Tvrdosť noža sa bežne meria na Rockwellovej stupnici a ovplyvňuje udržanie ostria, ostrenie, húževnatosť a geometriu čepele. Mäkkšie ocele sú tolerantnejšie, no rýchlejšie sa otupia, zatiaľ čo tvrdšie ocele si dlhšie zachovávajú jemné ostrie, pri nesprávnom používaní sa však môžu vyštrbiť. Táto príručka vysvetľuje skúšanie HRC, typické rozsahy tvrdosti západných a japonských nožov, oceľ ZDP-189 a to, prečo samotná tvrdosť neurčuje kvalitu noža.
Pri výbere typu ocele kováči zohľadňujú vlastnosti, ako sú trvanie ostrosti, jednoduchosť údržby a ostrenia 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 razeniu 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 na ňu vplývajú 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 v 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 kužeľ z diamantu, ktorý sa vtlačí do materiálu, a následne sa zmeria hĺbka vniknutia pri štandardnej sile. Rôzne stupnice tvrdosti používajú vlastné kombinácie skúšobných síl a skúšobných vtlačení (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 ostria. Sú však húževnatejšie a tvárnejšie.
→ Tvrdosť väčšiny japonských nožov sa pohybuje medzi 60 a 62 HRC, dlho si zachovávajú ostrie a vďaka štruktúre ocele sa ľahko preostrujú. Sú však náchylné na zlomenie a pri nesprávnom používaní sa môžu poškodiť.
→ Moderné ocele vyrábané práškovou metalurgiou dosahujú na Rockwellovej stupnici najvyššie hodnoty a vyznačujú sa tvrdosťou približne 64 až 68 HRC. Tieto ocele sú vzácne (a preto drahšie) a náročnejšie na spracovanie, no pri správnom používaní zaručujú neuveriteľne dlhú životnosť ostrosti. Sú tiež o niečo citlivejšie a náročnejšie na ostrenie.
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 (a ďalšie legujúce prvky). Ide o práškovú oceľ, ktorá môže pri správnom tepelnom spracovaní dosiahnuť až 70 HRC, pričom v kuchynských nožoch sa tvrdosť zvyčajne pohybuje okolo 66 a 67 HRC. Oceľ ZDP-189 má mimoriadne vysoký obsah uhlíka, čo je pre nástrojové ocele nezvyčajné (liatina má zvyčajne vysoký obsah uhlíka). V dôsledku vysokého obsahu chrómu musí oceľ ZDP-189 obsahovať také vysoké percento uhlíka, aby sa prvky mohli premeniť na karbidy. Karbidy ovplyvňujú tvrdosť a trvanie ostrosti. 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 na vhodnej reznej podložke. |
Stupnice tvrdosti
Tvrdosť podľa Rockwella (HRc - kužeľ a HRb - guľôčka)
Meria sa hĺbka vniknutia indentora pri pôsobení určitej sily. Použiť možno guľôčku (HRb) alebo kužeľ (HRc). Ide o rýchle a jednoduché meranie, vhodné najmä pre ocele na príbor.
Vickersova skúška tvrdosti (HV)
Používa sa pyramídový diamantový indentor s uhlom 136° a meria sa sila a povrch vtlačenej pyramídy.
Mohsova stupnica tvrdosti minerálov
Mohsova stupnica meria tvrdosť minerálov a syntetických materiálov a charakterizuje odolnosť rôznych minerálov proti poškriabaniu na základe 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: podpera, diamantový kužeľ a merací ciferník. Vzorka sa umiestni na podperu a pôsobí sa predbežným zaťažením. Merací ciferník sa nastaví na nulu a potom sa použije hlavné zaťaženie. Hĺbka vniknutia od nulového referenčného bodu sa odčíta na ciferníku.
HRc (kužeľ)Diamantový kužeľ s uhlom 120° sa vtlačí do povrchu pôsobením sily 100 N. Toto je východiskový bod merania. Následne sa pôsobí dodatočnou silou 1400 N až 1500 N, ktorá sa ponechá počas „času zotrvania“ dostatočného na zastavenie vtlačovania. Potom sa toto zaťaženie uvoľní a hĺbka vniknutia kužeľa sa zmeria v milimetroch pri počiatočnom zaťažení 100 N. Tvrdosť HRc = 100-500h, kde h sa rovná hĺbke vniknutia v mm. |
Čo znamená vyššia hodnota tvrdosti pri nožoch?
Prečo na tom záleží
Na najjednoduchšie rezné nástroje možno použiť akúkoľvek oceľ, ak počas tepelného spracovania 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 ostriť.
Najväčšou výhodou tvrdších nožov je dlhodobá ostrosť a tenká čepeľ. Tvrdosť 60+ HRC umožňuje menší uhol ostrenia, a preto je na rezanie potrebná menšia sila.
Kompromis
Nevýhodou tvrdých nožov je, že sa pri nesprávnom používaní môžu poškodiť.
Žiaľ, nie je možné skombinovať najvyššiu tvrdosť, pevnosť a húževnatosť, preto sa výrobcovia nožov snažia nájsť správnu rovnováhu medzi týmito vlastnosťami, najmä pri hľadaní ideálneho pomeru medzi dĺžkou ostrosti a krehkosťou.
Pri výbere noža je preto dôležité zohľadniť jeho účel a vlastnosti vrátane tvrdosti. Hoci HRC naznačuje kvalitu materiálu, pri výbere kuchynského noža by nemalo byť hlavným kritériom. Rôzne ocele majú vlastné optimálne pomery vlastností a použitia, preto by ste okrem ostrosti mali posudzovať aj jednotlivé vlastnosti ocele vzhľadom na hlavný účel vášho noža.
Tabuľka nižšie zobrazuje všetky vlastnosti rezných nástrojov podľa stupnice HRC
HRC: VLASTNOSTI REZNÝCH NÁSTROJOV52-54 HRC 56-58 HRC |
