Pri výbere typu ocele kováči zohľadňujú vlastnosti, ako sú trvácnosť ostria, jednoduchosť údržby a brúsenia a v neposlednom rade aj cena a dostupnosť ocele. Všetky tieto praktické vlastnosti sú neoddeliteľne spojené s tvrdosťou ocele – hlavnou vlastnosťou, podľa ktorej sa nástrojové (nožiarske) ocele klasifikujú.
Tvrdosť je podľa definície odolnosť materiálu proti vtlačeniu alebo lokálnej plastickej (trvalej) deformácii. V dôsledku toho znamená aj odolnosť proti opotrebovaniu. Tvrdosť kovového materiálu závisí od jeho chemického zloženia a termomechanického spracovania. Uhlík je chemický prvok, ktorý má najväčší vplyv na tvrdosť ocele, pričom pozitívne ju ovplyvňujú aj chróm, mangán, vanád a molybdén. Spolu s uhlíkom tvoria tieto prvky nové, mimoriadne tvrdé zlúčeniny nazývané karbidy.
|
Súvislosť medzi tvrdosťou a obsahom uhlíka je jasne viditeľná na príklade nižšie: čím vyšší je obsah uhlíka, tým vyššia je aj hodnota HRC pri rôznych typoch bielej ocele: |
Meranie tvrdosti
Existuje niekoľko metód merania tvrdosti, ktoré používajú vlastné stupnice tvrdosti. Relatívna tvrdosť ocele sa podľa týchto stupníc určuje meraním hĺbky vniknutia indentora. Najčastejšie sa používa diamantový kužeľ, ktorý sa vtlačí do materiálu, a následne sa pri štandardnej sile zmeria hĺbka vniknutia. Rôzne stupnice tvrdosti používajú vlastné kombinácie skúšobných síl a skúšobných indentorov (kužeľ, guľôčka atď.) a sú prispôsobené typu skúšaného materiálu. V nožiarskom priemysle sa najčastejšie používa Rockwellova stupnica (HRC).
➨ Tvrdosť pevných kuchynských nožov začína na hodnote 56 HRC, no takéto čepele rýchlo strácajú ostrie a ťažšie sa znovu brúsia. Sú však húževnatejšie a tvárnejšie.
➨ Tvrdosť väčšiny japonských nožov sa pohybuje medzi 60 a 62 HRC, ostrie si zachovávajú dlhý čas a vďaka štruktúre ocele sa ľahko znovu brúsia. Sú však náchylné na zlomenie a pri nesprávnom používaní sa môžu poškodiť.
➨ Moderné práškové ocele dosahujú na Rockwellovej stupnici najvyššie hodnoty a môžu sa pýšiť tvrdosťou približne 64 až 68 HRC. Tieto ocele sú vzácne (a preto drahšie) a náročnejšie na spracovanie, no pri správnom používaní zaručujú neuveriteľne ostré ostrie s dlhou životnosťou. Sú tiež o niečo citlivejšie a náročnejšie na brúsenie.
|
Aká tvrdá je oceľ ZDP-189? ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 % Oceľ ZDP-189 má zaujímavé chemické zloženie, pretože obsahuje až 3 % uhlíka a 20 % chrómu (spolu s ďalšími legujúcimi prvkami). Ide o práškovú oceľ, ktorá môže pri správnom tepelnom spracovaní dosiahnuť tvrdosť až 70 HRC, zatiaľ čo pri kuchynských nožoch sa tvrdosť zvyčajne pohybuje okolo 66 až 67 HRC. Oceľ ZDP-189 má mimoriadne vysoký obsah uhlíka, čo je pri nástrojových oceliach nezvyčajné (liatina má zvyčajne vysoký obsah uhlíka). Vzhľadom na vysoký obsah chrómu musí oceľ ZDP-189 obsahovať také vysoké percento uhlíka, aby sa tieto prvky mohli premeniť na karbidy. Karbidy ovplyvňujú tvrdosť a trvácnosť ostria. Hlavnou výhodou tohto typu ocele je, že si mimoriadne dlho zachováva ostrie. Keďže je veľmi tvrdá, nie je taká húževnatá a je náchylnejšia na zlomenie. Preto si vyžaduje šetrné zaobchádzanie a vhodný rezný povrch. |
Stupnice tvrdosti
➨ Tvrdosť podľa Rockwella (HRc – kužeľ a HRb – guľôčka)
Hĺbka vniknutia indentora sa meria pôsobením určitej sily. Použiť možno guľôčku (HRb) alebo kužeľ (HRc). Ide o rýchle a jednoduché meranie, ktoré je obzvlášť vhodné pre nožiarske ocele.
