To, że obróbka stali na gorąco to podstawowy proces służący do polepszenia właściwości to każdy z nas wie. Najczęściej jest to hartowanie połączone z odpuszczaniem (utwardzanie cieplne i ulepszanie cieplne). Ewentualnie poprzedzające je inne procesy cieplne jak kucie na gorąco lub wszelkiej maści wyżarzania. Ale jest też inny kierunek polepszania tych właściwości. Kierunek kucia na zimno, czyli umacniania materiału zgniotem.

Cyt:

"Przy obróbce plastycznej na gorąco zgniot nie występuje (na gorąco jest gniot - red.). Przy obróbce na zimno głęboki zgniot lub zgniot na całej grubości znacznie podwyższa wytrzymałość statyczną i gwałtownie obniża plastyczność. Zgniot obniża udarność stali w temperaturach otoczenia i to tym bardziej im większy jest stopień odkształcenia".

Wytrzymałość Dynamiczna i Kruchość Stali - Prof. dr. G.I. Pogodin - Aleksiejew.

Dodam, że zgniot zastosowany w odpowiedni sposób na odpowiedniej stali, radykalnie podnosi twardość i odporność na ścieranie przy dużych naciskach. Takim stalami stworzonymi do obróbki plastycznej na zimno są Stale Hadfielda.

"Obróbka cieplna wyrobów odlanych lub kutych polega na przesycaniu od temperatury austenityzowania to jest : 1050oC - 1100oC w wodzie przez co zapobiega się wydzieleniu węglików i otrzymuje austenit trwały przy około 20oC. W czasie ścierania, któremu towarzyszy znaczny nacisk i uderzenia, austenit w warstwie przypowierzchniowej wyrobu, bardzo umacnia się w wyniku tworzenia licznych tak zwanych mikrobliźniaków, czego konsekwencją jest zwiększenie odporności na ścieranie.

Odporna na ścieranie stal wysokomanganowa, posiada wysoką wytrzymałość i udarność oraz dobre własności plastyczne przy stosunkowo niskiej granicy plastyczności i twardości. Istota wysokiej odporności na ścieranie tkwi w tym, że pod działaniem nacisków zewnętrznych stal bardzo znacznie się umacnia, ponieważ jej struktura austenityczna ma wiele kierunków łatwego poślizgu. Zgniot na zimno tego metalu, powoduje również rozdrobnienie ziarn oraz częściową przemianę martenzytyczną austenitu. Nieodzownym warunkiem dużej odporności na ścieranie jest wystąpienie dużych nacisków i towarzyszącego im zgniotu, jeśli występuje brak w/w czynników stal Hadfielda zachowuje się podobnie jak inne stale o zbliżonej twardości, nie wykazując specjalnych właściwości. W przypadku zużycia ciernego, któremu nie towarzyszy nacisk, przez co nie następuje również zgniot, stal wysokomanganowa nie wykazuje wyższej odporności na ścieranie niż inne stale o zbliżonej twardości..."

Żródło: https://www.alfa-tech.com.pl/stale-specjalne-stal-hadfielda-x120mn12-110g12-11g12

 

Proces umacniania przez zgniot występuję także w innych stalach, w tym wielu, z których korzystamy na noże. Może też dotyczyć powierzchni walcowanej na zimno blachy. To ciekawe zjawisko umocnienia spowodowane jest tzw. bliźniakowaniem ziaren, które polega na tworzeniu się specyficznych granic pomiędzy ziarnami w wyniku przesunięcia się kryształów względem siebie po obróbce plastycznej Na czym polega ta wyjątkowość granic?

