Begrebet “kniv” kan beskrive en tilsyneladende uendelig række af produkter, fra foldeknive og automatiske knive til faste knive og skeletværktøjer. Knivindustrien designer og fremstiller vidt forskellige kreationer for at opfylde et lige så bredt udvalg af behov for mange typer brugere. Derfor må de mennesker, der fremstiller knive, arbejde sig igennem en lang række beslutninger for at bestemme og definere udseendet, ydeevnen og anvendelsesområdet for hver enkelt kniv, de skaber. Den måske vigtigste beslutning på denne liste vedrører valget af det stål, der danner centrum for knivens funktionelle komponenter:
Mere end nogensinde før i knivindustriens historie kan knivproducenter i det 21. århundrede vælge mellem en lang række ståltyper til knive, der hver især har deres egen balance af fordele, ulemper, styrker og svagheder. I denne udvælgelsesproces er der ingen egenskab eller kombination af specifikationer, der er lig med perfektion. Nogle knivmagere viser en præference for visse ståltyper på grundlag af disse metallers evne til at udvise specifikke egenskaber, men hvert stål repræsenterer en individualiseret balancegang mellem plusser og minusser. Forbedrer man en egenskab, lider en anden under det i en vippereaktion. Mange af beslutningerne mellem knivstålene drejer sig om at vælge mellem hårdhed og sejhed, kantfasthed og let slibning, korrosionsbestandighed og sejhed osv.
Den moderne metallurgi har formuleret opfindsomme løsninger på de ældgamle problemer, som knivmagere står over for. Nogle legerede ståltyper øger f.eks. kantfastheden til et hidtil uset niveau, men selve metallerne kræver avancerede færdigheder for at kunne slibes korrekt og effektivt. Samtidig kræver nogle knivdesigns imidlertid de relativt gammeldags dyder af en let slibbar kniv, der opnår en god kant og opfylder barske arbejdsopgaver med udholdende robusthed. Til disse anvendelser griber nogle designere til den gennemprøvede og sande ydeevne af 1095 kulstofstål.
Basisstålkategorier
Når du forstår, hvordan 1095 stål passer ind i kategorien af kulstofstål, og hvordan kulstofstål sammenlignes med andre typer, kan du begynde at visualisere de grundlæggende kriterier, der er med til at forme nogle af valgene blandt bladstål til en individuel kniv. Kulstofstål består af relativt enkle blandinger af kun få grundstoffer. Sammen med det jernfundament, der tjener som udgangspunkt for ethvert stål, indeholder kulstofstål varierende mængder af det grundstof, der giver dem deres betegnelse (mellem 0,12 % og 2,00 %), sammen med små mængder af andre grundstoffer.
Den amerikanske jern- og stålinstituts grænser for kulstofståls grundstofkemi fastslår, at det ikke må indeholde mere end 1,65 % mangan, 0,60 % silicium eller 0,60 % kobber, og at det ikke må kræve mere end mindst 0,40 % kobber. Desuden må en kulstofstålsformel ikke kræve nogen minimumsmængde af mange af de andre grundstoffer, der giver legerede ståltyper deres egenskaber, herunder krom, molybdæn, nikkel og vanadium, der ofte findes i komplekse legeringer, samt kobolt, niobium, titan, wolfram og zirconium. Faktisk må formlen stort set ikke angive noget andet obligatorisk indhold end jern og kulstof.
Begrebet “1095 stål” repræsenterer den klassifikation, der anvendes på metallet i henhold til SAE International numeriske system til kategorisering af stål. I henhold til dette system repræsenterer de to første cifre i en firecifret klassifikation det eller de vigtigste grundstof(er), der tilsættes til jern for at fremstille en bestemt ståltype. De sidste to cifre repræsenterer den procentvise andel af kulstof i formlen. I tilfælde af 1095-stål identificerer det første ciffer “1” metallet som et kulstofstål, “0” viser, at det ikke indeholder noget sekundært legeringselement, og “95” repræsenterer dets kulstofindhold. Blandt kulstofstål har 1095 stål den yderligere begrænsning, at dets kulstofindhold ikke må overstige ca. 1,00 %. 1095-stål indeholder også 0,35 % til 0,50 % mangan, mindre end 0,05 % svovl og mindre end 0,04 % fosfor.
