Tvrdost oceli. Měření tvrdosti kovu na různých stupnicích, včetně tvrdosti podle Rockwella (HRC)
HRC je zkratka pro tvrdost Rockwell C Scale. Existuje několik Rockwellových stupnic tvrdosti, ale stupnice C je průmyslovým standardem pro nože. Čím vyšší HRC, tím tvrdší ocel, což má za následek delší životnost ostří a ostřejší úhly řezu. Příliš vysoká tvrdost však způsobuje křehnutí čepele. Například japonské kuchyňské nože jsou vyrobeny z oceli s HRC 60-61. To jim umožňuje být tenké, pružné a nekřehké.
Nůž “Olympus” vyrobený z Damašku o tvrdosti 63 HRC
Nástrojová ocel ZDP-189 při tepelném zpracování získá tvrdost 70 HRC a kov řeže skvěle, ale při prudkém nárazu do takové frézy se snadno zlomí. Oceli pro výrobu různých typů nožů mají obvykle tvrdost v rozmezí 52-58 HRC. Čepel nože z měkké oceli 52-54 HRC se velmi dobře ohýbá a odolává bočnímu zatížení, ale rychle ztrácí ostrost a vyžaduje časté broušení. Nůž z oceli 65-68 HRC se brousí obtížně, trvá to více času, ale vrátit ostrost takové čepeli je velmi vzácné.
Jak se měří tvrdost?
Zirkonové nože Samura Inca tvrdost 82 HRC
Oxid zirkoničitý je keramický materiál s tvrdostí 80-85 HRC. Vyrábí se z něj především implantáty a zubní korunky a také keramické břity. Dnes je to nejtvrdší materiál, který lze úspěšně použít k výrobě nože. Bílá nebo černá keramická čepel je však velmi křehká a špička ostří se při nárazu na kost snadno odlomí.
Keramické kuchyňské nože s tvrdostí 85 HRC
Předpokládá se, že diamant má tvrdost 100 HRC a ve skutečnosti je téměř nemožné změřit HRC nad 90. Tvrdost měří, jak odolný je materiál vůči lokalizované deformaci, tedy opotřebení. Hlavním prvkem, který určuje tvrdost oceli, je uhlík a jeho sloučeniny s jinými kovy. Chrom, mangan, vanad a molybden tvoří spolu s uhlíkem extrémně tvrdé sloučeniny – karbidy. Čím vyšší je obsah uhlíku, tím vyšší je hodnota HRC. Ocel s tvrdostí 63 HRC tedy obsahuje 1,3 % uhlíku a ocel 60 HRC – 0,9 %.
Přenosný tvrdoměr
Přenosný hydraulický tvrdoměr
Rockwell navrhl nedestruktivní testovací metodu. To znamená, že ocel se netestuje na rázové zatížení, které při určité hodnotě naruší molekulární vazby materiálu, ale na vtlačení indentoru do něj – diamantového kužele nebo kuličky z velmi tvrdé slitiny. Rockwell nabízel celkem 54 různých stupnic, z nichž každá pracovala v určitém rozsahu tvrdosti.
Japonský laboratorní přístroj pro stanovení HRC
Stupnice A a C se používají při měření HR diamantovým kuželem a stupnice B se používá s karbidovou kuličkou. Tato tvrdost je označena různými způsoby. Například čepel nože z oceli AUS-8 má tvrdost 58 HRC a je testována diamantovým kuželem a mosazná rukojeť čepele má tvrdost 42 HRB, která je testována pobeditovou kuličkou. Zároveň je nemožné porovnávat hodnoty různých měřítek, protože např. 52 HRC neodpovídá 52 HRB.
Mechanické a elektronické tvrdoměry
K měření tvrdosti kovu se obvykle používá zařízení, které se skládá z kovadliny, diamantového kužele a měřící stupnice. Na kovadlinu se umístí vzorek, působí se zatížením silou 100 N a stupnice se nastaví na 0. Poté se aplikuje hlavní zatížení 1400-1500 N – do zkušebního materiálu se vtlačí diamantový kužel se sklonem úhel 120°. Kužel je udržován po určitou dobu nutnou k zastavení deformace. Hloubka průniku indentoru se zaznamenává pomocí stupnice, která ukazuje hodnotu tvrdosti.
