Сталь для ножей — сравнение марок

Сталь – сложный сплав железа, углерода и различных примесей, часть из которых вводится в состав специально и называется легирующими компонентами. От соотношения элементов в сплаве зависят свойства материала: твёрдость, прочность, износостойкость, устойчивость к воздействию агрессивных сред и экстремальных температур, свариваемость.

Сталь для ножей должна обладать составом, обеспечивающим самый хороший баланс твёрдости и прочности, быть устойчивой к температурному воздействию и ржавчине (поэтому практически любая сталь для ножей будет легированной), гарантировать удобство заточки при относительно редкой надобности. Марок ножевой стали существует очень много. Рассмотрим самые популярные и поговорим об их характеристиках, составе, плюсах и минусах.

Каким критериям должна отвечать сталь

Материал для хорошего ножа оценивают по следующим параметрам:

1. Прочность – склонность материала к разрушению под внешним воздействием. Каждый сплав обладает некоторой максимальной прочностью на сжатие и изгиб, зависящей от вязкости сплава. Достичь этой прочности можно при правильной обработке материала. Когда говорят о какой бы то ни было прочности ножа, обычно имеют в виду сопротивляемость излому: чем больше клинок сопротивляется излому на сгибе, тем сложнее его согнуть в принципе. Самым хорошим считается результат, когда клинок в фабричных условиях можно согнуть на 90°, и при этом он не ломается.
2. Твёрдость – сопротивляемость материала внедрению в него других материалов (например, появлению царапин). Твёрдый материал будет более долговечным и менее подвержен возникновению царапин, но нож из такого материала затачивается хуже и будет более хрупким. Мягкий сплав делает заточку лёгкой, однако такой нож будет тупиться чаще. Твёрдость ножа традиционно определяется по шкале Роквелла: наконечник твердомера внедряется в пробник материала, а по максимально возможной глубине внедрения выставляется оценка. Для ножей используется стандарт HRC – давление твердомера составляет 150 кгс (килограмм-сил). Самый большой из реально встречающихся показатель для ножевой стали – 70-72 HRC, минимальный – около 55. Как правило, самый хороший и практичный вариант для повседневного использования ножа или мультитула – около 58 HRC.
3. Сопротивление коррозии – коррозионная стойкость, жаростойкость, жаропрочность. Последние два типа имеют скорее индустриальное значение, а в быту самым важным оказывается первый тип.

Коррозионная стойкость повышается за счёт добавления в сплав хрома. Для бытовых и походных нужд хорошая нержавеющая сталь должна содержать от 13% этого элемента.

Из этих трёх критериев можно вывести ещё один производный – износостойкость. По ГОСТу – это свойство материала сопротивляться изнашиванию при трении. Сталь для хорошего ножа, близкого к идеалу износостойкости, должна долго держать заточку, быть прочной, не царапаться и не ржаветь. https://www.youtube.com/watch?v=phQFUak0E4w

Состав и добавки

В зависимости от процентного содержания углерода в сплаве, сталь разделяют на высоко-, средне- и низкоуглеродистую. Низкоуглеродистая содержит до 0,25% углерода, среднеуглеродистая – от 0,25% до 0,6%, высокоуглеродистая – до 2,1%. Содержание углерода влияет на прочность и твёрдость стали. До 1% углерод в составе сплава повышает эти параметры, после чего они снова начинают снижаться. Также снижается пластичность, магнитная проницаемость, но повышается электросопротивление.

Сплав, содержащий более 2,14% углерода – чугун, гораздо более хрупкий, чем сталь.

Классификация выше обычно актуальна для нелегированных сплавов – таких, в которых почти нет посторонних примесей: эффект от примесей бывает заметен сильнее, чем от любого процентного содержания углерода, каким бы оно ни было. Для легированных сплавов аналогичная характеристика показывает процентное содержание легирующих компонентов. При этом их количество варьируется, соответственно, от 10% и выше (вплоть до 50%); в диапазоне 2,5-10%; от 1% до 2,5%. Рассмотрим, какие из самых распространённых легирующих компонентов чаще всего используются в сплавах, и на какие именно свойства материала они влияют.

Вещество	Среднее процентное содержание	Воздействие на материал
Алюминий	0,05–1,3%	используется в азотированных сплавах, повышает сопротивление коррозии и ударную вязкость
Ванадий	0,15%	используется в производстве быстрорежущей стали, повышает прочность (особенно при нагреве)
Кремний	0,2–2% и выше	низкие концентрации увеличивают прочность, высокие повышают сопротивляемость коррозии
Марганец	0,25–0,4%	применяется для удаления излишка кислорода, улучшает ковкость
Медь	0,1–0,4%	повышает сопротивляемость коррозии
Молибден	0,2–5%	уменьшает зернистость, повышает прочность при термической обработке, повышает сопротивляемость точечной коррозии
Никель	диапазоны 2–5% и 12–20%	в низких концентрациях упрочняет материал, в высоких – защищает от коррозии
Хром	Диапазоны 0,5–2% и 4–18%	в низких концентрациях упрочняет материал, в высоких – защищает от коррозии и абразивного износа, но делает сплав хрупким

 

Лучшие зарубежные марки стали

Лидеры на рынке зарубежной ножевой стали – США, Япония, Австрия, Германия и Швеция. Объективно самые лучшие ножевые стали, как правило, порошковые.

