Pri výrobe nožov sa používa rôzna nožiarska oceľ s rôznymi vlastnosťami (zmes uhlíka a železa obohatená o ďalšie prvky na zlepšenie určitých želaných vlastností podľa typu použitia) a metódami používanými pri ich výrobe ( ako sa oceľ valcuje a ohrieva). Preto by sa osobitá pozornosť mala venovať typu oceli používanej v čepeli noža.
Vlastnosti ocele
- Tvrdosť: miera schopnosti ocele odolávať trvalej deformácii, často sa označuje aj ako pevnosť (meria sa pomocou stupnice Rockwell C)
- Kaliteľnosť: schopnosť ocele byť vytvrdená tepelným procesom
- Pevnosť: schopnosť ocele odolávať aplikovaným silám
- Ťažnosť: schopnosť ocele sa ohnúť alebo sa ohýbať bez poškodenia
- Húževnatosť: schopnosť ocele absorbovať náraz, odolávať poškodeniu (vylamovaniu ostria alebo zalomeniu hrotu noža).
- Počiatočná ostrosť: ostrosť čepele z výroby
- Odolnosť ostria: schopnosť ocele ako dlho si dokáže zachovať svoju ostrosť v závislosti od času použitia.
- Odolnosť voči opotrebovaniu: schopnosť odolávať opotrebovaniu a oderu počas používania. Túto vlastnosť silne ovplyvňuje i chemické zloženie ocele.
- Odolnosť voči korózii: schopnosť ocele odolávať korózii, ako napr. hrdza spôsobená vonkajšími prvkami (vlhkosť, vlhkosť a soľ atď.).
Najlepšia nožiarska oceľ ale nevzniká automaticky maximalizáciou všetkých vyššie uvedených vlastností. Je dôležité, aby boli kľúčové vlastnosti noža, pevnosť alebo tvrdosť a húževnatosť, vyvážené. Ak viete ako nôž plánujete použiť, potom sa pri výbere noža určite rozhodnete správne.
Poznámka: pojem „nehrdzavejúca oceľ„ je v konečnom dôsledku zavádzajúci, pretože väčšina všetkých druhov ocelí pokiaľ bude vystavená nežiaducim účinkom dostatočne dlho, tak vykáže určitý druh poškodenia.
Bežná nožiarska oceľ sa delí nasledovne:
Nástrojová oceľ
Do tejto skupiny patria predovšetkým oceľové zliatiny, ktoré sa používajú v rôznych rezných nástrojoch. (najviac používané sú D2,O1 a CPI, CPM3V a pokročilejšie M4).
CPM-4V – prémiová nástrojová oceľ vyrobená metódou práškovej metalurgie, od amerického výrobcu Crucible Industries. Charakterizuje ju vysoká húževnatosť a odolnosť voči opotrebovaniu sa. Vysoký obsah uhlíka 1.35% zabezpečuje výborné držanie ostria. Ostatné prvky obsiahnuté v CPM-4V sú 5% chróm, 3,85% vanád, 2,95% molybdén, 0,8% kremík, 0,4% mangán. Tvrdosť ocele môže dosahovať až 66 HRC.
D2 – patrí medzi tzv. “polonerezové” nástrojové ocele, vďaka relatívne vysokému obsahu chrómu až 12%. Vysoký obsah uhlíka (1,5%) zabezpečuje výborné držanie ostria. Veľmi kvalitná oceľ vyššej kategórie s tvrdosťou 60-62HRC. Kombinácia skvelej odolnosti voči opotrebovaniu sa, vysokej tvrdosti a vyššej odolnosti voči korózii robia z tejto ocele skvelú voľbu, predovšetkým pre outdorové a survival nože alebo bojové nože.
A2 – má lepšie vlastnosti ako D2, okrem odolnosti voči opotrebovaniu. Často sa používa na výrobu bojových nožov.
W-2 – obsahuje 0,2% vanádu. Táto oceľ je pomerne tvrdá a dobre drží ostrie. Zatiaľ čo oceľ W1 bez vanádu nie je tak tvrdá a má horšiu odolnosť voči opotrebovaniu sa.
