Автор Тема: О стойкости к затуплению ножей отечественного производства. (статья)  (Прочитано 34166 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Cynic

  • Global Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 19274
  • Расположение: Днепр
  • Nihil habeo, nihil curo.
Вместо предисловия...

Куски статьи собраны из разных мест. Поправлено несколько явных опечаток.
Нечитабельные рисунки и пара таблиц со стандартными данными опущены.
Авторы продолжают использовать методику, так что с момента опубликования данных прибавилось.

К сожалению, авторство (реанимация?) метода тестирования клинка резкой валенок мне неизвестно.
(Возможно - Кузнецов, у которого есть упоминания о том, что издревле проверяли сабли и мечи резом кошмы. И упоминание в данной статье лосиной шкуры отсылает меня к нему же...)


О стойкости к затуплению ножей отечественного производства.

Автор: Басов Андрей Петрович, при участии Басова Константина Андреевича.


 Как-то раз я побывал на ножевой выставке, на ВДНХ, где увидел большое количество различных ножей, аж глаза разбежались.

Профессиональное любопытство (я по образованию и опыту работы металловед-термист) вызвало у меня желание протестировать их. Опробовав разные методы и материалы, я остановился на резании войлока. Первое время, до приобретения войлока, в работе использовались голенища валенок, выправленные утюгом. Эти заготовки разрезал на пластины 150-170 мм шириной и 250-300 мм длиной, складывал их по 2-3 штуки для получения толщины 13-14 мм. Эти пластины зажимал между 2-х дощечек в тисках и резал выступающую на 4 мм часть двумя руками. По мере резания нож тупится, и когда усилие реза возрастает, осматриваю режущую кромку. При осмотре на кромке (острие) видна светлая полоска. Толщина это полоски обычно составляет 0,025-0,03 мм (замерял под микроскопом при увеличении в 30 раз). Разумеется, все ножи одинаково затачивались под угол 25-30°, а резание заканчивалось в начале затупления.

После резания каждого ножа подсчитывается количество обрезков и умножается на поперечное сечение каждого. Так получается общая площадь реза ножа. Как заточку, так и резание всеми ножами выполнял сам.

Результаты испытаний 41 ножа в дм2 представлены в таблице 1.

Ножи, для которых, по моему мнению, результаты резания не соответствовали ожидаемым результатам для данной стали, я перетачивал и подвергал испытанию вновь.

Полученные результаты отображены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, показатели режущих свойств ножей в результате переточки могут возрасти  в 4 раза. Этот факт, вероятнее всего, может быть объяснен тем, что при заточке у производителя не был полностью удален обезуглероженный слой.

Все знают, что у охотников всегда возникает вопрос: как нож режет шкуру лося? Для выяснения этого я попросил в МООИР кусок сырой шкуры лося. Общество подарило мне такой кусок. Этот кусок размером 3м2 я резал на ремни и замерял их длину в метрах.

Данные представлены в таблице 3.

Эти ножи сделаны из сталей: Окунь и Каюр - 65Х13, Полевой - 65Г и Посадочный Р6М5.

Из этой таблицы следует, что величина шкуры лося в метрах превышает величину площади реза войлока в кв. дециметрах в 2,5-4 раза. Величина резов шкуры лося при снятии никак не превышает 7-8 метров, и, следовательно, нож, имеющий при тестировании 7 дм2 (реза войлока), способен выполнить такую работу без переточки.

Несколько охотников просили меня протестировать их <хорошие> ножи. Их показатели были в пределах 8-9 дм2.

Из изложенного материала должно быть ясно, что каждый владелец ножа простой проверкой - резанием войлока может оценить его возможности. По стойкости к затуплению режущий кромки их следует разделить на 3 группы.