D2

Высокоуглеродистый сплав, обладающий хорошей сопротивляемостью к износу, стачиванию и некоторым сопротивлением к коррозии. Используется в высококачественных ножах среднего ценового сегмента. В США также называется «полунержавеющей» сталью.

Вот каким будет примерный состав D2:

C	Cr	V	Mo	Si	Fe
1,5%	12%	0,9%	0,8%	0,3%	остаток

Твёрдость D2 зависит от температуры, при которой проводилась закалка: чем выше температура, тем мягче материал. Самая твёрдая сталь обладает 61-62 HRC, самая мягкая – 55-56 HRC.

Температура закалки, °С	150	200	250	300	350
HRC	61-62	60-61	59-60	56-57	55-56

Сверхтвёрдая модификация сплава D2 Supreme может обладать 63 HRC. Самым близким аналогом материала в России является марка Х12МФ.

CPM S35VN

Порошковая мартенситная нержавеющая сталь повышенной прочности. За счёт добавления ниобия в сплав прекрасно держит заточку и изнашивается гораздо медленнее других прочных материалов. Тест CATRA показывает повышение износостойкости вплоть до 45% по сравнению с маркой 440С, что ставит CPM S35VN на одну позицию в рейтинге с самыми серьёзными сплавами премиум-класса типа Elmax или M390.

Каким будет состав CPM S35VN:

C	Cr	V	Mo	Nb	Fe
1,4%	10,5%	3%	2%	0,5%	остаток

Материал стоит достаточно дорого для своего класса.

440C

Высокоуглеродистая твёрдая сталь из так называемой «серии 400» – американской линейки ферритных и мартенситных нержавеющих сталей. Один из самых распространённых материалов в линейке. По сравнению с сестринскими материалами 440A и 440B обладает наименьшей коррозийной устойчивостью и наибольшей твёрдостью. Материал дешёв в производстве – зачастую самые недорогие бытовые ножи и различное декоративное оружие (например, музейные копии мечей) изготавливаются именно из стали типа 440.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Si	Fe
0,9-1,2%	16-18%	1%	0,75%	1%	остаток

Твёрдость обычно составляет около 58 HRC.

Elmax

Дорогой и высококачественный шведский сплав, позволяющий добиться превосходного сочетания твёрдости, износостойкости, хорошей устойчивости к коррозии и лёгкости затачивания.

Такой сплав практически не имеет недостатков за исключением достаточно высокой цены. Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Si	V	Fe
1,7%	18%	3%	1%	8%	3%	остаток

При необходимости твёрдость ножа может достигать 62 HRC, клинок при этом не страдает от избыточной хрупкости.

M390

Самая дорогая порошковая «суперсталь» по внешним характеристикам очень похожая на Elmax. Тесты CATRA  показывают несколько большую (примерно 5%) износостойкость по сравнению с Elmax. На практике ножи из стали M390 сложнее закалить, а максимальная твёрдость материала чуть меньше, чем у Elmax.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Si	V	W	Fe
1,9%	20%	0,3%	1%	0,7%	4%	0,6%	остаток

ZDP 189

Японский высокоуглеродистый порошковый сплав, чрезвычайно дорогой в производстве. Обладает невероятной износостойкостью, может иметь твёрдость вплоть до 67 HRC. Тяжело затачивается и закаливается. Интересен тем, что демонстрирует избыточную насыщенность сплава углеродом, при которой обычная моносталь превратилась бы в чугун.

Каким будет состав:

C	Cr	Mo	Si	V	W	Fe
2,9-3%	19-20,5%	1%	0,35%	0,15-0,25%	1,5%	остаток

VG 10

Высококачественный сплав с самыми подходящими для создания кухонных ножей характеристиками. Единственным недостатком материала называют хитрость термической обработки во время работы с материалом. Возможная максимальная твёрдость – до 61 HRC, при этом клинок затачивается относительно легко. В состав входит редкий и дорогой элемент – кобальт, обеспечивающий хорошую твёрдость и износоустойчивость.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Si	V	Co	Fe
1,05%	15%	0,5%	1,2%	0,45%	0,35%	1,8%	остаток

CPM S30V

Мартенситная порошковая сталь с повышенным содержанием ванадия и хорошей сопротивляемостью коррозии. За счёт своего состава обладает очень мелким зерном. Ножи из такого материала – одни из самых острых и прочных. Затачивается несколько лучше, чем другие порошковые стали, хотя и не идеально легко.

Каким будет состав:

C	Cr	Mo	V	Fe
1,45%	14%	2%	4%	остаток

AUS 8

Качественная японская сталь, созданная для работы под самые различные требования. Сплав позволяет создавать разносторонние инструменты, не имеющие существенных недостатков. Один из самых популярных материалов при изготовлении мачете. Может также маркироваться как AUS-8A. Твёрдость – около 58 HRC.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Ni	V	Fe
0,75%	13–14,5%	0,5%	0,1–0,3%	0,49%	0,1–0,25%	остаток

Лучшие отечественные виды стали

Расшифровка названия таких марок сталей всегда указывает на их состав: самые первые цифры обычно обозначают процентное содержание углерода (в десятых долях процента) и легирующего компонента. Буква Х в примерах ниже указывает на тип легирующего компонента – хром.