Séria 10 (1095,1084,1070,1060,1050 atď.) – najpoužívanejšia oceľ na výrobu nožov. Oceľ 1095 obsahuje 0,95% uhlíka a 0,4% mangánu a je pomerne húževnatá, ľahko sa ostrí, ale je náchylná na hrdzu. Táto oceľ je cenovo veľmi dostupná.
Carbon V – je to príborová oceľ, ktorá vykazuje primeranú odlnosť voči korózii a dobre drží ostrie.
Niolox (SB1, 1.4153.03) – nástrojová oceľ od nemeckého výrobcu Lohmann. Obsahuje 0,8% uhlíka, 12,7% chrómu, 1,1% molybdénu, 0,9% vanádu a 0,7% nióbu. Spája v sebe vysokú odolnosť voči korózií a veľmi dobré držanie ostria. Vďaka obsahu nióbu je táto oceľ veľmi jemnozrnná, čo napomáha stabilite ostria. Tvrdosť ocele sa pohybuje medzi 58 – 63 HRC. Niolox je porovnateľná s oceľou D2, avšak má ešte lepšie držanie ostria a vyššiu húževnatosť.
CPM 10V – oceľ s vysokým obsahom vanádia a kremíka. Táto trieda poskytuje vynikajúcu odolnosť voči opotrebovaniu sa, vysokú húževnatosť, ale aj vyššiu cenu.
Uhlíková oceľ
Pri nej je dôležitá húževnatosť a odolnosť. Často sa z nej vyrábajú nože na prežitie a mačety. Táto oceľ je náchylnejšia na koróziu, pretože má nízky obsah chrómu. Najobľúbenejšou je uhlíková oceľ 1095.
1075 – uhlíková oceľ používaná na výrobu nožov, sekacích nástrojov, ale aj pružín. Obsahuje 0,7 – 0,8% uhlíka, 0,5-0,8% mangánu a stopové množstvá forsforu a síry. Jedná sa o vysokouhlíkovú oceľ, čiže sa dobre brúsi a ľahko pri nej dosiahnete vysokú ostrosť. Zároveň však pri nožoch z tejto ocele treba dbať na správnu starostlivosť a údržbu. Oceľ 1075 využíva napríklad výrobca Condor.C100 – bežne používaná uhlíková oceľ na nožoch Morakniv. Je takmer totožná s oceľou 1095 (1% uhlík, 0,5 % mangán). Bežne dosahuje tvrdosť 58-60 HRC. Jednoducho sa brúsi a ľahko na nej dosiahnete vysokú ostrosť. Veľmi rýchlo chytá patinu a koroduje – nože treba držať v suchu a z času na čas čepeľ pretrieť olejom.
XC90 – uhlíková oceľ používaná na nožoch Opinel. Jednoducho sa brúsi a ľahko na nej dosiahnete vysokú ostrosť. Vo vlhkom prostredí rýchlo koroduje – nože treba držať v suchu a čepeľ pravidelne pretrieť olejom.
Nerezová oceľ
Je to v podstate uhlíková oceľ, do ktorej je pridaný chróm (min. 13%), aby sa zvýšila odolnosť voči korózii. Táto oceľ má vysoký výkon – tvrdosť, ale nižšiu húževnatosť. Najobľúbenejšou oceľou v tejto kategórii je 400, 154CM, AUS, VG, CTS, MoV, Sandvik a Crucible SxxV.
420 (AISI 420, 420J) – najnižšia rada medzi nožiarskymi oceľami, používaná najmä pri nožoch nižšej cenovej kategórie. Nože z tejto ocele majú dobrú odolnosť voči korózii. Pomerne rýchlo však strácajú ostrosť, a preto ich treba častejšie brúsiť. Nízky obsah uhlíka (< 0.4%).
