มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก

สารบัญ:

มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก
มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก

วีดีโอ: มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก

วีดีโอ: มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก
วีดีโอ: ทาสไม่มีสิทธิครอบครองอาวุธปืนในอเมริกา 2024, มีนาคม
Anonim
ภาพ
ภาพ

มีดเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษยชาติ หากเราเพิกเฉยต่อยุคหินและยุคสำริด ในกรณีที่ง่ายที่สุด มีดก็คือเหล็ก (เหล็ก) ที่ลับให้แหลมพร้อมด้ามจับที่ถือได้สบาย

ส่วนหลักของมีดซึ่งกำหนดวัตถุประสงค์ในการใช้งานคือใบมีดที่มีคมตัด ความสามารถส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยวัสดุโครงสร้าง - เหล็กและการอบชุบด้วยความร้อน

องค์ประกอบและโครงสร้าง

คุณสมบัติของเหล็กถูกกำหนดโดยองค์ประกอบและโครงสร้าง การปรากฏตัวของสิ่งเจือปนบางอย่าง (องค์ประกอบที่เป็นโลหะผสม) สามารถเพิ่มความแข็งหรือความต้านทานการกัดกร่อนของใบมีดได้ ปัญหามักอยู่ที่การเพิ่มความแข็ง เราสามารถเพิ่มความเปราะบางของเหล็กได้พร้อมๆ กัน และลดความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก ในทางกลับกัน การเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนทำให้พารามิเตอร์อื่นๆ แย่ลง

ตัวอย่างเช่น คาร์บอนจะเพิ่มความแข็งของเหล็ก แต่ลดความเหนียวและความเหนียวของเหล็กลง ส่วนประกอบโลหะผสมอื่นๆ ยังเพิ่มคุณสมบัติทั้งด้านบวกและด้านลบให้กับเหล็กอีกด้วย โครเมียมเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อน แต่เพิ่มความเปราะบาง วาเนเดียมและโมลิบดีนัมเพิ่มความเหนียวและความแข็งแรง เพิ่มความต้านทานต่อผลกระทบจากความร้อน นิกเกิล - เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งและความเหนียวของเหล็ก วาเนเดียมช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอของเหล็ก แมงกานีสและซิลิกอนเพิ่มความเหนียวของเหล็ก องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้มีคุณสมบัติเชิงบวกในปริมาณที่กำหนดอย่างเคร่งครัดเท่านั้น อันเป็นผลมาจากการที่นักโลหะวิทยาต้องระมัดระวังและสมดุลอย่างยิ่งในการเลือกองค์ประกอบเหล็ก

นอกจากนี้ องค์ประกอบของโลหะผสมมักจะมุ่งความสนใจไปที่จุดใดจุดหนึ่ง ซึ่งอาจทำให้เกิดความเค้นได้ อันเป็นผลมาจากการที่ใบมีดจะแตกตรงตำแหน่งนี้ภายใต้น้ำหนักบรรทุก

มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก
มีด: วิวัฒนาการของเหล็ก

ด้วยเหตุผลนี้ ในสมัยก่อน เหล็กดามัสกัสและเหล็กดามาสค์เกิดขึ้น ซึ่งจากการทับซ้อนของเหล็กหลายประเภทและการตีขึ้นรูปหลายครั้ง การกระจายตัวขององค์ประกอบอัลลอยด์ที่สม่ำเสมอที่สุดจึงทำได้สำเร็จ

ภาพ
ภาพ

ผู้เขียนกล่าวว่าประวัติศาสตร์มีดล่าสุดสามารถแยกแยะสามช่วงเวลาได้

ช่วงแรกคือการใช้เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าไร้สนิมที่ "ขึ้นสนิม" ที่มีความแข็งต่ำและมีลักษณะการยึดขอบต่ำ (ครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20)

ช่วงที่สองคือลักษณะที่ปรากฏของเหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งมีความแข็งสูงและคงคมตัดสูง (ครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20)

ช่วงที่สามคือการปรากฏตัวของผงสแตนเลส (ต้นศตวรรษที่ XXI)

ช่วงเวลาเหล่านี้ถือได้ว่าเป็นเรื่องที่ค่อนข้างไม่แน่นอน เนื่องจากตอนนี้บางบริษัทยังผลิตมีดจากเหล็กกล้าคาร์บอน อย่างไรก็ตาม ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 สเตนเลสชนิดแรกปรากฏขึ้น รวมถึงเหล็กเกรด 420 ที่มีชื่อเสียง ซึ่งยังคงมีการผลิตมีดจำนวนมากทั่วโลก ตัวอย่างเช่น หากซื้อมีดจีนราคาไม่แพงซึ่งมีราคาหลายร้อยรูเบิล ใบมีดก็มักจะมีเหล็ก 420 ชิ้น

