Какая сталь для ножей лучше: параметры и типы ножевых сталей

Функциональность ножа складывается из нескольких элементов, от эргономики рукоятки до геометрии режущей кромки. Но важнейшим параметром не без основания считается тип стали, из которой изготовлен клинок. Неслучайно многих интересует вопрос: сталь для ножей, какая лучше, поскольку именно от нее зависят эксплуатационные характеристики изделия. Разбираемся, какие свойства важны для ножа, какие добавки в сплаве их определяют, какие типы металла используются в производстве ножей, и как выбрать оптимальный вариант.

Какой должна быть ножевая сталь

Вкусы потребителей разнятся, если разговор заходит о таких субъективных параметрах ножей, как дизайн и удобство использования. Но, независимо от назначения инструмента, требования к эксплуатационным характеристикам практически совпадают: каждому хочется стать владельцем прочного, надежного и износостойкого ножа.

Пользовательские свойства зависят от того, какой сплав использовался при изготовлении клинка. Основой всегда является сталь, сплав углерода и железа, и она легируется некоторыми химическими элементами с той или иной функциональной нагрузкой. Разные комбинации добавок позволяют усиливать нужные свойства или наоборот, ослаблять нежелательные.

Поэтому важно понимать, чем разные марки стали отличаются друг от друга. Универсальных сплавов не существует; каждый обладает собственным набором достоинств и недостатков, о чем нужно помнить при сравнении разных моделей ножей. Кроме того, надо учитывать, что лезвие приобретает те или иные качества не только благодаря сорту металла, но и благодаря способу термообработки, а также качеству заточки и геометрии.

Клинки описываются пятью ключевыми качествами: твердость, прочность, износостойкость, стойкость к коррозии и устойчивость режущей кромки, но обладают ими в разной степени.

Твердость

Твердость ножевой стали показывает, насколько клинок устойчив к воздействию деформирующей силы. Твердость измеряется по специальной шкале Роквелла, а определяется экспериментально, по вдавливанию в лезвие металлического или алмазного шарика. Результаты измерения оформляются в условных единицах (HRC).

Например, приемлемая твердость ножей серийного производства составляет 54-58 единиц, у инструмента ручного изготовления она лежит в пределах 57-62 единицы. Клинки из булатной или дамасской стали имеют твердость 59-64 HRC.

Для сравнения, твердость бюджетного кухонного инструмента не превышает 30-50 HRC. Чем она выше, тем лучше режущая способность ножа, и остроту он будет сохранять дольше. Однако, чем она выше, тем сложнее и дороже обрабатываемость. Другими словами, чем тверже сталь, тем дороже такой нож создать. Кроме того, с возрастанием твердости растет и хрупкость металла (то есть, снижается прочность).

Прочность

Прочность характеризует долгосрочность эксплуатации и способность сплава противостоять возникающим нагрузкам. Чем прочнее лезвие, тем меньше вероятность, что на нем возникнет скол или трещина от усталости металла. Измерение прочности плохо поддается стандартизации, но зависимость прослеживается точно: чем тверже сплав, тем меньше его прочность, и наоборот.

Поэтому ножи с высокой (60-64 HRC) твердостью отлично режут и долго не нуждаются в заточке, но их прочность сравнительно низкая. Инструмент с низкой твердостью (55-58 HRC) будет прочнее в эксплуатации, но править его придется чаще. При сравнивании различных марок стали приходится искать баланс этих параметров.

Износостойкость

Под износостойкостью понимается способность металла сопротивляться изнашиванию при контакте с другими материалами. Подразумевается, что износ может происходить двумя путями.

• Адгезионный износ. Происходит, когда, при контакте с другой поверхностью, с режущей кромки отделяются микрочастицы. Со временем на поверхности инструмента образуются дефекты (лунки).

• Абразивный износ. Он возникает, когда твердые структурные составляющие оставляют на более мягком материале царапины и другие деформации.

То, насколько износостойким будет лезвие, зависит от твердости и химического состава сплава. Сама же износостойкость определяет срок службы ножа и то, как часто ему будет нужна заточка.

Устойчивость к коррозии

Коррозийной устойчивостью называют способность стали сопротивляться неблагоприятным для нее факторам: чрезмерной влажности, кислотной или соленой среде. Сталей, не подвергающихся коррозии, не существует в принципе, правда, уровень устойчивости у них разный. Но, даже самые качественные сплавы при ненадлежащем уходе могут покрыться патиной ржавчины.

Устойчивость к коррозии и окислению повышают путем добавления к сплаву легирующих добавок: хрома и никеля, иногда – молибдена или титана. У нержавеющих сплавов есть и обратная сторона: режущая кромка при постоянном использовании будет тупиться быстрее.