I группа

Это ножи с невысокой стойкостью режущий кромки 2-4 дм2 и твердостью RC 44-49, как у пружин, из стали 65Г и 40Х13. Ножи этой группы отличаются высокой конструктивной прочностью и невысокой стойкостью режущей кромки. М. Кречмар в журнале <Охота и рыбалка XXI век> №2, 2006 г., пишет: <Такая твердость хороша для ножей тундровых и таежных охотников, так как такие ножи там легко точатся :>

II группа

Ножи повышенной стойкости режущих кромок выше 7-8 дм2 и твердости 52-58 RC. Такие ножи не вызывают критики на протяжении столетий. Они изготавливаются  из сталей У7, У8, 65Г, 65Х13 и ЭИ-107. Я считаю - и я не одинок в таком мнении, - что ножи этих сталей удовлетворяют всем требованием к повседневному рабочему ножу. Подобрать себе нож потверже или помягче, в указанных пределах, можно, пробуя напильником (надфилем) режущую кромку, ибо в большинстве случаев в документах на ножи практически всех производителей твердость не указывается. Такую проверку в состоянии выполнять любой почти любой квалифицированный слесарь, не говоря о термисте (калильщике). По своему опыту знаю, что против такой проверки, если ее проводить аккуратно, продавцы не возражают.

III группа

Ножи с высокой стойкостью режущих кромок выше 10 дм2 и твердостью RC 56-60 и более.

Такие ножи в большинстве случаев изготовляются из сталей 95Х18, 100Х13М, 110Х18М и по заказу из ШХ15 и У10.

Я считаю, что к этой группе следует отнести и самодельные ножи из быстрорежущей стали Р5М6 (и Р6М3), машинные пилы для резания на заготовки стальных прутков диаметром до 250 мм на специальных станках. Толщина этих пил до 2 мм. Я делал себе ножи из Р5М6. Эти ножи обладают высокой стойкостью режущей кромки, но они из-за высокой твердости, больше RC62, хрупкие. Чтобы уменьшить хрупкость этих ножей, мы отпускали их обычно на твердость RC 56-60 при 625°, при RC 55-56 при 640°, и RC 52-55 при 650°. После отпуска стойкость была выше 17 дм2.

Карбиды металлов равномерно распределены в материале лезвия ножа в виде очень твердых микроскопических включений, на много более твердых, чем сталь, внутри которой они находятся. При каждой заточке они образуют на режущей кромке микроскопическую пилку. Это обеспечивает стали, содержащей карбиды, очень высокую стойкость режущей кромки.

Лет 40-50 назад я сделал себе 4 ножа из отпущенных пил. Получились хорошие ножи, требующие редких подточек. Один из них - посадочный для сада и огорода, другой - для разделки нор кротов при постановке кротоловок, третий - для всяких мелких работ.

В 50-70 годы прошлого столетия с хорошими ножами было трудно. Тогда я работал в горячем цехе завода мастером, старшим мастером, а потом и начальником цеха. Ко мне часто обращались мои товарищи с просьбой дать отожженные заготовки для ножей из стали ШХ15, а потом приносили для термообработки. Хотя, такая деятельность, мягко говоря, не поощрялась, я не мог им отказать. Таким образом, через мои руки прошло порядочно таких ножей. Мы обычно отпускали их по твердости Rc 57-60, редко побольше, на 60-62, еще реже на 54-56. За многие годы работы я никогда не слышал нареканий по поводу качества ножей из ШХ15.

В настоящее время инструментальные заводы делают приличные ножи-косячки из сталей 9ХС и 9ХФ. Из импортных ножей я приобрел один Muela 2510R, из неизвестной стали. У этого ножа стойкость режущей кромки 16,2 дм2, но я его не опробовал в работе.

Обращаясь с ножами достаточно бережно, я никогда не чувствовал особых преимуществ нержавеющих ножей. Моим лучшим рабочим ножом, до сего времени, является номерной охотничий нож из углеродистой стали, приобретенный вероятно полвека назад. Он побывал со мной и в лесах Урала, Пермской и Московской области плавнях Кубани и тайге Приморья. Твердость этого ножа 58-60, а стойкость режущей кромки 13,6 дм2. Длина клинка 165 мм, толщина 3,5 мм. У меня создалось впечатление, что толще лезвия и не надо, нож не долото и не топор.