50Х14МФ

Материал, обладающий высокой устойчивостью к коррозии и использующийся в создании медицинских инструментов и кухонных ножей. Твёрдая (до 60 HRC), но часто хрупкая мартенситная сталь среднего качества.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Si	V	Fe
0,48-0,60%	13-15%	1%	0,5-0,8%	1%	0,1-0,2%	остаток

40Х12

Мягкая сталь с высоким содержанием легирующих компонентов. Плохо поддаётся закалке, хорошо затачивается. Ножи из такого материала очень быстро тупятся, но обладают очень высокой сопротивляемостью к коррозии. Часто именно из него делают дешёвые кухонные ножи. Твёрдость материала – 50-51 HRC.

Х12МФ

Сталь для ножей с хорошим резом и достаточно слабой сопротивляемостью к коррозии. Нож из такого материала требует минимально адекватного ухода и портится от долгого контакта с агрессивными средами. Закаливается до 63 HRC, при этом клинок становится хрупким: возможно образование сколов при рубке и изломов при боковой нагрузке.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Mo	Ni	V	Fe
1,45-1,65%	11-12,5%	0,15-0,45%	0,4-0,6%	до 0,55%	0,15-0,3%	остаток

95Х18

Дешёвый сплав, позволяющий получить качественные клинки. Хорошо затачивается, обладает высокой коррозийной стойкостью. Нож будет хрупким при высоких поперечных нагрузках.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Si	Fe
0,9-1%	17-19%	0,7%	0,8%	остаток

65Х13

Довольно мягкий сплав (максимальная твёрдость – 55 HRC), лёгкий в заточке, но не обладающий другими заметными преимуществами. Используется для создания самых непритязательных бытовых, кухонных и некоторых медицинских режущих инструментов.

Каким будет состав:

C	Cr	Mn	Si	Fe
0,6-0,7%	12-4%	0,25-0,8%	0,2-0,5%	остаток

Какая сталь для ножа самая лучшая?

Идеального материала пока что не существует, идеальных ножей – скорее всего, тоже, однако есть ножи, которые лучше или хуже выполняют ту или иную задачу. Лучшие марки стали для ножей подбираются сообразно ожидаемой работе: плохо затачиваемый сверхтвёрдый нож будет бесполезен в походе, каким бы он ни был неуязвимым для деформаций, а нож кухонный не должен внезапно ломаться, задев случайную кость в мясе.

Для кухонных ножей

Самая лучшая сталь для ножа на кухне будет твёрдой, чтобы нож мог разрезать любые кости и хрящи. Царапины на ноже – первый шаг к коррозии и возможному пищевому отравлению.

Обычно кухонный инвентарь делается из стандартной стали для ножей типа 420, 440, 40Х12 или аналогов. Японская марка VG 10 специально приспособлена под кухонные нужды.

Для охотничьих ножей

Походный клинок должен хорошо держать заточку и иметь запас прочности для взаимодействия с любым деревом, джутовым канатом или шкурой, быть приспособленным для рубки. Такой нож должен хорошо сопротивляться коррозии. Нелегированные сплавы здесь не подойдут. Обычно самые хорошие и не очень дорогие охотничьи ножи изготавливаются из марок AUS 8, AUS 10, Х12МФ.

Свойства порошковой стали

В отличие от так называемой моностали, выплавляемой из однородного состава, порошковые ножевые стали производятся из спрессовываемой при сверхвысоких давлениях взвеси микрослитков. Такой способ производства обеспечивает самое равномерное распределение частиц углерода в сплаве и позволяет сделать их меньше. На выходе сталь оказывается прочнее и термоустойчивей обычной. Кроме того, равномерность распределения фазы даёт возможность сверхнасыщения сплава углеродом.

Нож из порошковой стали может быть несколько более хрупким, чем обычный, однако в таком случае он будет гораздо более износоустойчив. Более сбалансированные порошковые сплавы всегда будут качественнее каких бы то ни было моносплавов. Производство порошковой стали на порядок дороже и сложнее, чем традиционные методы выплавки. https://www.youtube.com/watch?v=iEKcsRTUCgw

Так ли хороша дамасская сталь?

Дамасская сталь – сплав высоко- и низкоуглеродистых металлических заготовок (например, обычного железа и высокоуглеродистой стали) для взаимной нейтрализации отрицательных качеств таких материалов. Высокоуглеродистые слои дают металлу прочность, низкоуглеродистые – амортизацию.

У такого сплава есть один существенный недостаток: отсутствие легирующих компонентов, предотвращающих коррозию. Материал при этом сложен в работе: как результат – нож получается красивый, но делается долго, стоит дорого и живёт относительно недолго. https://www.youtube.com/watch?v=B7vEL7r352k