Elementer og ydeevne
Metallurger opbygger legeringsformler ud fra en liste af elementer, der tilføjer specifikke egenskaber til og fratrækker specifikke begrænsninger fra det resulterende metal. Mere er ikke altid bedre. Nogle elementer giver uønskede egenskaber, når mængden af dem øges. I de fleste tilfælde repræsenterer hver tilføjelse til elementkemien en afvejning mellem to egenskaber.
Kulstof, det element, der forvandler jern til stål, tilføjer hårdhed, slidstyrke og kantfasthed. Chrom er det hårdeste grundstof i det periodiske system og tilfører hårdhed og slidstyrke samt korrosionsbestandighed. Kobolt øger hårdheden og sejheden og kan mangedoble virkningerne af andre legeringselementer. Kobber øger korrosionsbestandigheden. Mangan øger hårdheden og slidstyrken og kan hjælpe med at fjerne ilt fra stålet under produktionsprocessen. Molybdæn øger hårdhed, sejhed og korrosionsbestandighed. Nikkel bidrager til sejhed samtidig med, at det reducerer hårdheden. Niobium kan erstatte kulstof og give en hård, hård legering med korrosionsbestandighed. Fosfor øger hårdheden, men kan i store mængder føre til sprødhed; nogle metallurger betragter fosfor som en forurenende faktor snarere end en ønskelig del af en legeringsopskrift. Ligesom mangan hjælper silicium med at fjerne ilt under stålproduktionen; det er også med til at øge hårdheden. Svovl kvalificerer sig typisk som en forurenende faktor snarere end en komponent, hvilket reducerer sejheden, selv om små mængder af det kan gøre et stål lettere at bearbejde. Wolfram øger hårdheden og sejheden. Vanadium bidrager til at udvikle sejhed, slidstyrke og korrosionsbestandighed. Titanium reducerer vægten, øger sejhed og korrosionsbestandighed og kan bidrage til at opbygge slidstyrke.
I modsætning til komplekse elementblandinger har 1095-stål en langt mere enkel tilgang til opbygning af en opskrift på stål.
Non-Stainless Versus Stainless Steels
I modsætning til den relative enkelhed af kulstofstål er legeret stål afhængig af komplekse kemier, der tilføjer andre elementer for at øge visse ønskværdige præstationsegenskaber og minimere svagheder, der kan begrænse knivbladets udholdenhed, ydeevne og alsidighed. Værktøjsstål består af kulstofstål med højt kulstofindhold tilsat krom, molybdæn, wolfram og vanadium. Rustfri ståltyper afhænger af procentdelen af krom i deres legeringskemi for at kvalificere sig til denne betegnelse.
De grundlæggende AISI-kategorier starter med kulstofstål med “1” og går videre til en liste over otte legerede ståltyper, der hver især betegnes med det første ciffer i deres klassifikationsnummer. Serien “2” indeholder nikkel. Et “3” angiver nikkel-krom-formler. Molybdænståls klassifikationsnumre begynder med “4”. Det første ciffer “5” angiver kromstål; “6” angiver krom-vanadium-formler. Et “7” angiver wolfram som det vigtigste legeringselement. Serien “8” omfatter nikkel, krom og molybdæn. Endelig indeholder “9”-serien silicium og mangan.
Bortset fra legerede ståltyper peger andre formler på yderligere præstationsegenskaber. Rustfri ståltyper skal indeholde en minimumsmængde krom for at bære denne betegnelse, typisk mellem 12 og 14 %. Disse legeringer udmærker sig ved korrosionsbestandighed og udviser større mængder slidstyrke end kulstofstål.
1095 stål: Selvom 1095-stål kategoriseres på grundlag af 0,95 % kulstof, kan dets formel faktisk indeholde alt fra 0,90 % til 1,03 % af dette element, afhængigt af hvem der fremstiller det, og hvad stålproducentens kunde ønsker i en bestemt produktionsserie. På grund af dette kulstofindholdsniveau kvalificerer 1095 sig som et stål med højt kulstofindhold.
