Вопросы ориентации заготовки клинка при листовой разметке плюс немного о последствиях - связанных карбидных лентах, микросколах и трещинах.

В последнее время я немало внимания уделяю стабильности режущей кромки ножей и в Блоге о Заточке ранее уже публиковались разные материалы по этому непростому вопросу. В их продолжение представлена и эта статья, по сути являющаяся переводом на русский язык аналогичного материала сайта Knife Steel NERG. Думаю, что и данная информация будет интересна читателю...

===
Листовая сталь, используемая для изготовления ножей, обычно прокатывается до необходимой толщины так, чтобы карбиды и примеси были ориентированы вдоль направления проката. Это приводит к продольной сегрегации (обособлении - ZAT) карбидов - направлении, которое может способствовать образованию трещин.

Фото: микроструктура стали D2 после термообработки. RD - направление проката, TD - поперечное направление (перпендикулярное направлению проката), ThD - направление толщины.

Для образцов с поперечной ударной вязкостью бороздки и направления разрушения совпадают с выделенными карбидными лентами. Следовательно трещина может расти вдоль этих полос карбидов, а ударная вязкость поперечных образцов ниже, по сравнению с продольными образцами. Порошковая металлургия позволяет уменьшить карбидную сегрегацию и, следовательно, улучшит поперечную ударную вязкость. Но она оказывает меньшее влияние на вязкость ударную.

Было обнаружено, что направление нагрузки режущих кромок влияет на их разрушение. Обычно лезвия ножей ориентированы вдоль направления проката так, что карбидные ленты параллельны кромке - см. рисунок ниже:

Поэтому боковые нагрузки требуют меньшего напряжения для разрушения кромки ножа, и может произойти скол вдоль карбидных лент, см. фото ниже:

Если вместо этого ножи ориентированы в поперечном направлении, то (например - ZAT) вершины ножа будут легче выходит из строя следующим образом:

Микро сколы режущих кромок не требуют напряжений для достижения уровня катастрофического роста трещин, но может происходить возникновение и рост небольших трещин, которые соединяются между собой и приводят к разрушению. Макрофотографии, иллюстрирующие это, можно увидеть ниже:

Фото: связанность трещин 1 и 3 (образовались на поверхности кромки) с трещиной 2, образовавшей ниже из-за сломанного в матрице карбида.

Фото: а) морфология, показывающая связь трещин, распространяющихся по карбидным включениям; b) линейное распространение трещины.

Это усугубляется сегрегированными карбидными полосами, которые выровнены вдоль направления проката листа стали, что помогает продвигать распространение трещин и соединять их параллельно кромке.

В то время как стали порошковой металлургии имеют более низкую степень образования полос и сегрегированных карбидов. Но и здесь все еще может происходить распространение коротких трещин, соединяя их с образованием микро сколов - см. рисунок ниже:

Микро сколы происходят в минимальном масштабе, Это означает то, что сколы не видны невооруженным глазом и требуют увеличения, чтобы из разглядеть. Таким образом микро сколы обычно воспринимаются как потеря остроты, а не как видимый скол.


Сколы, в отличии от микро сколов, имеют более макроскопический масштаб и вызваны более высокими напряжениями, которые превышают вязкость разрушения стали, чтобы обеспечить обеспечить быстрое распространение больших трещин. Таким образом, сколы такого типа возникают при одномоментном сильном приложении напряжения ли при небольшом числе циклических напряжений. Избежание таких типов сколов требует либо изменений в применении ножа, использовании стали с более высокой ударной вязкостью или другой термической обработкой или изменение геометрии режущей кромки...

===
Недавно в Блоге о Заточке была опубликована небольшая заметка, в которой рассказывалось о случае с выкрашиванием стали на завернувшейся кромке ножа из стали M390. Там тоже много возможных причин за которыми стоит дефектный слой, образованный при производстве ножа. Прочитайте, это интересно - "ЗАВЕРНУВШАЯСЯ КРОМКА ПРИ РАБОТЕ КУХОННЫМ НОЖОМ".

Всем удачи и хорошего дня)

Источник: knifesteelnerds.com
Перевод: ZAT (Днепр, Украина)