Nuga on üks inimkonna vanimaid tööriistu. Kui kivi- ja pronksiaega ignoreerida, siis kõige lihtsamal juhul on nuga teritatud rauast (terasest) käepidemega, mida on mugav käes hoida.
Noa põhiosa, mis määrab selle funktsionaalse otstarbe, on lõiketeraga tera. Selle võimalused määravad suuresti konstruktsioonimaterjal - teras ja selle kuumtöötlus.
Koostis ja struktuur
Terase omadused määratakse selle koostise ja struktuuri järgi. Teatud lisandite (legeerivate elementide) olemasolu võib suurendada tera kõvadust või korrosioonikindlust. Probleem seisneb sageli selles, et kõvadust suurendades saame samaaegselt suurendada terase haprust ja vähendada selle korrosioonikindlust. Teisest küljest, halvendades korrosioonikindlust, halvendame teisi parameetreid.
Näiteks süsinik suurendab terase kõvadust, kuid vähendab selle sitkust ja elastsust. Teised legeerelemendid lisavad terasele nii positiivseid kui ka negatiivseid omadusi. Kroom suurendab kulumis- ja korrosioonikindlust, kuid suurendab rabedust. Vanaadium ja molübdeen suurendavad sitkust ja tugevust, suurendavad vastupidavust termilistele mõjudele, nikkel - suurendab terase korrosioonikindlust, kõvadust ja sitkust, vanaadium parandab terase tugevust ja kulumiskindlust. Mangaan ja räni suurendavad terase elastsust. Kõik need elemendid kannavad oma positiivseid omadusi ainult rangelt määratletud kogustes, mistõttu peavad metallurgid olema teraskoostise valikul äärmiselt ettevaatlikud ja tasakaalustatud.
Lisaks kipuvad legeerivad elemendid sageli koonduma teatud kohtadesse, kus võib tekkida pingeallikas, mille tagajärjel puruneb tera selles kohas koormuse all.
Sel põhjusel tekkisid vanasti Damaskuse ja Damaski terased, milles mitut tüüpi terast mitu korda üksteise peale asetades ja nende sepistades saavutati legeerivate elementide kõige ühtlasem jaotus.
Autori sõnul saab viimases nugade ajaloos eristada kolme perioodi.
Esimene periood oli "roostetavate" süsinikteraste ja roostevabade teraste kasutamine, mille kõvadus ja servade säilitamise omadused olid madalad (20. sajandi esimene pool).
Teine periood on roostevabade teraste ilmumine, millel on kõrged kõvadus- ja tipptasemel omadused (20. sajandi teine pool).
Kolmas periood on roostevabast terasest pulbri välimus (XXI sajandi algus).
Neid perioode võib pidada üsna meelevaldseks, sest isegi praegu toodavad mõned ettevõtted noad süsinikterasest. Sellegipoolest ilmusid 20. sajandi alguses esimesed roostevabad terased, sealhulgas kuulus 420 klassi teras, millest kogu maailmas toodetakse endiselt tohutul hulgal noad. Näiteks kui ostetakse odav Hiina nuga, mis maksab mitusada rubla, sisaldab tera tõenäoliselt 420 terast.
Terase klasside 440A, 440B, 440C (lähedased vene kolleegid 65x13, 95x18, 110x18) ilmumine 20. sajandi teisel poolel, mida iseloomustab kõrge süsinikusisaldus, võimaldas toota tinglikult roostevabast terasest noad, mille kõvadus ja lõikeomadused on võrreldavad süsinikterasest valmistatud nugade ja lõiketerade külge.
Miks "tingimuslikult roostevaba"?
Kuna peaaegu iga teras võib roostetada, on ainus küsimus keskkonnas ja kokkupuute astmes. Näiteks enamik roostevabast terasest korrodeerub merel soolasest veest hästi. Muide, iidne 420 teras on üks roostevabamaid terasid.