440 (425M, 420HC,440A, 440B a 6A) – kvalitnejšia tvrdšia oceľ v porovnaní so 420, používaná takisto najmä pri nožoch nižšej cenovej kategórie. O niečo lepšie držanie ostria a lepšia odolnosť voči opotrebeniu ako 420, lebo ocele rady 440 dosahujú vyššiu tvrdosť – zvyčajne od 55 do 59 HRC. Obsah uhlíka 0.65-0.95%.
440C – najkvalitnejšia oceľ z rady štyristo, vďaka vysokému obsahu uhlíka. Kvalitná nehrdzavejúca oceľ vhodná na všetky bežné činnosti. Vyžaduje iba minimálnu starostlivosť a pomerne ľahko sa brúsi. Veľmi dobrá oceľ pre nôž na každodenné použitie.
154CM (ATS-34) – široko používaná nehrdzavejúca oceľ s obsahom molybdénu. Dosahuje tvrdosť 60-61 HCR.
VG-10 – má vyšší obsah vanádu. Táto oceľ sa správa rovnako dobre ako ATS-34 a 154CM, ale má lepšiu odolnosť voči škvrnám na čepeli a húževnatosť. Vďaka vyššiemu obsahu vanádu má odolné ostrie.
S60V (CPM T440V), S90V (CPM T420V) – má vysoký obsah vanádia v oceli má za následok veľmi odolné ostrie. Proces metalurgického práškového výlisku, ktorý sa používa na výrobu týchto oceľových tried umožňuje viac legujúcich prvkov ako pri ostatných druhoch ocelí, čo vedie k väčšej odolnosti voči opotrebovaniu sa a vyššej húževnatosti. S90V obsahuje menej chrómu a dvojnásobné množstvo vanádu, a preto je oceľ tvrdšia a odolnejšia voči opotrebovaniu sa.
12C27 – švédska zliatina podobná oceli 440A.
AUS-6 / AUS-8 / AUS-10 (tiež 6A/8A/10A) – je to japonská nehrdzavejúca oceľ podobná oceli 440A (AUS-6), 440B (AUS-8) a 44C (AUS-10). AUS-6 je mäkšia, ale húževnatejšia ako ATS-34. Dobre drží ostrie a ľahko sa tiež obnovuje. AUS-8 je húževnatejšia, ale tiež dobre drží ostrie a aj sa ľahko obnovuje. AUS-10 je zložením podobná oceli 440C, ale obsahuje menej chrómu, čo má za následok menšiu odolnosť voči škvrnám na čepeli. Oceľ AUS- obsahuje aj prísadu vanádu, čo zvyšuje odolnosť voči opotrebovaniu sa aj odolnosť ostria. Zvyčajne dosahuje tvrdosť 57-59 HRC. Kvalitná oceľ strednej kategórie, s dobrým pomerom kvalita/cena.
ATS-34 – nehrdzavejúca oceľ s vysokým obsahom uhlíka a chrómu, ktorá na zvýšenie tvrdosti obsahuje aj molybdén. Tento druh ocele dobre drží ostrie, ale jeho obnova je náročná. Má dobrú odolnosť voči korózii, ale nie až takú ako oceľ rady 400.
BG-42 – jedná sa o vysoko kvalitnú nerezovú zliatinu s vysokým obsahom uhlíka. Obsahuje mangán, molybdén a vanád, čím sa zvyšuje tvrdosť, húževnatosť a dobre drží ostrie.
AN-58 – španielska oceľ od výrobcu Miguel Nieto. Ide o ekvivalent ocele 420HC (prípadne ocele 425). Obsahuje 0.45% uhlíka, 0.5% mangánu, 13.5% chrómu, 0.12% niklu. Dosahuje veľmi dobrú tvrdosť 58-60 HRC, ale z dôvodu nižšieho obsahu uhlíka je potrebné častejšie brúsenie.
