíkovými ocelemi má ocel 1095 další omezení, že obsah uhlíku by neměl překročit přibližně 1,00 %. Ocel 1095 také obsahuje 0,35 % až 0,50 % manganu, méně než 0,05 % síry a méně než 0,04 % fosforu.
Prvky a výkonnost
Metalurgové sestavují vzorce slitin ze seznamu prvků, které výslednému kovu přidávají specifické vlastnosti a ubírají specifická omezení. Více není vždy lepší. Některé prvky při zvýšení jejich množství vytvářejí nežádoucí vlastnosti. Ve většině případů představuje každý přídavek do chemického složení prvků kompromis mezi dvěma vlastnostmi.
Uhlík, prvek, který přeměňuje železo na ocel, přidává tvrdost, odolnost proti opotřebení a zachování ostří. Chrom představuje nejtvrdší prvek v periodické tabulce, který dodává tvrdost a odolnost proti opotřebení spolu s odolností proti korozi. Kobalt zvyšuje tvrdost a houževnatost a může znásobit účinky ostatních legujících prvků. Měď zvyšuje odolnost proti korozi. Mangan zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení a může pomáhat odstraňovat kyslík z oceli během výrobních procesů. Molybden zvyšuje tvrdost, houževnatost a odolnost proti korozi. Nikl přispívá k houževnatosti a zároveň snižuje tvrdost. Niob může nahradit uhlík a vytvořit houževnatou, tvrdou slitinu s odolností proti korozi. Fosfor zvyšuje tvrdost, ale ve velkém množství může vést ke křehkosti; někteří metalurgové jej považují spíše za znečišťující faktor než za žádoucí součást receptury slitiny. Stejně jako mangan pomáhá křemík odstraňovat kyslík při výrobě oceli; pomáhá také zvyšovat tvrdost. Síra se obvykle považuje spíše za kontaminant než za složku, která snižuje houževnatost, ačkoli její nepatrné množství může usnadnit obrábění oceli. Wolfram zvyšuje tvrdost a houževnatost. Vanad pomáhá zvyšovat houževnatost, odolnost proti opotřebení a korozi. Titan snižuje hmotnost, zvyšuje houževnatost a odolnost proti korozi a může pomoci při budování odolnosti proti opotřebení.
Na rozdíl od složitých směsí prvků používá ocel 1095 mnohem jednodušší přístup k sestavení receptury oceli.
Nerezové versus nerezové oceli
Na rozdíl od relativní jednoduchosti uhlíkových ocelí se legované oceli spoléhají na složité chemické složení, které přidává další prvky pro zvýšení určitých žádoucích výkonnostních vlastností a minimalizaci slabin, které mohou omezovat odolnost, výkon a všestrannost čepelí nožů. Nástrojové oceli se skládají z ocelí s vysokým obsahem uhlíku s přídavkem chromu, molybdenu, wolframu a vanadu. U nerezových ocelí záleží na procentuálním podílu chromu v chemickém složení jejich slitiny, aby se kvalifikovaly pro toto označení.
Základní kategorie AISI začínají u uhlíkových ocelí číslem „1“ a pokračují výčtem osmi legovaných ocelí, z nichž každá je označena první číslicí svého klasifikačního čísla. Řada „2“ obsahuje nikl. Číslice „3“ označuje nikl-chromové vzorce. Klasifikační čísla molybdenových ocelí začínají číslem „4“. První číslice „5“ označuje chromové oceli; číslice „6“ chrom-vanadiové vzorce. Číslice „7“ označuje wolfram jako hlavní legující prvek. Řada „8“ zahrnuje nikl, chrom a molybden. A konečně řada „9“ obsahuje křemík a mangan.
Kromě legovaných ocelí poukazují další vzorce na další výkonnostní charakteristiky. Nerezové oceli musí obsahovat minimální množství chromu, aby nesly toto označení, obvykle mezi 12 % a 14 %. Tyto slitiny vynikají odolností proti korozi a vykazují větší odolnost proti opotřebení, než jakou mohou vykazovat uhlíkové oceli.
Ocel 1095: Přestože je ocel 1095 kategorizována na základě 0,95 % uhlíku, její složení může ve skutečnosti obsahovat od 0,90 % do 1,03 % tohoto prvku v závislosti na tom, kdo ji vyrábí a co zákazník výrobce oceli požaduje v konkrétní výrobní dávce. Vzhledem k této úrovni obsahu uhlíku se ocel 1095 kvalifikuje jako ocel s vysokým obsahem uhlíku.