"Granice bliźniacze tworzą się przy ściśle określonym niedopasowaniu atomowym. Płaszczyzna bliźniacza jest symetrycznie nachylona do określonej płaszczyzny krystalograficznej w sąsiadujących ziarnach. Atomy leżące w granicy przynależą jednocześnie do sieci obydwóch ziarn. Taka granica ma najprostszą budowę i posiada niską energią (3÷10% energii granic ziarn)."*

*Wikipedia

I teraz chcę trochę postraszyć tych, co od razu stworzyli sobie szatański plan użycia tych obu technik na raz (obróbki na gorąco i umacniania na zimno) w celu wytworzenia superobrobionego wyjebolitu...

Po pierwsze: wytworzenie bliźniaków ze struktury martenzytycznej będzie... no ciekawe. Chyba się wam to nie uda, popęka a stopień umocnienia będzie pomijalny. Także kolejność: najpierw hartowaniem potem kucie na zimno nie wchodzi w grę.

To może odwrotnie? Pozgniatamy a potem zahartujemy? Brzmi lepiej, ale sprawdźmy co się stanie.

a) ziarna bliźniacze posiadające wspólną granicę bliźniaczą wytworzoną drogą zgniotu (obróbki plastycznej na zimno)

b) początek procesu zdrowienia w wyniku rekrystalizacji stali (podgrzania do temperatury powyżej temperatury rekrystalizacji - najczęściej dla stali są to temperatury rzędu 500-600 stopni)

c) dalszy etap zdrowienia stlali - zanik granicy bliźniaczej i wytworzenie się jednego dużego ziarna z dwóch mniejszych z wklęsłymi granicami

d) wklęsłe granice dążą do kształtu kulistego, poprzez połykanie kolejnych ziaren lub rozrost kosztem innych.

No i tragedię mamy gotową. W czasie grzania do jakiegokolwiek procesu cieplnego (a każdy ważniejszy z wyjątkiem odpuszczania niskiego i średniego, przekracza temperatury rekrystalizacji) wytwarza się struktura o ziarnie mieszanym (duże z małymi). Duże ziarna chętniej połykają mniejsze, więc tempo rozrostu ziarna jest większe niż w przypadku stlali o jednolitym drobnym ziarnie. A duże ziarno to mniejsza plastyczność, mniejsza udarność, mniejsza odporność na ścieranie i wszystko co złe to duże ziarno. Czy ja więc dobrze węszę, że np. odprężanie blachy walcowanej na zimno może mieć negatywne skutki?

Poddaję pod rozwagę :)

Pozdrawiam

Kosiarz

 

Ostatnimi czasy, co rusz natykam się w sieci na przechwałki producentów stali na temat wytrzymałości stali na rozciąganie. Zostało to dość ochoczo podchwycone przez "świat noży". Bo ładnie brzmi i jakieś niebotyczne wyniki wychodzą przy nowoczesnych stalach. Przeraża mnie to, szczerze mówiąc, bo Rm to taki wytrych do rasowania wyników. Daje sporo możliwości manipulacji wynikami tak, aby odbiorca myślał, że złapał diabła za rogi. A najbardziej spodobała mi się ta tabela:


Sprawia ona, ilekroć na nią spojrzę, chęć pacnięcia się w czoło i skomentowania tego w jeden sposób: ojapierdolekurwamać!
Dlaczego? A może odpowiemy sobie na pytania:
- Czy ta tabela oznacza, że każda stal, dajmy na to hartowana na 50 hrc, będzie miała takie samo Rm? Serio?
- Czy ta sama stal, hartowana różnymi sposobami (jeden poprawny, drugi bardzo niepoprawny) prowadzącymi do takiego samego wyniku twardości, będzie miała takie samo Rm? Serio?
- I skąd nagłe podniecenie tym całym Rm, skoro to własność przeznaczona głównie dla stali konstrukcyjnych przeprowadzana poprzez statyczne badanie wytrzymałości na rozciąganie. A my używamy głównie stali narzędziowych? Przecież stale konstrukcyjne świetnie trzymają ostrość, tyle że krótko (no z wyjątkiem stali łożyskowych i kilku jeszcze innych wyjątków).
Spójrzmy na ten ciekawy wykres, pokazujący Rm i twardość HRC dla konkretnej stali. Widzimy, jak w pewnym zakresie temperatury odpuszczania, HRC niemalże stoi w miejscu a Rm wybitnie spada. Jak to się ma do powyższej tabeli?