CPM S35VN – prémiová nerezová oceľ vyrobená metódou práškovej metalurgie, od amerického výrobcu Crucible Industries. Oceľ sa vyznačuje vysokým obsahom uhlíka (1.4%), vanádu (3%) a molybdénu (2%). Špecialitou tejto ocele (a zároveň vylepšením oproti jej predchodcovi S35V) je pridanie Nióbu (0.5%), ktorý zvyšuje odolnosť čepele a zabraňuje vylamovaniu ostria. Jedna z najkvalitnejších ocelí na výrobu nožov súčasnosti. Dosahuje tvrdosť do 61 HRC. Excelentná oceľ vo všetkých ohľadoch.
MOVA 440 – španielska oceľ používaná prevažne na nožoch Muela alebo Cudeman. Ide o nerezovú molybdén – vanádiovú oceľ. Presné zloženie je 0.53% uhlík, 0.50% mangán, 0.35% kremík, 14.50% chróm, 0.50% molybdén a 0.18% vanád. Kvalitou zodpovedá približne oceli 440B. V závislosti od spracovania dosahuje tvrdosť medzi 57-61 HRC.
N690 –oceľ od rakúskeho výrobcu Bohler-Uddeholm je považovaná za ekvivalent ocele 440C (s prídavkom 1,5% kobaltu), prípadne japonskej ocele VG-10. Excelentná nerezová oceľ s tvrdosťou 58-60HRC a vynikajúcim držaním ostria. Výborná oceľ pre outdorové nože alebo poľovnícke nože.
N695 – na rozdiel od N690 neobsahuje kobalt, je to ekvivalent ocele 440C. Veľmi kvalitná oceľ s tvrdosťou 57-60HRC. Vysoká odolnosť voči opotrebovaniu sa.
Sandvik 12C27 – švédska nerezová oceľ od výrobcu Sandvik Materials Technology. Je široko používaná napríklad na nožoch Morakniv alebo Opinel. Výborná pre bežné použitie – ľahko sa brúsi a pomerne dobre drží ostrie. Dosahuje tvrdosť 57-59 HRC. Vynikajúci pomer cena/kvalita.
Sandvik 14C28N – švédska nerezová oceľ od výrobcu Sandvik Materials Technology. Ide o vylepšenú verziu ocele 13C26. Pre zvýšenie odolnosti proti korózii, je do tejto ocele pridaný dusík (0,11%). Veľmi kvalitná oceľ vyššej kategórie s tvrdosťou 58-62HRC. Dá sa nabrúsiť extrémne ostro a výborne drží ostrie. Výborná oceľ pre outdorové nože alebo lovecké nože.
RWL-34 –je martenzitová nerezová oceľ vyrábaná technológiou rýchle ochladzovaných práškových ocelí. Oceľ má 1,05% uhlíku, 0,5% kremíku a mangánu, 14 chrómu, 4% molybdénu a 0,2% vanádu. Výrobcom je švédska firma Damasteel AB. RWL-34 patrí medzi špičkové ocele. Môže dosahovať tvrdosť 59-64 HRC a má veľmi dobrú odolnosť voči korózii a skvele drží ostrie. Je vhodná na výrobu damaškových štruktúr. Nevýhodou je zvyčajne vyššia cena nožov z tejto ocele.
Ďalšie druhy ocelí
Damašková oceľ – pochádza z Blízkeho východu a je rozpoznateľná na prvý pohľad. Na čepeli má vlnitý vzor spôsobený kováčskym zváraním najmenej dvoch rôznych ocelí uložených do vrstiev. (Nejedná sa o oceľ Wootz, ktorá je len podobná vzhľadom, ale ľudstvo už nedokáže zopakovať jej proces jej výroby.) Je populárna kvôli jej estetickej kráse.
CPM oceľ sa vyrába metódou práškovej metalurgie, ktorej výsledkom je vysokokvalitná nástrojová oceľ. Proces práškovej metalurgie začína naliatím roztaveného kovu cez malú trysku, ktorá tlakom rozdelí roztavený kov do sprejových drobných kvapôčok. Tie sa následne ochladia a stuhnú do práškovej formy. Potom sa izostaticky lisujú za horúca. To znamená, že každá z jemných častíc má jednotné zloženie bez akejkoľvek segregácie zliatiny. To vedie k tomu, že táto oceľ má zlepšenú húževnatosť a odolnosť voči opotrebovaniu.