Стойкость ножей к затуплению зависит не только от твердости, но и от химсостава т.е. выбранной марки стали. Для того, чтобы показать как это выглядит на самом деле я свел показатель по твердости и стойкости к затуплению по 5 сталям в таблицу №4

Таблица 1

| Наименование | Изготовитель | Длина лезвия, см | Марка стали | Площадь реза
---- | ------------------- | ------------------- | ------------------------- | ------------------ | ------------------
1 | Полевой | ССО | 15 | 65Г | 1,4
2 | Кухонный | &nbsp; | 13 | 40Х13 | 1,8
3 | Волк 3 | ССО | 15 | 65Г | 2,0
4 | Кухонный | Труд Вача | 11 | 40Х13 | 2,1
5 | Кухонный | Псковская Горка | 14 | 40Х13 | 2,1
6 | Хаски | АИР | 13 | 65Х13 | 2,1
7 | Кухонный | &nbsp; | 12 | Углеродистая | 2,4
8 | Бобр | АИР | 12,5 | 95Х18 | 4,0
9 | Золотоискатель | Медтех | 12 | 65Х13 | 4,6
10 | Довод | ССО | 15 | 65Г | 5,2
11 | Буйвол | Альбатрос | 15 | 65Х13 | 5,2
12 | СМЕРШ 4 | НОКС | 15 | 65Х13 | 5,4
13 | Батько | НОКС | 13,5 | 65Г | 5,6
14 | Бекас | ЗОК | 14 | ЭИ107 | 6,0
15 | Каюр | САРО | 15 | 65Х13 | 6,4
16 | Каюр | САРО | 15 | 65Г | 7,2
17 | Полевой | ССО | 16 | 65Х13 | 7,6
18 | Ф-2 | Кизляр | 14 | 65Х13 | 7,6
19 | Окунь | САРО | 12,5 | 65Х13 | 8,0
20 | Столовый | Tramontina | 11 | 420 | 6,6
21 | Столовый | Tramontina | 11 | 420 | 6,0
22 | Финка | Самодельный | 15,5 | Углеродистая | 8,0
22 | Финка | Самодельный | 15,5 | Углеродистая | 8,0
23 | Кречет | САРО | 14 | 65Х13 | 8,4
24 | Буйвол | Альбатрос | 15 | 65Х13 | 8,6
25 | Гюрза | САРО | 13 | 65Х13 | 9,4
26 | Посадочный | Самодельный | 14 | Р6М3 | 9,6
27 | Бекас | АИР | 12 | 95Х18 | 9,8
28 | Охотник | САРО | 15 | 65Х13 | 13,5
29 | Охотничий | ПК МООИР | 16,5 | Углеродистая | 13,6
30 | Кабан | Альбатрос | 13 | 65Х13 | 14,0
31 | Хозяйственный | Самодельный | 12,5 | Р6М3 | 13,0
32 | НХ. 2.000 | Златоустовкий Маш. завод | 13 | 110Х18М | 12,0
33 | Посадочный | Самодельный | 13 | Р6М5 | 17,8
34 | Образец 2 | Самодельный | 14 | Р6М5 | 18,0
35 | Образец 3 | Самодельный | 14 | Р6М5 | 18,0
36 | Образец 4 | Самодельный | 14 | Р6М5 | 18,0
37 | Образец 1 | Самодельный | 14 | Р6М5 | 21,0
38 | Нож 2 | Самодельный | 11,5 | Р6М5 | 20,0
39 | Нож 1 | Самодельный | 12 | Р6М5 | 21,0
40 | Нож б/н | Самодельный | 11,5 | Р6М5 | 22,0
41 | Нож б/н | Самодельный | 12 | Р6М5 | 24,0


Таблица 2
Результаты резания в дм2 После I...II...III заточки.

| наименование | изготовитель | Марка стали | После I заточки | После II заточки | После III заточки
---- | ------------------- | ------------------- | ------------------ | ---------------------- | ----------------------- | ------------------------
1 | Бекас | АИР | 95Х18 | 2,7 | 7 | 11
2 | Бобр | АИР | 95Х18 | 1,1 | 4 | 4
3 | Буйвол | Альбаторс | 65Х13 | 2 | 5 | 8,6
4 | Ф-2 | Кизляр | 65Х13 | 2 | 8 | 8
5 | Окунь | САРО | 65Х13 | 4 | 8 | 8
6 | Фокстерьер | САРО | 65Х13 | 4 | 7 | 8,4
7 | Каюр | САРО | 65Г | 4 | 7 | 7

Таблица 3.

| Наименование | Величина реза волокна, дм2 | Величина реза шкуры лося в метрах
---- | -------------------- | -------------------------------------- | ---------------------------------------------------
2 | Каюр | 7,2 | 18
3 | Посадочный | 9,6 | 46
4 | Полевой | 1,4 | 3,6


Таблица 4.