ภาพ
ภาพ

การปรากฏตัวในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ของเกรดเหล็ก 440A, 440B, 440C (คู่รัสเซียใกล้เคียง 65x13, 95x18, 110x18) โดดเด่นด้วยปริมาณคาร์บอนสูงทำให้สามารถผลิตมีดสแตนเลสตามเงื่อนไขที่มีความแข็งและคุณสมบัติการตัดเทียบเท่า ไปจนถึงมีดและใบมีดที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน

ทำไมต้อง "สเตนเลสแบบมีเงื่อนไข"?

เนื่องจากเหล็กแทบทุกชนิดสามารถเกิดสนิมได้ คำถามเดียวก็คือในสิ่งแวดล้อมและระดับของการสัมผัสตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมส่วนใหญ่กัดกร่อนได้ดีในทะเลจากน้ำเกลือ อย่างไรก็ตาม เหล็ก 420 โบราณเป็นหนึ่งในเหล็กกล้าไร้สนิมมากที่สุด

อย่างไรก็ตาม การใช้มีดสแตนเลสในชีวิตประจำวันสะดวกกว่ามาก - ในช่วงเวลาเดียวกัน ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิมถูกเคลือบด้วยจุดขึ้นสนิมเท่านั้น เหล็กกล้าคาร์บอนจะเกิดสนิมเป็นรู นอกจากนี้ เหล็กกล้าคาร์บอนมักให้รสที่ไม่พึงประสงค์เมื่อตัด

การปรากฏตัวของผงเหล็กช่วยแก้ปัญหาความสม่ำเสมอของการกระจายตัวของธาตุผสม วิธีหนึ่งในการได้เหล็กกล้าผงคือการพ่นโลหะหลอมเหลวในสภาพแวดล้อมของก๊าซเฉื่อย หลังจากนั้นผงละเอียดจะก่อตัวขึ้นด้วยองค์ประกอบผสมที่มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ หลังจากนั้น ผงจะถูกเผาเป็นแท่งเสาหินโดยการกดแบบไอโซสแตติก

ภาพ
ภาพ
ภาพ
ภาพ

เหล็กกล้าชนิดผงชนิดแรกและทั่วไปที่ใช้ทำมีดคือ CPM S30V ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 2544 โดย Dick Barber ผู้เชี่ยวชาญจาก Swedish Crucible Materials Corporation และ Chris Reeve ผู้ผลิตมีดชื่อดัง

นอกเหนือจากขั้นตอนปกติในการทำใบมีดจากแถบและแท่ง เหล็กกล้าผงยังช่วยให้มีโซลูชั่นทางเทคโนโลยีที่น่าสนใจมาก

บริษัท Kershaw สัญชาติอเมริกันได้เปิดตัวมีดพับ Offset 1597 ด้วยใบมีดที่ใช้เทคโนโลยี MIM (Metal Injection Molding) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีสำหรับการหล่อโลหะผงและโลหะผสมภายใต้แรงกด เรียกอีกอย่างว่า MITE (Metal Injection Molding with a Edge) เทคโนโลยี MIM / MITE ผสมผงโลหะเข้ากับสารยึดเกาะเพื่อให้ขนาดแม่พิมพ์ใหญ่กว่าใบมีดสุดท้ายถึง 20% จากนั้นด้วยความช่วยเหลือของการเผาผนึกภายใต้แรงกดดัน ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะเพิ่มขึ้นเป็น 99.7% ของความหนาแน่นของโลหะแม่ (สารยึดเกาะจะไหม้ในระหว่างการเผาผนึก) ผลลัพธ์ที่ได้คือผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่าง 3 มิติที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถหาได้จากวิธีอื่น

ภาพ
ภาพ

ความเป็นไปได้ของการกระจายตัวขององค์ประกอบอัลลอยด์อย่างสม่ำเสมอในเหล็กกล้าผงทำให้เปอร์เซ็นต์เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้มีรูปลักษณ์ที่เรียกว่าซุปเปอร์สตีล เช่น ZDP 189 หรือ Cowry-X อย่างไรก็ตาม ความซับซ้อนขององค์ประกอบเหล่านี้ การลับคมและต้นทุนสูงจำกัดการกระจาย