A może spójrzmy na jeszcze inny wykres, pokazujący, że wyniki badania wytrzymałości na rozciąganie, mogą zależeć od grubości badanego wałka?

I co ciekawsze, można dojść do wniosku, że wraz z grubością wałka, Rm stali spada... no kurcze, przeciekawa sprawa. Oczywiście wiem, że w grubych wałkach, na przekroju Rm może być różne, bo stale mają różną hartowność, . Takoż i twardość w rdzeniu takiego grubego wałka może być inna niż przy powierzchni (to także wynik hartowności stali). My twardość niemalże zawsze sprawdzamy na powierzchni cienkich płaskowników. W świecie noży mało kto rozpatruje różnicę twardości na przekroju, lecz prawie zawsze oceniamy twardość i właściwość detalu jako całości. Pierwsza pokazana tabela, jest zatem dla nas bez wartości. W ogóle Rm jest mało istotny i trzeba dużej wiedzy, aby wykorzystać to jako cenną informację. Sugerowanie się wysokim Rm dla... (no właśnie, dla stali czy dla detalu?) nie zawsze jest dobre i może wprowadzać w błąd.

Bo Rm może zależeć też od: 

Wielkości ziarna

A także od temperatury badania i szeregu innych czynników i zjawisk:

Także radzę z przymrużeniem oka traktować wielkości Rm podawane przez producentów. Rzetelnych informacji szukajmy z opracowaniach naukowych a nie na stronach producentów, bo ci zawsze będą tak przeprowadzać porównania, aby wyszło na ich korzyść. Póki co, sugeruję, abyśmy kierowali się najbardziej pewnymi wielkościami fizycznymi dotyczącymi stali: czyli twardością i udarnością (wiązkością - która jest, tłumacząc w najprostszy sposób, zdolnością do przenoszenia dynamicznych obciążeń). Te oczywiście także mogą być różne w zaleźności od wielu czynników, ale nie dają już tak dużego pola do popisu przy próbach manipulowania nimi.

A kto nadal wierzy, że Rm pokaże nam która stal jest lepsza jako wybór, na np. miecze do szermierki, niech sobie zrobi miecz z najwybolityczniejszej proszkowej stali z kosmosu o której producent pisze, że ma bardzo wysokie Rm i skonfrontuje go ze zwykłą, poprawnie obrobioną cieplnie konstrukcyjno - sprężynową stalą 50hf. Tylko proszę z dala ode mnie. Ja nie lubię szybko latających odłamków stali.

Pozdrawiam

Kosiarz

Moim zdaniem, to nie można zostawiać na nożach faktury po ząbkach pilnika, jeżeli korzystamy z tego narzędzia jako bazowego materiału na głownię. I nie, nie chodzi tylko o to, że to karby same w sobie. W sumie to nie podobają mi się, no ale o gustach pisać nie będziemy, więc powiem, dlaczego, poza estetyką, nie zostawiam nigdy ząbków po pilniku.

Czy to pilnik wysokiej klasy zrobiony z gatunkowej stali narzędziowej, czy to gorszego sortu narzędzie wykonane z tańszych stali do nawęglania lub azotowania, najprawdopodobniej powierzchnia tego narzędzia została poddana obróbce cieplno-chemicznej. Np. węglo-azotowaniu, cyjanowaniu itd. Ma to na celu radykalne podniesienie odporności na ścieranie tej powierzchni, aby pilnik był twardszy od ścieranych materiałów. Głównymi sprawcami takiego stanu rzeczy są azotki. To takie coś, co jest twarde jak węgliki, ale "wytwarza" się je na powierzchni z pomocą specjalnych procesów. I one tam są. I mają spory wpływ na właściwości całego detalu, nie tylko ten dobroczynny ale i negatywny. Taka powierzchnia, bardzo twarda, sprzyja kruchemu pękaniu. Dlatego radziłbym pozbyć się tej powierzchni.