Sellegipoolest on roostevabast terasest nuge igapäevaelus palju mugavam kasutada - samal perioodil, kui roostevaba teras on kaetud ainult roostetäppidega, roostetab süsinikteras aukudeni. Lisaks tekitavad süsinikterased lõikamisel sageli ebameeldivat järelmaitset.
Pulberteraste välimus aitas lahendada legeerelementide jaotuse ühtluse probleemi. Üks pulberterase saamiseks on sulametalli pihustamine inertgaasikeskkonda, misjärel moodustub peen pulber ühtlaselt jaotunud legeerelementidega. Pärast seda paagutatakse pulber isostaatse pressimisega monoliitseks kangiks.
Üks esimesi ja enamlevinud pulbriterasid, mida nugade valmistamiseks kasutati, oli CPM S30V, mille töötasid välja 2001. aastal Rootsi Crucible Materials Corporationi spetsialist Dick Barber ja tunnustatud noategija Chris Reeve.
Lisaks tavalisele ribadest ja vardadest terade valmistamise protsessile võimaldab pulberteras väga huvitavaid tehnoloogilisi lahendusi.
Ameerika ettevõte Kershaw on välja andnud voltimisnuga Offset 1597, mille tera on valmistatud MIM (Metal Injection Molding) tehnoloogia abil - tehnoloogia pulbermetallide ja sulamite valamiseks rõhu all, mida nimetatakse ka MITE (Metal Injection Molding with a Edge). MIM / MITE tehnoloogia segab metallipulbri sideainega, nii et vormi suurus oleks 20% suurem kui tera lõplik suurus. Seejärel suurendatakse rõhu all paagutamise abil valmistoote tihedust 99,7% -ni algmetalli tihedusest (sideaine põleb paagutamisel läbi). Tulemuseks on keerulise 3D kujuga toode, mida ei saa muul viisil kätte.
Legeerivate elementide ühtlase levitamise võimalus pulbriterastes tõi kaasa nende protsendi suurenemise, mille tulemuseks olid nn superterased, nagu näiteks ZDP 189 või Cowry-X, kuid nende keerukus teravdamine ja kõrge hind piiravad nende levikut.
Populaarsemaks on muutunud tasakaalustatumad terased nagu M390 / M398, CPM-20CV, Elmax ja teised, mida on lihtsam toota ja hooldada-CPM S30V / CPM S35V, CTS-XHP jne.
Lõppkokkuvõttes sõltub kõik tera maksumusest-ei superterased ega isegi ainult kõrgekvaliteedilised pulberterased ei ole odavamaid mittepulberterasid turult välja tõrjunud. Noateraste turgu võib pidada püramiidiks, mille põhjas on väljateenitud 420 teras ja tipus uusimad superterased, mis langevad alla, kui tekivad veelgi "super" terased.
Pealegi pole siinkohal küsimus ainult lähteaine maksumuses - kõige olulisem tehnoloogiline protsess, mis "paljastab" terase omadusi, on kuumtöötlus. Iga teras vajab oma kuumtöötlemist ja uue superterase tulekul kulub tootjatel selle omandamiseks aega.
Kuumtöötlus
Kuumtöötlus - metalli karastamine, karastamine, normaliseerimine, lõõmutamine ja krüogeenne töötlemine võimaldab teil viia tera nende omaduste juurde, mis tulenevad kasutatud terase kvaliteedist. Korrektne kvaliteetne kuumtöötlus võimaldab terasest maksimaalselt "välja pigistada", samas kui vale võib lõpptoote täielikult rikkuda, olenemata sellest, milliseid kalleid materjale selles kasutatakse. Võib kindlalt öelda, et parem on valida lihtsamast terasest, kuid hea kuumtöötlusega tera, kui üliterasest tera, mille on valmistanud spetsialist, kes ei tea, kuidas seda kuumutada.
Nugaettevõte on sageli tuntud oma võimega töötada teatud terasega ja selle kaasaegsemast terasest valmistatud tooted võivad halva kuumtöötlusprotsessi tõttu olla kehvemad.