Vysoký obsah uhlíku může souviset s křehkostí, což vysvětluje, proč se ocel 1095 zřídkakdy stává volbou pro dlouhé nebo tenké čepele, z nichž obě by mohly tuto nevýhodu v nevhodnou chvíli katastrofálně zvýraznit. Tato potenciální negativa vyvažuje pozitivní stránka oceli s vysokým obsahem uhlíku, a to její houževnatost a trvanlivost. Díky těmto vlastnostem je ocel 1095 oblíbenou volbou pro robustní nože pro bushcrafting a přežití, což jsou aplikace, které se spoléhají na odolnou čepel a vyžadují ji a obvykle používají silné pevné čepele. Vysoko-uhlíkové oceli, jako je 1095, se objevují také v pružinách a pilových listech, které těží z její houževnatosti, v lopatkových zemědělských zařízeních a v drátech.
Mezi uhlíkovými ocelemi řady 10 platí, že čím vyšší je číselné označení, tím vyšší je procento uhlíku v oceli a tomu odpovídající vyšší stupeň odolnosti proti opotřebení. Současně se stoupajícím obsahem uhlíku klesá houževnatost v jednom z metalurgických kompromisů, které jsou typické pro výrobu oceli. Ocel 1095 dosahuje dostatečné rovnováhy mezi klady a zápory uhlíkových ocelí, aby mohla sloužit jako nejoblíbenější volba pro tvorbu čepelí z řady „10xx“.
Možná největším negativem v seznamu výkonnostních vlastností oceli 1095 je její vrozená nedostatečná odolnost proti korozi. Ocel 1095 postrádá jakýkoli chrom nebo jiné prvky, které přispívají ke schopnosti oceli odolávat oxidačním silám, a proto se může stát obětí vlhkosti, vlhkosti, soli, kyselých potravin a dalších sil vyvolávajících rez.
Tři přístupy charakterizují přístup výrobců nožů k boji proti náchylnosti oceli 1095 k oxidaci. Modření za tepla může oceli 1095 dodat určitou odolnost proti korozi. Některé nože se dodávají s potaženou čepelí, která má za úkol izolovat ocel od okolního prostředí a zabránit oxidaci tím, že přidá ochranu proti její příčině. Jiné nože jsou opatřeny vrstvou oleje, která má sloužit jako dočasná ochrana, a doporučením nanést podle potřeby novou vrstvu.
Ocel 1095 ve výrobě nožů
Výrobci nožů volí ocel 1095 kvůli její tvrdosti, zpracovatelnosti, snadnému broušení a příznivé ceně. Nerezové oceli mohou stát čtyřikrát více než ocel 1095; oceli vyrobené metodou částicové metalurgie mohou stát desetkrát více než standardní uhlíkové oceli.
Dvěma hlavními metodami konstrukce čepelí nožů jsou kování a odebírání materiálu. Kování zahrnuje tvarování oceli údery kladiva po jejím dostatečném zahřátí, aby byla zpracovatelná. Pro zpevnění materiálu mohou výrobci nožů ocel zahřát, ochladit ji v oleji nebo ve vodě, aby její teplota klesla dostatečně rychle k dosažení požadovaného výkonu, a poté kov znovu zahřát, aby byl popuštěn. Ruční proces kování se stává nepraktickým, pokud a když se výrobce nožů rozhodne vyrábět čepele v množství větším než menším, které je běžné u začínajících řemeslníků a těch, kteří pracují jako jednočlenné podniky.
Pro účely kování nabízí ocel 1095 takové vlastnosti, které umožňují její poměrně snadné úspěšné použití. V závislosti na požadovaných vlastnostech hotového nože může být ocel kalena na ostří, aby se dosáhlo vysokého stupně tvrdosti pro zachování ostří a řezný výkon, a zbytek čepele může být ponechán o něco měkčí, aby měl dostatečnou houževnatost a vydržel ohyb bez zlomení.
Kromě vhodnosti pro kování se ocel 1095 stejně dobře hodí i pro výrobní procesy, které jsou založeny na polotovarech. Tento proces odebírání materiálu využívá vodní paprsek, laser nebo drát k vyřezávání tvarů čepelí – polotovarů – z ocelového plechu.
Vhodnost jednotlivé oceli pro konkrétní úkol výroby nožů závisí na jiných faktorech, než jsou prvky obsažené v receptuře použité k její výrobě. Tepelné zpracování může určitou ocel vytvořit nebo zničit a proměnit ji buď v tvrdou, houževnatou čepel schopnou přijmout produktivně ostré ostří, nebo v křehkou desku kovu, která se tříští, láme a je z ní lepší těžítko než nůž.