Přenosné a stacionární tvrdoměry
Tvemetry jsou přenosné, přenosné a stacionární. Toto zařízení je poměrně drahé, takže pro občasné stanovení tvrdosti se používají levnější přístroje. Pokud vzorek umožňuje zapilování, použije se destruktivní metoda pro stanovení HRC. K tomu používejte běžné pilníky s průměrným zářezem č. 2 nebo č. 3. Odolnost proti pilování a dokonce i charakteristický hluk při broušení umožňuje zkušenému řemeslníkovi rozeznat nekalenou ocel od oceli středního nebo tvrdého zakalení, respektive 40 nebo 55 HRC. Pokud potřebujete přesněji zjistit tvrdost kovu, používají se kalibrované pilníky – nazývají se „testery tvrdosti vrypů“. Nejlepší sady jsou japonské tvrdoměry, které obvykle obsahují 6 pilníků od 40 do 65 HRC v krocích po 5 HRC.
Sada souborů pro stanovení HRC
Chcete-li určit tvrdost kovu, poškrábejte jej jeden po druhém pilníkem ze sady. Pokud jeden zanechal škrábanec, ale další to neudělal, pak je tvrdost kovu někde mezi hodnotami tvrdosti těchto 1 pilníků. Kromě Rockwella se používají ještě 2 stupnice – Brinell (HB) a Vickers (HV). Pro převod hodnot jedné stupnice na druhou se používají tabulky. Například tvrdost 2 HV nebo HB se rovná 175 HRB a tvrdost 87 HV se rovná 760 HRC.
Jaké vlastnosti nože jsou určeny tvrdostí HRC?
Při studiu kvalit ocelových slitin byly získány následující závěry: čím vyšší tvrdost, tím déle vydrží ostrost řezné hrany, ostří lze ztenčit, ale bude křehčí. Pro jednoduché nože pro domácnost a EDC je vhodná ocel od 55 do 60 HRC. Větší tvrdost umožňuje snést menší úhel ostření RK, proto můžete řezat s menší námahou. Ocelářům se nedaří zkombinovat nejvyšší tvrdost, pevnost a houževnatost – některý parametr bude nutně horší než ostatní. Výrobci nožů se proto snaží najít rovnováhu mezi dobou zachování ostrosti a křehkostí čepele.
Turistický nůž “Midshipman” tvrdost 52 HRC
Při výběru nože se nemusíte snažit o maximální hodnoty tvrdosti – každá čepel má v závislosti na svém účelu optimální hodnotu HRC. Ocel 52-54 HRC, která je považována za měkkou, se používá k výrobě odolných a levných nožů pro každodenní použití. Tato čepel se dobře ohýbá a neláme, proto je nůž vhodný pro širokou škálu venkovních prací. Na jednoduché kuchyňské nože se používá ocel 54-56 HRC, která se snadno brousí musatem. Z této oceli se vyrábí převážně francouzské kuchyňské sety. Němečtí kuchaři preferují ocel 56-58 HRC, nože, ze kterých lze brousit méně často.
Fix “Strix” PP Kizlyar tvrdost 57-59 HRC
Pro zavírací EDC nože značek jako Spyderco, Cold Steel nebo Buck se používá ocel o tvrdosti 58-60 HRC. Zachovají si dlouhou dobu ostré ostří a snadno se brousí. Japonské kuchyňské nože s tvrdostí 60-64 HRC zůstávají ostré po velmi dlouhou dobu, ale vyžadují zvláštní péči a pozornost kvůli křehkosti HRC. Tloušťka takové čepele musí být alespoň 2,5 mm, jinak se snadno zlomí.
„Univerzální“ nůž z kované oceli 70 HRC „A Sedov’s Workshop“, Vorsma
Práškové nebo nástrojové oceli jako ZDP-189, HAP-40, R2, Super X mají tvrdost 65-68 HRC. Nože s čepelemi vyrobenými z takových ocelí jsou velmi ostré a prakticky nevyžadují broušení, ale jsou poměrně drahé. Tyto nože jsou považovány za nejlepší pro práci v kuchyni. Kované laminátové oceli je tato tvrdost také často dána – lovecké čepele s tvrdostí 70 HRC mohou v případě potřeby snadno nasekat kosti nebo hoblovat mražené maso. U tenkého ostří však hrozí odštípnutí ostří.