Při výběru typu oceli kováři zvažují vlastnosti, jako je doba udržení ostrosti, snadnost údržby a broušení a v neposlední řadě také cena a dostupnost oceli. Všechny tyto praktické vlastnosti jsou neoddělitelně spojeny s tvrdostí oceli – hlavní vlastností, podle níž se nástrojové (nožířské) oceli klasifikují.
Tvrdost je podle definice odolnost materiálu proti vtlačení nebo lokální plastické (trvalé) deformaci. V důsledku toho znamená také odolnost proti opotřebení. Tvrdost kovového materiálu závisí na jeho chemickém složení a tepelně-mechanickém zpracování. Uhlík je chemický prvek, který má na tvrdost oceli největší vliv; pozitivně ji ovlivňují také chrom, mangan, vanad a molybden. Tyto prvky společně s uhlíkem vytvářejí nové, mimořádně tvrdé sloučeniny zvané karbidy.
|
Souvislost mezi tvrdostí a obsahem uhlíku je jasně vidět na následujícím příkladu: čím vyšší je obsah uhlíku, tím vyšší je také HRC u různých typů bílé oceli: |
Měření tvrdosti
Existuje několik metod měření tvrdosti, které používají vlastní stupnice tvrdosti. Relativní tvrdost oceli se podle těchto stupnic určuje měřením hloubky průniku indentoru. Nejčastěji se používá diamantový kužel, který se vtlačí do materiálu, a následně se při standardní síle změří hloubka průniku. Různé stupnice tvrdosti používají vlastní kombinace zkušebních sil a zkušebních indentorů (kužel, kulička atd.) a jsou přizpůsobeny typu testovaného materiálu. V nožířském průmyslu se nejčastěji používá Rockwellova stupnice (HRC).
➨ Tvrdost masivních kuchyňských nožů začíná na 56 HRC, ale takové čepele rychle ztrácejí ostří a hůře se znovu brousí. Jsou však houževnatější a tvárnější.
➨ Tvrdost většiny japonských nožů se pohybuje mezi 60 a 62 HRC, ostří si udržují po dlouhou dobu a díky struktuře oceli se snadno znovu brousí. Jsou však náchylné k prasknutí a při nesprávném používání se mohou poškodit.
➨ Moderní práškové oceli dosahují na Rockwellově stupnici nejvyšších hodnot a vyznačují se tvrdostí kolem 64 až 68 HRC. Tyto oceli jsou vzácné (a proto dražší) a obtížněji se zpracovávají, ale při správném používání zajišťují neuvěřitelně dlouhou ostrost. Jsou také o něco citlivější a náročnější na broušení.
|
Jak tvrdá je ocel ZDP-189? ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 % Ocel ZDP-189 má zajímavé chemické složení, protože obsahuje až 3 % uhlíku a 20 % chromu (a další legující prvky). Jedná se o práškovou ocel, která může při správném tepelném zpracování dosáhnout tvrdosti až 70 HRC, zatímco u kuchyňských nožů se tvrdost obvykle pohybuje kolem 66 až 67 HRC. Ocel ZDP-189 má mimořádně vysoký obsah uhlíku, což je u nástrojových ocelí neobvyklé (litina má obvykle vysoký obsah uhlíku). Kvůli vysokému obsahu chromu musí ocel ZDP-189 obsahovat tak vysoký podíl uhlíku, aby se tyto prvky mohly přeměnit na karbidy. Karbidy ovlivňují tvrdost a dobu udržení ostrosti. Hlavní výhodou tohoto typu oceli je, že si ostří udržuje mimořádně dlouhou dobu. Protože je velmi tvrdá, není tak houževnatá a je náchylnější k prasknutí. Vyžaduje proto šetrné zacházení a používání na vhodném krájecím povrchu. |
Stupnice tvrdosti
➨ Tvrdost podle Rockwella (HRc – kužel a HRb – kulička)
Hloubka průniku indentoru se měří při působení určité síly. Použít lze buď kuličku (HRb), nebo kužel (HRc). Jde o rychlé a jednoduché měření, které je vhodné zejména pro nožířské oceli.
➨ Vickersova zkouška tvrdosti (HV)
Používá se diamantový indentor ve tvaru jehlanu s úhlem 136° a měří se síla a plocha vtlačeného jehlanu.
➨ Mohsova stupnice tvrdosti minerálů
Mohsova stupnice měří tvrdost minerálů a syntetických materiálů a charakterizuje odolnost různých minerálů proti poškrábání podle schopnosti tvrdšího materiálu poškrábat materiál měkčí. Na Mohsově stupnici má mastek tvrdost 1 a diamant tvrdost 10 (podle nové stupnice 15).
Jak se měří tvrdost podle HRC?
K měření tvrdosti metodou HRC se používá speciální přístroj, který se skládá ze tří hlavních částí: kovadlinky, diamantového kužele a měřicího číselníku. Vzorek se položí na kovadlinku a působí na něj předběžné zatížení. Měřicí číselník se nastaví na nulu a poté se použije hlavní zatížení. Z číselníku se odečte hloubka průniku od nulové referenční hodnoty.
|
HRc (kužel) Na povrch se působením síly 100 N vtlačí diamantový kužel s úhlem 120°. To je výchozí bod měření. Poté se působí dodatečnou silou 1400 N až 1500 N a zatížení se ponechá po dobu „výdrže“, která je dostatečná k ukončení vtlačování. Následně se toto zatížení uvolní a při původním zatížení 100 N se v milimetrech změří hloubka průniku kužele. Tvrdost HRc = 100-500h, kde h odpovídá hloubce průniku v mm. |
Co znamená vyšší hodnota tvrdosti u nožů?
✅ Vyšší hodnota tvrdosti ➨ dlouhotrvající ostrost
✅ Vyšší hodnota tvrdosti ➨ tenčí čepel
❌ Vyšší hodnota tvrdosti ➨ vyšší křehkost
✅ Pro nejjednodušší řezné nástroje lze použít jakoukoli ocel za předpokladu, že při tepelném zpracování získá dostatečnou tvrdost v kombinaci s houževnatostí. Vyšší hodnota tvrdosti znamená delší životnost čepele, protože čím déle zůstává nůž ostrý (při správném používání), tím méně často je nutné jej brousit.
✅ Největší výhodou tvrdších nožů je dlouhotrvající ostrost a tenká čepel. Tvrdost 60+ HRC umožňuje menší úhel broušení, a proto je k řezání zapotřebí menší síla.
❌ Nevýhodou tvrdých nožů je, že se při nesprávném používání mohou poškodit.
⬌
Bohužel není možné spojit nejvyšší hodnoty tvrdosti, pevnosti a houževnatosti, proto se výrobci nožů snaží najít správnou rovnováhu mezi těmito vlastnostmi, zejména ideální kompromis mezi dobou udržení ostrosti a křehkostí.
Při výběru nože je proto důležité zohlednit jeho účel a vlastnosti, včetně tvrdosti. Přestože je HRC ukazatelem kvality materiálu, neměla by být hlavním vodítkem při výběru kuchyňského nože. Různé oceli mají vlastní optimální poměry vlastností a oblastí použití, takže kromě ostrosti byste měli věnovat pozornost také jednotlivým vlastnostem oceli s ohledem na hlavní účel vašeho nože.
Tabulka níže uvádí všechny vlastnosti řezných nástrojů podle stupnice HRC 👇
|
HRC: VLASTNOSTI ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ 52-54 HRC 56-58 HRC |