Устойчивость режущей кромки (удержание заточки)

От того, насколько устойчивой будет режущая кромка лезвия, зависит, как долго оно будет оставаться острым. Устойчивость определяется несколькими факторами; на нее влияет твердость и прочность сплава, его стойкость к коррозии и деформациям. С другой стороны, острота и стойкость режущей кромки определяется и углом заточки, а он, в свою очередь, зависит от предназначения инструмента.

Свойства легирующих добавок

Не все знают, что не существует ни одной марки стали (то есть, сплава), созданной специально для ножей. Дело в том, что рынок ножей для крупных стальных гигантов, занимающихся разработкой сплавов, является второстепенным, побочным от основных задач. Сплавы разрабатываются для целей промышленного производства, и только потом некоторые из них рекомендуются для ножевого применения.

Различные химические элементы добавляют в сплав, чтобы усилить те или иные ее свойства. Производители ножей, не имея возможности разработать свои сплавы, работают с имеющимися марками стали; правда, у них остается возможность улучшить качество инструмента при помощи технологий обработки.

Типы сталей, различаются соотношением железа и углерода в составе, а также видом и процентным содержанием легирующих добавок. Кроме того, в состав могут входить и балластные примеси, например, сера или фосфор. Если говорить о легировании, то его выполняют с помощью следующих химических элементов.

• Углерод. Ключевой элемент любой стали, делающий ее прочной и твердой. Но для ножевых материалов существует оптимальный процент содержания углерода: порядка 1 %. Увеличение доли увеличивает твердость, но, вместе с тем, делает металл более хрупким и подверженным коррозии.
• Ванадий. Он нужен для повышения твердости и прочности металла, влияет на его структуру, измельчая зерно (мелкозернистые марки). Последнее обстоятельство повышает способность к закаливанию, а также сопротивление к износу.
• Хром. Сплавы, в которые добавляют хром, получаются коррозийно стойкими и твердыми, а также устойчивыми к повышенным температурам. Для производства ножей важно, что легирование хромом снижает зернистость и увеличивает износостойкость; правда, хрупкость также возрастает.

• Никель. Его добавляют, чтобы повысить стойкость металла к коррозии; кроме того, никель делает сплав более вязким, увеличивает стойкость к ударам.
• Молибден. Легирование молибденом, повышая вязкость металла, делает клинок более прочным и коррозийно защищенным. Правда увеличение твердости сопровождается повышением хрупкости.
• Вольфрам. Металл известен высокой температурой плавления, а легирование вольфрамом проводят, чтобы повысить пластичность и износостойкость клинка, а, значит, и его режущие качества.
• Марганец. Он является ценным легирующим элементом, способным улучшить ударную вязкость стали. Его присутствие увеличивает твердость и износоустойчивость; при этом возрастает стойкость к ударным нагрузкам, но без уменьшения пластичности.
• Кремний. Добавление кремния стабилизирует структуру сплава, делает его более прочным при сохранении вязкости.

Типы ножевых сталей

Разные по составу сплавы обладают разным набором качеств. Некоторые из них называют ножевыми, подразумевая, что данные материалы подходят для изготовления ножей. То, из какой стали делают ножи, зависит от предназначения клинка: кухонные, охотничьи, боевые, для резьбы. При этом клинки практически всех современных ножей изготавливаются из нержавеющей и углеродистой стали.

Нержавеющая сталь

Сегодня у каждого крупного производителя ножей имеются модели с клинком из нержавейки, и они входят в число самых популярных (продаваемых) изделий. Логика простая: материал обладает парой практических преимуществ: хорошей прочностью, сочетающейся с отменной коррозионной стойкостью.

Такое сочетание качеств обеспечивается присутствием высокого процента хрома. Правда, стойкость к ржавлению обеспечивается за счет некоторого снижения прочности, что оборачивается недолговечностью заточки. Клинки из нержавейки тупятся на порядок быстрее, чем из углеродистой стали, но надо отметить, что и точить их проще. Если понадобится, такой нож можно заточить даже подручными средствами (о камень, или, например, о керамическую чашку).

Нержавеющие стали с высоким содержанием хрома, когда содержание никеля в сплаве минимальное, или он отсутствует, называют мартенситными (мартенсит – характерная структура закаленной стали). Одна из востребованных марок мартенситной нержавейки – AISI 410.

Высоко- и среднеуглеродистая сталь

В число лучших сталей для ножей на сегодняшний день входят разнообразные модификации углеродистых стальных сплавов. Принципиальное их отличие заключается в разном содержании углерода и почти полном отсутствии легирующих добавок. Среднеуглеродистые марки содержат от 0,25 до 0,6 % углерода, высокоуглеродистые – до 2 % углерода. Содержание же хрома низкое; для сравнения, нержавейка содержит не менее 10,5 % хрома.

