Tvrdost nožů se běžně měří na Rockwellově stupnici a ovlivňuje trvanlivost ostří, broušení, houževnatost i geometrii čepele. Měkčí oceli jsou tolerantnější, ale rychleji se otupí, zatímco tvrdší oceli si déle udrží jemné ostří, při nesprávném používání se však mohou vyštípat. Tento průvodce vysvětluje zkoušení HRC, typické rozsahy tvrdosti západních a japonských nožů, ocel ZDP-189 a to, proč samotná tvrdost neurčuje kvalitu nože.
Při výběru druhu oceli zvažují kováři vlastnosti, jako je délka zachování ostří, snadnost údržby a broušení a v neposlední řadě také cena a dostupnost oceli. Všechny tyto praktické vlastnosti jsou neodmyslitelně spjaty s tvrdostí oceli - hlavní vlastností, podle níž se nástrojové (nožířské) oceli klasifikují.
Tvrdost je podle definice odolnost materiálu proti vtlačování nebo lokalizované 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 spolu s uhlíkem vytvářejí nové, mimořádně tvrdé sloučeniny zvané karbidy.
|
Souvislost mezi tvrdostí a obsahem uhlíku je jasně vidět na příkladu níže: čím vyšší je obsah uhlíku, tím vyšší je také hodnota HRC u různých typů oceli White Steel:
|
Měření tvrdosti
Existuje několik metod měření tvrdosti, které používají vlastní stupnice tvrdosti. Relativní tvrdost oceli se podle těchto stupnic určuje měřením hloubky vniknutí indentoru. Nejčastěji se používá diamantový kužel, který se vtlačí do materiálu, a poté se změří hloubka vniknutí při standardní síle. Různé stupnice tvrdosti používají vlastní kombinace zkušebních sil a vtisků (kužel, kulička apod.) a jsou přizpůsobeny typu testovaného materiálu. V nožířském průmyslu se nejčastěji používá Rockwellova stupnice (HRC).
→ Tvrdost pevných kuchyňských nožů začíná na 56 HRC, ale takové čepele rychle ztrácejí ostří a hůře se přebrušují. Jsou však houževnatější a tvárnější.
→ Tvrdost většiny japonských nožů se pohybuje mezi 60 a 62 HRC, dlouho si zachovávají ostří a díky struktuře oceli se snadno znovu brousí. Jsou však náchylné k prasknutí a při nesprávném použití se mohou poškodit.
→ Moderní oceli z práškové metalurgie dosahují na Rockwellově stupnici nejvyšších hodnot a pyšní se tvrdostí kolem 64 až 68 HRC. Tyto oceli jsou vzácné (a proto dražší) a obtížněji se zpracovávají, ale při správném použití zajišťují neuvěřitelně dlouhotrvající ostrost. Také jsou 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). Jde 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). Vzhledem k vysokému obsahu chromu musí ocel ZDP-189 obsahovat tak vysoký podíl uhlíku, aby se prvky mohly přeměnit na karbidy. Karbidy ovlivňují tvrdost a dobu, po kterou si ostří zachovává ostrost. Hlavní výhodou tohoto typu oceli je, že si zachovává ostří po mimořádně dlouhou dobu. Protože je velmi tvrdá, není tak houževnatá a je náchylnější k prasknutí. Vyžaduje proto šetrné zacházení na vhodném řezném povrchu. |
Stupnice tvrdosti
Tvrdost podle Rockwella (HRc - kužel a HRb - kulička)
Hloubka průniku indentoru se měří při působení určité síly. Lze použít buď kuličku (HRb), nebo kužel (HRc). Jde o rychlé a jednoduché měření, zvláště vhodné pro nožířské oceli.
Vickersova zkouška tvrdosti (HV)
Používá se pyramídový diamantový indentor s úhlem 136° a měří se síla i povrch vtlačené pyramidy.
Mohsova stupnice tvrdosti minerálů
Mohsova stupnice měří tvrdost minerálů a syntetických materiálů a charakterizuje odolnost různých minerálů proti poškrábání na základě schopnosti tvrdšího materiálu poškrábat měkčí materiál. Na Mohsově stupnici má mastek tvrdost 1 a diamant tvrdost 10 (podle nové stupnice 15).
Jak se měří tvrdost podle HRC?
K měření tvrdosti podle metody HRC se používá speciální přístroj, který se skládá ze tří hlavních částí: kovadliny, diamantového kužele a měřicího číselníku. Vzorek se umístí na kovadlinu a působí se menším zatížením. Měřicí číselník se nastaví na nulu a poté se působí hlavním zatížením. Hloubka vniknutí od nulového bodu se odečte z číselníku.
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 „doby prodlevy“ dostatečnou k zastavení vtlačování. Následně se toto zatížení uvolní a změří se hloubka vniknutí kužele v milimetrech při počátečním zatížení 100 N. Tvrdost HRc = 100-500h, kde h se rovná hloubce vniknutí v mm. |
Co znamená vyšší hodnota tvrdosti u nožů?
Proč na tom záleží
Pro nejjednodušší řezné nástroje lze použít jakoukoli ocel, pokud při tepelném zpracování získala dostatečnou tvrdost v kombinaci s houževnatostí. Vyšší hodnota tvrdosti znamená delší životnost čepele, protože čím déle zůstane nůž ostrý (při správném používání), tím méně často je nutné jej ostřit.
Největší výhodou tvrdších nožů je dlouhotrvající ostrost a tenká čepel. Tvrdost 60+ HRC umožňuje menší úhel ostření, a proto je k řezání potřeba menší síla.
Kompromis
Nevýhodou tvrdých nožů je, že se při nesprávném používání mohou poškodit.
Bohužel není možné kombinovat nejvyšší hodnoty tvrdosti, pevnosti a houževnatosti, proto se výrobci nožů snaží najít správnou rovnováhu mezi těmito vlastnostmi, zejména najít ideální poměr mezi délkou ostrosti a křehkostí.
Při výběru nože je proto důležité zohlednit jeho účel a vlastnosti, včetně tvrdosti. Přestože HRC vypovídá o kvalitě materiálu, neměla by být hlavním vodítkem při výběru kuchyňského nože. Různé oceli mají vlastní optimální poměry vlastností a použití, takže kromě ostrosti byste měli zohlednit také jednotlivé vlastnosti oceli s ohledem na hlavní účel vašeho nože.
Níže uvedená tabulka zobrazuje všechny vlastnosti řezných nástrojů podle stupnice HRC
HRC: VLASTNOSTI ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ52-54 HRC 56-58 HRC |