Твердость в HRc | 40 | 42 | 44 | 46 | 48 | 50 | 52 | 54 | 56 | 58 | 60 | 62
---------------------------- | ----- |
----- | ----- | ----- |
----- | ----- | ----- |
----- | ----- | ----- |
----- | -----
Р6М5 |
20 | | 18 | 18 |
| 17 | 19 | 19 |
20 | 20 | 21 | 22
95Х18 |
| | | |
| | | |
| | 12 |
110Х18М |
| | | |
| | 12 | |
| | |
65Х13 |
| | 5.4 | 6.4 |
7.2 | 8.7 | 13.5 | 8 |
| | |
40Х13 |
| | 2 | |
6.3 | 6.4 | 8 | 7.6 |
| | |

Примечание:

 Опыт показал, что для подтверждения стойкости ножа в 14-16 дм2 надо изрезать больше, чем голенище одного валенка или пластины войлока 1 см толщиной размерами больше 200х360 мм.

Из приведенной таблицы и графика видно, что если принять стойкость для 65-Х13 7-8 дм2 за норму, то стойкость 40Х13 будет ниже на 10-50%, стали У10, 95Х18, 100Х13М и 110Х18М выше на 50-100%. Сталь 65Г примерно такая же по стойкости как и 65Х13.

При проверке ножей на стойкость к затуплению резанием войлока следует иметь в виду, что если по своему качеству войлок валенок более или менее одинаков, то войлок в готовых пластинах может давать разные результаты. (см. таблицу №5)

Таблица №5

Название ножа | Марка стали | Стойкость на голенище
 валенка, дм2
| Стойкость на строительном
войлоке, дм2
---- | -------------------- | -------------------------------------- | ---------------------------------------------------
Хозяйственный | Р6М5 | 17,8 | 7.2
Охотник (САРО) | 65Х13 | 13.3 | 4
Спас - 2 (Росоружие) | 110Х18М | 11 | 2.8


Из этой таблицы следует, что каждый кусок войлока следует проверять уже тестированным ножом.

Считаю необходимым добавить к изложенному:

Когда мы приступали к этой работе, то ставили своей целью определить сравнительную стойкость к затуплению ножей отечественного производства. Результаты этой работы, представленные в таблице 1  дают ответы на эти вопросы.

На втором этапе работы мы определяли связь стойкости ножей при резании как с твердостью, так и с химсоставом (маркой стали).

Установлено следующее:

1. При снижении твердости ножей из стали Р6М5 с 62 - 64 Rc до 40 - 55 Rc значение стойкости при резании войлока снижается с 22  дм2 до 18 дм2 (на самом деле стойкость выше), то есть всего на 4 дм2.

Это показывает, можно иметь ножи с высокой стойкостью к затуплению при резании и одновременно пониженную твердость, порядка 45 - 50 Rc, и даже 40 - 45 Rc, что упрощает заточку.

Мы сами, при такой твердости, выполняли спуски на ножах и ножах - образцах напильником.

На основании проделанной работы со сталью Р6М5 становится ясно, что на таких сталях, как, например, Х12М, Х12Ф, 95Х18, 110Х18 возможно снижение твердости отпуском при сохранении стойкости выше 8 - 10 дм2 после подбора нужной температуры. Мы такую цель себе не ставили.

Факт сохранения высокой стойкости при снижении твердости объясняется тем, что эти стали обладают повышенной теплостойкостью и повышенным количеством карбидов в их структурах и высоким значением твердости этих карбидов.