Основной минус изделий из углеродистой стали – низкая коррозийная стойкость. При контакте с влагой на поверхности появляется характерное потускнение, а, если за лезвием не ухаживать, то и ржавчина. В этом отношении нержавейка имеет явные преимущества, однако полностью вытеснить углеродку из сферы производства ножей у нее не получилось.

Объясняется это просто: углеродные сплавы (особенно, последних лет) значительно превосходят нержавейку по прочности, ударной вязкости и долговечности заточки. Даже при активной эксплуатации лезвие долго сохраняет остроту. Неслучайно профессиональные кухонные и узкоспециализированные модели изготавливаются преимущественно именно из этой стали.

Другие сплавы

В производстве ножей используют и другие стали.

• Низкоуглеродистая. Дешевая низкоуглеродистая нержавейка содержит до 0,25 % углерода, а ее твердость в среднем составляет 50 единиц HRC. Металл несложно распознать, если постучать по клинку: звук будет не звонким, а глухим. К известным мартенситным низкоуглеродистым нержавеющим сплавам относится немецкая сталь марки 1.4110, из которой производят профессиональные серии кухонных принадлежностей. Список можно расширить марками 50 ХГА, 65Г, ШХ15.
• Инструментальная. Такие сплавы в основном твердые, так как предназначены для изготовления режущего инструмента. В число востребованных (если говорить о производстве ножевого материала) входят марки 3V, D2, У7, У8. Если говорить о более современных, быстрорежущих сталях, то это M4 и Cruwear.

• Порошковые. Результат сложного технологического процесса, когда сталь измельчают до порошка, кристаллизуют, прессуют и запекают при сверхвысоких температурах. Получается металл высочайшего качества с особой мелкозернистой структурой. Ножи из порошковых сталей долго держат заточку, поражает и их острота: одним движением они с легкостью режут бумагу.
• Булат и дамаск. Исторические стали, получаемые комбинацией сложных литейных и кузнечных методов, внешне отличаются характерным поверхностным рисунком. Существуют нержавеющие и углеродистые разновидности обоих видов, с характерными достоинствами и недостатками у каждого.

Какие марки стали для ножей лучше

Однозначно выбрать лучшие марки практически невозможно. Проблема заключается в большом разнообразии сталей, из которых делают ножи, а также в вопросе, какой клинок считать лучшим. Люди многих профессий выдвигают к лезвию ножа высокие требования.

Например, охотникам, выживальщикам и военным нужен стойкий на излом нож с высокими характеристиками твердости и простой заточкой. Не менее важна и прочность клинка, его способность противостоять деформациям и коррозии при использовании в экстремальных условиях.

Эти параметры нередко входят в противоречие друг с другом (например, с увеличением твердости возрастает хрупкость), поэтому приходится искать компромисс и оптимальные соотношения противоречивых параметров. Чтобы соответствовать этим требованиям, производители используют совершенно разные виды стали, со своими сильными и слабыми сторонами.

Например, существуют компромиссные сплавы, которые обладают высоким показателем твердости и низким – хрупкости. Но у этого компромисса есть обратная сторона: после того, как такое лезвие затупится, заточить его в полевых условиях невозможно. Существуют и марки с зеркальным набором качеств: клинок хорошо сопротивляется излому, но моментально теряет заточку из-за мягкости металла.

Стали, используемые в производстве ножей, делятся на несколько категорий.

• Марки премиум-класса. Самые прочные сорта, позволяющие получить необычайно острое лезвие. Высокое качество достигается благодаря сложной технологии выплавки и особым способам обработки и шлифовки. В их число входит австрийская M390, шведская Elmax, японские VG-10 и ZDP-189, 154СМ (США).
• Марки среднего уровня. Они отличаются достойным набором качеств, как правило, хорошо точатся и долго держат заточку. В эту категорию попадает немецкая сталь 4116, шведская 14С28Т, разработанная в США D2. Хорошим соотношением цена/качество отмечаются одна из лучших китайских сталей, 8Cr13Mov, близкая по составу к японской AUS-8, а также американская 154СМ и ее японский аналог ATS-34.
• Марки бюджетного уровня. Главная претензия к изделиям из подобных сплавов – они плохо выдерживают нагрузки, гнутся и теряют заточку. У производителей серийных ножей пользуется популярностью японская AUS-6, инструментальная Х12МФ, американская 440А, 420 и ее модификация 420J2.

Коротко о главном

Для производства ножей используются разнообразные марки стали, но вопрос о том, какая сталь лучше, остается открытым. Проблема заключается в невозможности совместить в одном сплаве противоречивые параметры, и поэтому у каждой марки имеются свои достоинства и недостатки (иногда практически единственным значимым недостатком оказывается крайне высокая цена на изделие). Поэтому сталь для ножа приходится выбирать, исходя из способа его использования; это и будет основным критерием выбора.