Kromě tradičního designu a výroby nožů se ocel 1095 objevuje také v téměř exotickém materiálu známém jako damašková ocel. Damašková ocel, vyráběná kombinací dvou ocelí, jedné světlé a druhé tmavé, vykazuje víry a vířivé vzory jako něco viditelného v černobílém kaleidoskopu. Obě oceli se spojují kovaným svařováním, po němž následuje leptání kyselinou, které zvýrazňuje vzory vznikající při skládání kovů do vrstev. Tyto vzory mohou tvořit náhodné nebo předem naplánované tvary. Původ výrobního procesu damaškové oceli spočívá ve snaze překonat slabiny starých ocelí a vyrobit čepele vhodné k boji. Vedlejší produkt výrobních kroků přináší estetický výsledek, který je sám o sobě ceněn jako drahý kov, bez ohledu na jeho praktické přednosti, které vykazuje ve funkční čepeli.
Někteří spotřebitelé oceňují damaškovou ocel pro starobylé tradice, které připomíná. Ačkoli se moderní metody výroby této exotické směsi dvou kovů mohou lišit od dávno ztracených postupů, které používali starověcí lidé, výsledná ocel v sobě nese mystiku založenou na její tisícileté historii jako ceněného materiálu pro meče a další zbraně.
Speciální ohledy
Protože ocel 1095 neobsahuje ani stopu chromu nebo jiných prvků, které by mohly přispět k odolnosti proti korozi, nože z ní vyrobené vyžadují zvláštní péči a pozornost, aby se zabránilo vzniku rzi v důsledku vystavení oxidačním látkám a podmínkám prostředí. Pouhé otření nože z oceli 1095 do sucha nemusí z jeho čepele odstranit všechny stopy nečistot. Pokud například nožem z oceli 1095 krájíte citrusové plody nebo s takovým nožem pracujete ve slané vodě nebo v její blízkosti, budete muset čepel očistit nad rámec toho, čeho lze dosáhnout zběžným otřením hadříkem. Stejně tak pokud své nože skladujete v dílně ve sklepě, může přirozený sklon ke vzniku a udržování vlhkosti, který je typický pro mnoho prostor pod úrovní terénu, znamenat, že váš nůž začne rezivět působením vzdušné vlhkosti. Pokud nežijete v pouštním klimatu, mohou se stejné problémy objevit, pokud své nože skladujete v garáži.
Mnoho majitelů nožů se domnívá, že nejlepším místem pro skladování nože je ochranné pouzdro, které jej doprovázelo při dodání. Bohužel opak je pravdou, zejména u uhlíkové oceli, jako je 1095. Kožená pouzdra absorbují vlhkost a stávají se spíše zdrojem koroze než ochranným štítem proti ní. Termoplastická pouzdra mohou zadržovat vlhkost z okolního prostředí nebo z procesu čištění.
Chcete-li chránit nože vyrobené z oceli 1095 při jejich uskladnění, důkladně je očistěte a osušte a před umístěním do prostředí s kontrolovanou vlhkostí jejich čepele lehce a rovnoměrně naolejujte suchým hadříkem. Při výběru oleje se řiďte doporučeními výrobce nože. Kromě toho zvažte investici do vysoušecích balíčků, které mnozí výrobci nožů přikládají do krabic svých výrobků, když spotřebitelům zasílají nové nákupy. Odvlhčení dílny nebo výběr vhodnějšího místa s nižší vlhkostí také pomáhá snížit riziko oxidace. Je rozumné nože často kontrolovat, abyste mohli odvrátit jakékoli stopy oxidace dříve, než se na oceli 1095 objeví.
Srovnání složení slitin prvků: 1095 vs. 440C a D2
|
1095 Vysoko-uhlíková ocel |
440C nerezová ocel |
D2 nástrojová ocel |
|
|
Uhlíková |
0.95% až 1,03% |
1,00% |
1.50% |
|
Chrom |
17,50% |
12,00% |
|
|
Mangan |
0.35% až 0,50% |
0,50% |
0,60% |
|
Molybden |
0,50% |
1.00% |
|
|
Nikl |
0.30% |
||
|
Dusík |
|||
|
Fosfor |
<0.04% |
0,04% |
|
|
Křemík |
0.30% |
0,60% |
|
|
Síra |
<0,50% |
0.03% |
|
|
Vanad |
1.00% |
||
|
Tvrdost (Rockwellova stupnice C) |
.