เหล็กที่มีความสมดุลมากขึ้น เช่น M390 / M398, CPM-20CV, Elmax และอื่นๆ ง่ายต่อการผลิตและบำรุงรักษา - CPM S30V / CPM S35V, CTS-XHP เป็นต้น ได้รับความนิยมมากขึ้น

ภาพ
ภาพ

ในท้ายที่สุด ทุกอย่างขึ้นอยู่กับต้นทุนของใบมีด - ทั้งซุปเปอร์สตีล หรือแม้แต่เหล็กกล้าผงคุณภาพสูงไม่ได้แทนที่เหล็กที่ไม่ใช่ผงที่มีราคาถูกกว่าจากตลาด ตลาดเหล็กกล้ามีดถือได้ว่าเป็นปิรามิด โดยมีเหล็กกล้า 420 อันที่คู่ควรที่ฐานและซุปเปอร์สตีลล่าสุดที่อยู่ด้านบนสุด ค่อยๆ ลดลงเมื่อมีเหล็กกล้าที่ "สุดยอด" ยิ่งขึ้นไปอีก

ยิ่งไปกว่านั้น ประเด็นนี้ไม่ได้เป็นเพียงต้นทุนของวัสดุเริ่มต้นเท่านั้น แต่กระบวนการทางเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดที่ "เปิดเผย" ลักษณะของเหล็กคือการอบชุบด้วยความร้อน เหล็กแต่ละชนิดต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนในตัวเอง และเมื่อมีซุปเปอร์สตีลตัวใหม่เข้ามา ผู้ผลิตก็ต้องใช้เวลาพอสมควร

การรักษาความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อน - การชุบแข็ง การแบ่งเบาบรรเทา การทำให้เป็นมาตรฐาน การหลอม และการบำบัดด้วยความเย็นของโลหะ ช่วยให้คุณสามารถนำใบมีดไปสู่คุณลักษณะที่บ่งบอกถึงระดับของเหล็กที่ใช้ได้ การอบชุบด้วยความร้อนคุณภาพสูงที่ถูกต้องช่วยให้คุณ "บีบ" เหล็กได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่การอบที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเสียหายได้ ไม่ว่าจะใช้วัสดุราคาแพงชนิดใดก็ตาม พูดได้อย่างปลอดภัยว่าควรเลือกใบมีดที่ทำจากเหล็กกล้าที่เรียบง่ายกว่า แต่มีการอบชุบด้วยความร้อนที่ดี ดีกว่าใบมีดที่ทำจากเหล็กกล้าพิเศษซึ่งผลิตโดยผู้เชี่ยวชาญที่ไม่ทราบวิธีให้ความร้อน

ภาพ
ภาพ

บริษัทมีดมักมีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการทำงานกับเหล็กบางชนิด และผลิตภัณฑ์ของบริษัทที่ทำจากเหล็กที่ทันสมัยกว่าอาจมีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าเนื่องจากกระบวนการบำบัดความร้อนที่ไม่ดี

อุปกรณ์สำหรับการอบชุบด้วยความร้อนมีบทบาทสำคัญ เตาเผาแบบดับสมัยใหม่ช่วยให้สามารถอบชุบด้วยความร้อนในสุญญากาศและในสื่อต่างๆ เช่น อาร์กอน ไนโตรเจน ฮีเลียม ไฮโดรเจน อุปกรณ์สำหรับการประมวลผลด้วยความเย็นที่อุณหภูมิ -196 องศาช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรงของวัฏจักร การกัดกร่อนและการสึกกร่อนตัวอย่างเช่น ทรัพยากรของผลิตภัณฑ์โดยกระบวนการแช่แข็งสามารถเพิ่มได้ถึง 300%

ความจำเป็นในการใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนและมีราคาแพงไม่อนุญาตให้มีการประชุมเชิงปฏิบัติการของช่างฝีมือเพื่อดำเนินการด้านเทคโนโลยีที่จำเป็นทั้งหมด ดังนั้นการยืนยันว่า "ลุงของเรา Kolya สร้างมีดที่ดีที่สุดในโลกในโรงรถ" แทบจะไม่สมเหตุสมผลเลย

ใบมีดคอมโพสิต

อีกวิธีหนึ่งในการทำใบมีดคือการสร้างใบมีดคอมโพสิต

โดยหลักการแล้ว ใบมีดที่ทำด้วยเหล็กดามัสกัสและเหล็กดามัสค์ดังกล่าวเป็นวัสดุคอมโพสิต โดยวัสดุที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าจะรวมกับวัสดุที่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า อย่างไรก็ตาม ในใบมีดคอมโพสิตสมัยใหม่ กระบวนการนี้ดำเนินการในลักษณะที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย

โดยปกติแล้ว ส่วนที่โดดเด่นของใบมีดจะทำจากวัสดุที่มีความยืดหยุ่นมากกว่า แต่มีความแข็งและความเปราะบางน้อยกว่า ในขณะที่คมตัดทำจากวัสดุที่แข็งกว่า ใบมีดดังกล่าวรวมคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและคมตัดคุณภาพสูง อย่างไรก็ตาม สำหรับมีดรุ่นที่มีราคาแพง พวกเขายังคงชอบใช้เหล็กพิเศษ

อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้เหล็กที่มีราคาไม่แพงเป็นฐาน และใช้เหล็กที่มีราคาแพงกว่าแต่มีคุณภาพสูงบนคมตัด ตัวอย่างเช่น บนมีด Kershaw JYD II ฐานของคมตัดทำจากเหล็ก 14C28N ของจีนราคาไม่แพง และคมตัดทำจาก American D2 ที่ทนทานกว่า

ภาพ
ภาพ

อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับในกรณีของมีดที่มีราคาแพงกว่า การลดต้นทุนของวัสดุเริ่มต้นจะได้รับการชดเชยด้วยความซับซ้อนของการผลิตใบมีดคอมโพสิต ดังนั้นรุ่นดังกล่าวจึงเป็นข้อยกเว้นมากกว่ากฎเกณฑ์

ทิศทางที่นิยมใช้ใบมีดคอมโพสิตคือมีดออกแบบที่ผลิตในปริมาณจำกัด พวกเขารวมวัสดุเข้าด้วยกันเพื่อสร้างรูปลักษณ์ที่สวยงามของใบมีด

ภาพ
ภาพ

อดีตกับอนาคต

บนอินเทอร์เน็ต คุณมักจะเห็นบทความที่บอกว่าความลับของสีแดงเข้มและดามัสกัสที่แท้จริงได้สูญหายไปนานแล้ว และตอนนี้ก็มีการเผยแพร่คู่กันที่น่าสมเพช สมมติว่าความลับนั้นถูกเปิดเผย ใบมีดที่ทำจากสีแดงเข้ม "ของจริง" หรือดามัสกัสจะให้แต้มนำหน้าเหล็กกล้าสมัยใหม่ 100 แต้ม

อันที่จริงสิ่งนี้ไม่น่าเป็นไปได้อย่างมาก ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี อุปกรณ์ และวัสดุศาสตร์ อยู่ในระดับสูงสุด ผู้เชี่ยวชาญในอดีตไม่สามารถบรรลุได้ ใช่ ช่างฝีมือที่ดีสามารถผลิตผลิตภัณฑ์จากดามัสกัสและดามัสกัสที่มีลักษณะเฉพาะได้ล่วงหน้า แต่ตอนนี้ผลิตภัณฑ์ของพวกเขามีแนวโน้มที่จะยอมจำนนต่อผลิตภัณฑ์ที่ทันสมัยซึ่งทำจากเหล็กพิเศษ

อย่างไรก็ตาม นับตั้งแต่ช่วงเวลาที่เหล็กกล้าไร้สนิมสมัยใหม่ของ 440 และอะนาล็อกปรากฏขึ้น ไม่จำเป็นต้องมีการปรับปรุงเหล็กกล้าทั่วโลกอีกต่อไป มีดที่ผลิตมาอย่างดีเกือบทั้งหมดพร้อมการอบชุบด้วยความร้อนที่ถูกต้องสามารถรับมือกับงานประจำวันได้

การปรากฏตัวของเหล็กพิเศษบนมีดค่อนข้างเป็นเครื่องบรรณาการให้กับตลาดและความต้องการของผู้ใช้ซึ่งหลายคนเป็นแฟนและนักสะสมมีดและต้องการได้รับสิ่งใหม่ ๆ ที่ "เจ๋ง" มากกว่า และไม่มีอะไรผิดปกติ เนื่องจากไม่เพียงแต่เหล็กได้รับการปรับปรุงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการออกแบบมีดและการออกแบบด้วย มีดสมัยใหม่จำนวนมากสามารถนำมาประกอบกับงานศิลปะได้อย่างมั่นใจซึ่งคุณค่าทางศิลปะไม่ได้ด้อยกว่าผืนผ้าใบของศิลปินที่โดดเด่นและมูลค่าจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเท่านั้น