Maxamet je najnovšia prášková oceľ. Je to extrémna zliatina, ktorá má neuveriteľnú tvrdosť a obrovskú odolnosť ostria, pričom si stále dokáže zachovať primerané množstvo húževnatosti. Má ale nižšiu odolnosť voči korózii a obťažnosť opätovného naostrenia je nízka.
Cru-Wear je nástrojová oceľ, ktorú je možné považovať za modifikáciu ocele D2 s nižším množstvom uhlíka a chrómu a s vyšším množstvom vanádu a volfrámu. Karbidy vanádu sú tvrdšie ako chróm a tvrdšia oceľ je dosiahnutá aj nižšou úrovňou uhlíka. Svojou húževnatosťou je porovnateľná s oceľou CPM-3V a M4. Má dobrú odolnosť voči opotrebovaniu.
Austenitická vs martenzitická oceľ
Nomenklatúra ocele sa používa na opis typov ocele ako sa oceľ ohrieva a ochladzuje a akými zmenami prechádza jej vnútorná štruktúra. Poznáme dva druhy štruktúr:
Austenitická oceľ obsahuje vysoké množstvo niklu (asi 8%), čo spôsobuje že táto oceľ je nemagnetická a relatívne mäkká, čo nie je práve žiaduca vlastnosť pre výrobu nožov. Avšak výhodou austenitickej ocele je jej húževnatosť a vynikajúca odolnosť voči korózii, pretože obsahuje vysoké úrovne chrómu. Preto je táto oceľ ideálna pre výrobu vidličiek, lyžíc, kuchynských drezov, atď.
Martenzitická oceľ obsahuje menej chrómu a veľmi malý podiel niklu, preto je táto oceľ magnetická. Zároveň spĺňa kritériá pre nerezovú oceľ. Tvorba martenzitov s mimoriadnou tvrdosťou je spôsobená vyššou úrovňou uhlíka v oceli. Rýchlym ochladením austenitu sa dosiahne premena ocele na martenzit.
Samotné vlastnosti ocele je možné meniť pridaním určitých stopových prvkov pri procese tavenia. Zliatinové prvky, ktoré najviac ovplyvňujú vlastnosti nožiarskej ocele sú napr.:
- Uhlík, ktorý je prítomný v obyčajných uhlíkových oceliach zvyšuje tvrdosť ocele.
- Chróm zlepšuje vytvrditeľnosť, odolnosť voči opotrebovaniu a odolnosť voči korózii. Bývy hlavným prvkom pri výrobe martenzitovej nehrdzavejúcej oceli používanej pri výrobe prborov
- Molybdén zlepšuje vytvrditeľnosť, pevnosť v ťahu a odolnosť voči korózii
- Nikel zlepšuje húževnatosť, vytvrditeľnosť a odolnosť voči korózii. Nebýva hlavným prvkom austenitickej nehrdzavejúcej oceli
- Vanád zlepšuje vytvrditeľnosť a podporuje vytváranie jemných zŕn, ktoré sú tiež dôležitým faktorom pri odolnosti voči opotrebovaniu a pevnosti
Pre lepší prehľad o vlastnostiach niektorých nožiarskych ocelí slúžia nasledovné tabuľky:
Majte na pamäti, že nožiarska oceľ nie je to hlavné, čo diktuje aký kvalitný je nôž. To, či je čepeľ vyrobená z prémiových alebo len vysokokvalitných ocelí s nižšími hodnotami v tabuľkách neznamená, že je nekvalitná. Technika tepelného spracovania, ktoré má každý výrobca rozdielne, ako aj samotný dizajn čepele hrajú tiež obrovskú úlohu pri konečnom výkone noža. V skutočnosti budú všetky nože s modernými oceľami fungovať dostatočne dobre pre väčšinu používateľov. Čo znamená, že pri výbere noža je potrebné myslieť aj na iné aspekty používania ako aj jeho ďalšie funkcie.