➨ Vickersova skúška tvrdosti (HV)
Používa sa diamantový indentor v tvare pyramídy s uhlom 136° a meria sa sila a plocha vtlačenej pyramídy.
➨ Mohsova stupnica tvrdosti minerálov
Mohsova stupnica meria tvrdosť minerálov a syntetických materiálov a charakterizuje odolnosť rôznych minerálov proti poškriabaniu prostredníctvom schopnosti tvrdšieho materiálu poškriabať mäkší materiál. Na Mohsovej stupnici má mastenec tvrdosť 1 a diamant tvrdosť 10 (podľa novej stupnice 15).
Ako sa meria tvrdosť podľa HRC?
Na meranie tvrdosti podľa metódy HRC sa používa špeciálne zariadenie, ktoré pozostáva z troch hlavných častí: podložky, diamantového kužeľa a meracieho číselníka. Vzorka sa umiestni na podložku a pôsobí na ňu malé zaťaženie. Merací číselník sa nastaví na nulu a následne sa použije hlavné zaťaženie. Hĺbka vniknutia od nulového bodu sa odčíta na číselníku.
|
HRc (kužeľ) Diamantový kužeľ s uhlom 120° sa pôsobením sily 100 N vtlačí do povrchu. To je východiskový bod merania. Následne sa pôsobí dodatočnou silou 1400 N až 1500 N a táto sila sa ponechá pôsobiť počas „doby zotrvania“ dostatočnej na zastavenie vtlačovania. Potom sa zaťaženie uvoľní a hĺbka vniknutia kužeľa sa zmeria v milimetroch pri počiatočnom zaťažení 100 N. Tvrdosť HRc = 100-500h, pričom h je hĺbka vniknutia v mm. |
Čo znamená vyššia hodnota tvrdosti pri nožoch?
✅ Vyššia hodnota tvrdosti ➨ dlhšie trvajúce ostrie
✅ Vyššia hodnota tvrdosti ➨ tenšia čepeľ
❌ Vyššia hodnota tvrdosti ➨ vyššia krehkosť
✅ Na najjednoduchšie rezné nástroje možno použiť akúkoľvek oceľ, ak pri tepelnom spracovaní dosiahla dostatočnú tvrdosť v kombinácii s húževnatosťou. Vyššia hodnota tvrdosti znamená dlhšiu životnosť čepele, pretože čím dlhšie zostáva nôž ostrý (pri správnom používaní), tým menej často ho treba brúsiť.
✅ Najväčšou výhodou tvrdších nožov je dlhotrvajúce ostrie a tenká čepeľ. Tvrdosť 60+ HRC umožňuje menší uhol brúsenia, a preto je na rezanie potrebná menšia sila.
❌ Nevýhodou tvrdých nožov je, že pri nesprávnom používaní sa môžu poškodiť.
⬌
Žiaľ, nie je možné skombinovať najvyššiu tvrdosť, pevnosť a húževnatosť, preto sa výrobcovia nožov snažia nájsť správnu rovnováhu medzi týmito vlastnosťami, najmä ideálny kompromis medzi trvácnosťou ostria a krehkosťou.
Pri výbere noža je preto dôležité zvážiť jeho účel použitia a vlastnosti vrátane tvrdosti. Hoci HRC naznačuje kvalitu materiálu, pri výbere kuchynského noža by nemala byť hlavným kritériom. Rôzne ocele majú vlastné optimálne pomery vlastností a oblastí použitia, preto by ste okrem ostrosti mali zohľadniť aj jednotlivé vlastnosti ocele vzhľadom na hlavný účel vášho noža.
Tabuľka nižšie zobrazuje všetky vlastnosti rezných nástrojov podľa stupnice HRC 👇
|
HRC: VLASTNOSTI REZNÝCH NÁSTROJOV 52-54 HRC 56-58 HRC |