Højt kulstofindhold kan korrelere med sprødhed, hvilket forklarer, hvorfor 1095-stål sjældent bliver valget til lange eller tynde klinger, som begge kan accentuere denne ulempe katastrofalt på ubelejlige tidspunkter. Dette potentielle negative forhold opvejes af den positive side af stål med højt kulstofindhold, nemlig dets sejhed og holdbarhed. Disse egenskaber gør 1095-stål til et populært valg til robuste bushcrafting- og overlevelsesknive, applikationer, der er afhængige af og kræver en hårdfør bladbestand, og som typisk anvender tykke faste knive. Stål med højt kulstofindhold som 1095 anvendes også i fjedre og savklinger, som begge nyder godt af dets sejhed, i landbrugsudstyr med knive og i tråd.
I 10-serien af kulstofstål gælder det, at jo højere den numeriske betegnelse er, jo større er procentdelen af kulstof i stålet, og jo større er den tilsvarende grad af slidstyrke. Samtidig med at kulstofindholdet stiger, falder sejheden i en af de metallurgiske afvejninger, der kendetegner stålproduktionen. 1095-stål finder tilstrækkelig balance mellem kulstofstålets fordele og ulemper til at være det mest populære valg til fremstilling af klinger i “10xx”-serien.
Det største minus på 1095-stålets liste over egenskaber er måske dets medfødte mangel på korrosionsbestandighed. Uden krom eller andre elementer, der bidrager til et ståls evne til at modstå oxidationskræfter, kan 1095-stål blive offer for fugt, fugt, salt, sure fødevarer og andre rustfremkaldende kræfter, som det møder.
Tre fremgangsmåder kendetegner knivproducenternes tilgang til at modvirke 1095-ståls sårbarhed over for oxidation. Varmblåning kan tilføre 1095-stål en vis korrosionsbestandighed. Nogle knive leveres med belagte knive, der er designet til at isolere stålet fra dets omgivelser, hvilket forhindrer oxidation ved at tilføje beskyttelse mod årsagen til den. Andre knive er forsynet med et lag olie, der skal tjene som midlertidig beskyttelse, og en anbefaling om at påføre et nyt lag efter behov.
1095 stål i knivproduktion
Knivmagere vælger 1095 på grund af dets hårdhed, bearbejdelighed, nemme slibning og beskedne pris. Rustfrit stål kan koste fire gange så meget som 1095 stål; stål fremstillet ved hjælp af partikelmetallurgi kan koste 10 gange så meget som standard kulstofstål.
De to vigtigste metoder til konstruktion af knivblade omfatter smedning og materialefjernelse. Smedning indebærer, at stålet formes ved hjælp af hammerslag, efter at det er blevet opvarmet tilstrækkeligt til at gøre det bearbejdeligt. For at hærde materialet kan knivmagere opvarme stålet, slukke det i olie eller vand for at sænke dets temperatur hurtigt nok til at opnå den ønskede ydeevne og derefter opvarme metallet igen for at hærde det. Den håndlavede smedningsproces bliver upraktisk, hvis og når knivmageren vælger at producere knive i større mængder end de mindre produktionsniveauer, der er almindelige blandt nye håndværkere og dem, der arbejder som enkeltmandsvirksomheder.
Til smedningsformål har 1095 stål de typer egenskaber, der gør det relativt let at anvende med succes. Afhængigt af de ønskede egenskaber ved den færdige kniv kan stålet skæres for at opnå en høj grad af hårdhed med henblik på kantfastholdelse og skæreevne, mens resten af bladet efterlades lidt blødere for at give det tilstrækkelig sejhed til at modstå bøjning uden at gå i stykker.
Ud over sin egnethed til smedning egner 1095 stål sig også lige så godt til produktionsprocesser, der er afhængige af blankable metal. Ved denne proces til fjernelse af materiale anvendes en vandstråle, laser eller wire til at skære knivformer – emner – ud af stålplader.
Den ønskelige anvendelse af et individuelt stål til en specifik knivfremstillingsopgave afhænger af faktorer ud over de elementer, der indgår i den opskrift, der anvendes til at fremstille det. Varmebehandling kan gøre eller ødelægge et bestemt stål, idet det enten forvandles til en hård, sej klinge, der er i stand til at acceptere en produktivt skarp kant, eller en skør metalplade, der flækker, knækker og er en bedre papirvægt end en kniv.