Kuumtöötlusseadmetel on oluline roll. Kaasaegsed karastusahjud võimaldavad kuumtöötlust vaakumis ja erinevates keskkondades - argoon, lämmastik, heelium, vesinik. Seadmed krüotöötlemiseks temperatuuril -196 kraadi suurendavad kulumiskindlust, tsüklilist tugevust, korrosiooni- ja erosioonikindlust. Näiteks saab toodete ressursse krüotöötlemise teel suurendada 300%.
Vajadus kasutada keerulisi ja kalleid seadmeid ei võimalda käsitöökodadel kõiki vajalikke tehnoloogilisi toiminguid teha, seetõttu on väide, et „meie onu Kolya teeb garaažis maailma parimaid noad”, on vaevalt õigustatud.
Komposiitterad
Teine viis nugade valmistamiseks on komposiitterade loomine.
Põhimõtteliselt on eelmainitud Damaskusest ja damaskiterastest valmistatud terad ka komposiitmaterjalid - neis kombineeritakse madalama süsinikusisaldusega materjale suurema süsinikusisaldusega materjalidega. Kaasaegsetes komposiitlabades rakendatakse aga protsessi veidi teistmoodi.
Tavaliselt on tera valdav osa valmistatud materjalist, millel on suurem elastsus, kuid vähem kõvadust ja rabedust, samas kui lõiketera on valmistatud kõvemast materjalist. Selline tera ühendab endas head mehaanilised omadused ja kvaliteetse lõiketera. Kuid kallite nugade mudelite puhul eelistavad nad endiselt kasutada üliterasid.
Teine võimalus on kasutada alusena odavamat terast ja lõiketera kallimat, kuid kvaliteetset terast. Näiteks Kershaw JYD II nuga lõiketera alus on valmistatud odavast Hiina terasest 14C28N ja lõiketera vastupidavamast Ameerika D2 -st.
Kuid nagu kallimate nugade puhul, kompenseerib lähtematerjali maksumuse vähenemine komposiittera valmistamise keerukus ja seetõttu on sellised mudelid pigem erand kui reegel.
Kõige populaarsem komposiiteterade kasutamise suund on piiratud koguses toodetud disaininoad. Need ühendavad materjale, et luua terale muljetavaldav välimus.
Minevik versus tulevik
Internetis näete sageli artikleid, mis ütlevad, et tõelise damaski ja damaskuse saladus on juba ammu kadunud ja nüüd avaldatakse selle haletsusväärsed kolleegid. Ütle, et kui see saladus paljastatakse, annavad "päris" damaskist või damaskusest valmistatud terad 100 punkti edumaa tänapäevaste teraste ees.
Tegelikult on see äärmiselt ebatõenäoline. Tehnoloogia areng, seadmed ja materjaliteadus on nüüd kõrgeimal tasemel, mineviku meistrite jaoks kättesaamatud. Jah, head käsitöölised suudaksid toota damaskist ja damaskusest tooteid, mille omadused oleksid oma ajast ees, kuid nüüd annavad nende tooted tõenäoliselt järele tänapäevastele superterasest kolleegidele.
Kuid alates hetkest, mil ilmusid 440 liini kaasaegsed roostevabad terased ja nende analoogid, pole ülemaailmset vajadust noateraste täiustamise järele - peaaegu kõik hästi valmistatud noad, millel on õige kuumtöötlus, tulevad igapäevaste ülesannetega toime.
Superteraste ilmumine nugadele on pigem austusavaldus turule ja kasutajate soovile, kellest paljud on nugade fännid ja kogujad ning soovivad saada midagi uut, "lahedamat". Ja selles pole midagi halba, kuna täiustatakse mitte ainult terast, vaid ka nugade disaini ja disaini. Paljud kaasaegsed noad võib kindlalt omistada kunstiesemetele, mille kunstiline väärtus ei jää silmapaistvate kunstnike lõuenditele alla ja väärtus aja jooksul ainult suureneb.