I to nie gdzieś tam pod koniec całego procesu tworzenia noża. Lecz zaraz na samym początku. Kątówka do ręki i zdzieramy do gładkiego. Czemu nie po wyżarzaniu zmiękczającym? Bo owe azotki mogą dyfuzować. Gdyby tylko na zewnątrz to pół biedy. Gorzej, że mogą też do środka, dosłownie POGŁĘBIAJĄC nam problem. To samo dotyczy się kucia. Kowal, który nie pozbył się tej "śmieciowej" powierzchni, wkuwa sobie problem wgłąb detalu. Często negatywne skutki azotków można odczuć na krawędzi tnącej, jeśli ta powstała bardzo blisko rantu pilnika i zawiera w sobie duże ilości twardych azotków - może się łatwo kruszyć, jak ta zdjęciu wyżej, gdzie kt kruszyła od najzwyczajniejszego strugania w drewnie. Oczywiście powód takiego wykruszania się kt może być inny.

A zatem moja opinia na ten temat jest jednoznaczna: zostawianie takiej faktury po pilniku to proszenie się o kłopoty.

No dobra, powiedziałem co mi się nie podoba. Ale jak ja to zatem robię? Jak pracuję z pilnikami jako materiałem na noże? O tym będzie w materiale video i tam przedstawię krok po kroku jak postępuję z pilnikami, które bardzo często stanowią znakomity i tradycyjny materiał na nóż. Gdy film się ukaże, natychmiast go podlinkuję w tym wpisie.

Tymczasem każdy kto zamierza zrobić nóź z pilnika, może przeczytać co ustaliłem na temat stali z jakich pilniki są zrobione. Wystarczy, że kliknie to: Złom na nóż - Pilniki.

Pozdrawiam

Kosiarz

 

Dokładnie 1 marca odbyły się pierwsze indywidualne warsztaty ukierunkowane na kładzenie szlifów w nożu przy pomocy szlifierki taśmowej. Nauki u mnie pobierał Emil G. (facebookowy Wiedźmin knife). Emil przyjechał na 10 godzin, które twardo przepracował. Przygotowany przeze mnie materiał okazał się odpowiedni ilościowo a z mojej skuteczności jestem zadowolony. 

Materiał filmowy jest nagrany, ale potrzeba jeszcze czasu zanim zostanie zmielony i przetransportowany do internetu. Gdy tylko to się stanie, niniejszy wpis zostanie uzupełniony.

A oto Emil G. ze swoim nożem wykonanym w czasie warsztatów.

 

I kupka noży które zabrał ze sobą celem wysatynowania.

 

Sprawy organizacyjne dotyczące warsztatów opisałem tutaj

http://www.stalowypiotr.eu/index.php/aktualnosci-pl/us%C5%82ugi/43-warsztaty-szlifierskie

I zapraszam do relacji video.

Pozdrawiam

Kosiarz

Ten etap tworzenia noża nazywam "opowiadaniem historii". To jeden z moich ulubionych etapów, ale też jeden z najbardziej męczących. Nie potrafię długo tak pracować. Ciągła godzina to szczyt moich możliwości. A zazwyczaj to koncentrację tracę już po kilku minutach. Dziś np. dosiadłem do tej skórki trzy razy, pracując nad tym łącznie trzy godziny. Transy trwały około jednej godziny, podzielonej w połowie chwilą wytchnienia. 

Bez kawy nie umiem tego robić. Czarna gorzka, mocna, takie no jak mówią: espresso.

Przeszyję to trokami uplecionymi we wczesnośredniowieczny wzorek. Mocowanie będzie na długim mocnym rzemieniu. Po chwili nauki, można taką opcję śmiało montować na szyję, pod pachę lub do paska...