Ud over det traditionelle knivdesign og -produktion optræder 1095-stål også i det mere nærmest eksotiske materiale, der er kendt som Damaskus-stål. Damaskusstål er fremstillet af en kombination af to ståltyper, et lyst og et mørkt, og Damaskusstålet viser hvirvler og hvirvler af mønstre som noget, der er synligt gennem et sort-hvidt kalejdoskop. De to ståltyper smelter sammen ved hjælp af en smedesvejsningsproces efterfulgt af en syreætsning, der fremhæver de mønstre, der dannes, når metallerne foldes sammen i lag. Disse mønstre kan danne tilfældige eller på forhånd planlagte former. Damaskus-stålproduktionsprocessen har sin oprindelse i forsøget på at overvinde svaghederne ved gamle ståltyper og fremstille kampklare klinger. Biproduktet af produktionstrinnene giver et æstetisk resultat, der i sig selv er værdsat som et ædelt metal, uanset de praktiske styrker, det har i en funktionel klinge.
Nogle forbrugere værdsætter Damaskusstål på grund af de gamle traditioner, det henviser til. Selv om de moderne metoder til fremstilling af denne eksotiske blanding af to metaller kan afvige fra de gamle teknikker, som de gamle ville have brugt, bærer det resulterende stål en mystik baseret på dets årtusinders historie som et værdsat materiale til sværd og andre våben.
Særlige overvejelser
Da 1095 stål mangler så meget som et spor af krom eller andre elementer, der kan bidrage til korrosionsbestandighed, kræver knive fremstillet af det særlig pleje og opmærksomhed for at undgå udvikling af rust som følge af miljømæssig eksponering for oxiderende stoffer og forhold. Hvis man blot tørrer en kniv i 1095-stål tørt af, kan det ikke nødvendigvis fjerne alle spor af forurening fra bladet. Hvis du f.eks. skærer citrusfrugter med et blad af 1095 stål eller arbejder med en sådan kniv i eller i nærheden af saltvand, skal du rense bladet mere end det, der kan opnås med en overfladisk aftørring med en klud. Hvis du opbevarer dine knive i et værksted i en kælder, kan den naturlige tendens til at udvikle og fastholde fugt, som kendetegner mange rum under jorden, betyde, at din kniv begynder at ruste på grund af udsættelse for luftfugtigheden i luften. Medmindre du bor i et ørkenklima, kan de samme problemer opstå, hvis du opbevarer dine knive i en garage.
Mange kniveejere mener, at det bedste sted at opbevare en kniv er i den beskyttende skede, der fulgte med den, da den blev sendt. Desværre er det omvendte tilfældet, især for et kulstofstål som 1095. Læderskeder absorberer fugt og bliver kilder til rust i stedet for beskyttende skjolde mod rust. Termoplastiske skeder kan rumme fugt fra miljømæssig eksponering eller fra rengøring.
For at beskytte knive af 1095 stål, når du opbevarer dem, skal du rengøre og tørre dem grundigt og påføre et let, jævnt lag olie på bladene med en tør klud, før du placerer dem i et fugtighedsreguleret miljø. Se knivproducentens anbefalinger, når du vælger olie. Overvej desuden at investere i tørremiddelpakker som dem, mange knivproducenter lægger med i deres produktkasser, når de sender nye køb til forbrugerne. Affugtning af dit værksted eller valg af en bedre placering med mindre fugt er også med til at mindske risikoen for oxidation. Det er klogt at kontrollere dine knive ofte, så du kan afværge ethvert spor af oxidation, før det viser sig på 1095 stål.
Sammenligninger af elementlegeringsformuleringer: 1095 High-Carbon Steel vs. 440C og D2
|
1095 High-Carbon Steel |
440C Stainless Steel |
D2 Tool Steel |
||
|
Carbon |
0.95% til 1,03% |
1,00% |
1.50% |
|
|
Krom |
17,50% |
12,00% |
||
|
Mangan |
0.35% til 0,50% |
0,50% |
0,60% |
|
|
Molybdæn |
0,50% |
1.00% |
||
|
Nikkel |
0.30% |
|||
|
Sitrogen |
||||
|
Phosphor |
<0.04% |
0.04% |
||
|
Silicium |
0.30% |
0,60% |
||
|
Svovl |
<0,50% |
0.03% |
||
|
Vanadium |
1.00% |
|||
|
Hårdhed (Rockwell C-skala) |