[... ]

Заканчивая описание качества режущей кромки ножей отечественных производителей, хочется обратить внимание на то, что в выдаваемых документах при покупке фактическая твердость не указывается, из чего следует, что твердость надо проверять самому.

Выводы:

1. Твердость ножей из стали 40Х13 не должна быть ниже 48-50 Rc, тогда и стойкость при резании войлока не будет ниже 2-3 дм2.

2. Твердость ножей из стали 65Х13 и 65Г, ЭИ107 не должны быть ниже 54-55 Rc, тогда стойкость режущих кромок ножа будет не ниже 7-8 дм2. Такие ножи безусловно хороши для повседневного рабочего ножа большинству потребителей.

3. Стойкость ножей из сталей У10, 95Х18, 100Х13М и 110Х18М, по моим результатам, колеблется от 10 до 14 дм2, но с такими ножами надо бережно обращаться особенно если они заточены под 20° и ниже из-за склонности к выщерблению и сколам кромок.

4. Ножи из стали Р6М5 (Р6М3) конечно обладают самой высокой стойкостью кромок выше 17-18 дм2. К таким ножам надо не менее аккуратно обращаться, чем с ножами из 95Х18, 100Х13М, 110Х18М.

5. Помните, что чем меньше угол заточки, тем легче повредить режущую кромку, а чем острее нож, тем легче об него обрезаться.

6. Во избежание всяческих неприятностей не давайте своего ножа людям, в которых вы не уверены.

7. Устроителями выставок-продаж ножевой продукции обеспечить торговый зал группой квалифицированных консультантов и участок с твердомерами Роквелла для контроля твердости с опытными контролерами. Надо знать, что многие покупатели плохо представляют, что им надо.

P.S. Желание написать эту статью возникло после прочтения в журнале <Охота и рыбалка 21 век> №2 2006 г. очень хорошей, но несправедливой статьи М. Кречмара <Охотничьи ножи>. Его утверждение, что в продаже хороших рабочих ножей нет, совершенно неверно. В продаже есть хорошие, надежные и удобные ножи удовлетворяющие большинство, если не всем потребителям. Кроме всего этого есть умелые мастера, готовые сделать любые ножи, удовлетворяющие почти всем пожеланиям заказчика.
Не откладывай на завтра то, что можно вообще не делать!

 

Оффлайн arkanar

  • Эксперт
  • *******
  • Сообщений: 4985
  • Расположение: Черкассы

Оффлайн Jan

  • Активный участник
  • ***
  • Сообщений: 490
  • Расположение: Киев
  • Za wasz? wolno?? i nasz?
Серьезный подход к делу. =)
Как говорила моя бабушка, лучше выстрелить перезарядить и снова выстрелить, чем светить фонариком в темноту и спрашивать кто тут ?

somr

  • Гость
спасибо большое за эту очень позновательную статью.

Оффлайн Igor-ok

  • Бывалый
  • *****
  • Сообщений: 1208
  • Расположение: Киевская область.
Есть вопрос (может глупый, но я не специалист)-выходит, что р6м5 можно отпустить при температуре 600-650 без значительной потери режущих свойств? А сколько времени надо держать?
Почему же тогда инструмент из р6м5 не отпускается при работе?
http://www.hobbithouseinc.com/personal/woodpics/
галерея пород древесины.

 

Оффлайн Cynic

  • Global Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 19274
  • Расположение: Днепр
  • Nihil habeo, nihil curo.
Можно.
Но там есть некоторое количество "но"... () (Из-за которых мало кто такое практикует.)

Типа того, что диапазон "600-650" означает "где-то там, на границе" = "пальцем в небо".

Насколько я в курсе - для желаемого результата необходима выдержка около часа при "правильной" температуре и она должна быть выдержана не хуже ±10°... Но вот засада - для конкретного единичного образца невозможно её высчитать заранее с достаточной точностью.


Бросая камни в воду Желательно понимать, что при этом происходит с металлом. Ибо...
Не откладывай на завтра то, что можно вообще не делать!

Оффлайн Igor-ok

  • Бывалый
  • *****
  • Сообщений: 1208
  • Расположение: Киевская область.
http://www.hobbithouseinc.com/personal/woodpics/
галерея пород древесины.