Nože - Nůž - Nová generace ocelí ve službách chladných zbraní

Nová generace ocelí ve službách chladných zbraní

Zvažoval jsem zakoupení outdorového nože čínské provenience. Masivní čepel značné tloušťky prozrazovala výrobu zápustkovým kováním. Ocel 10Cr17 dle čínských materiálových tabulek ale ukazovala na nedostatek uhlíku pro tradiční tepelné zpracování a tím přibývala i nedůvěra v odolnost materiálu nože. (Že by paralela se stánkovým prodejem?). Ale vizuální dojem, značka nože, pohodlnost úchopu, zvědavost a přiznám se, že i nízká cena, to vše nakonec zvítězilo.
BlackJack Grunt překvapil svým úchopem, neobvyklým poměrem cena - výkon, vynikající ergonomií i odolností čepele. Tak započalo pátrání po původu vlastností oceli, doposud u nožů poměrně málo používané.



Blackjack Classic Knives BJ020 BlackJack Grunt. 11" overall
BlackJack Grunt. 11" overall, 5 1/4", 10Cr17 stainless blade. Black composition handle with lanyard hole. Black nylon belt sheath.
Country of Origin: CHINA

Z činnosti zvané "pro-google-ování" povstala charakteristika oceli:
Ocel 10Cr17 - je feritická nerezová ocel dle označení AISI 430, nekalitelná(!), vhodná pro kování v zápustkách (dobrá tvářitelnost i obrobitelnost), odolná proti korozi (v roztoku NaCl i v řadě obvyklých chemikálií) a rezistentní proti štípání ostří (i při sekání)! Chemické složení v % viz. tabulka. Obsah Cr, Mo, Mn i Si zvyšuje současně odolnost proti korozi i opotřebení. Kováním vzroste pevnost oceli až nad 800 MPa (!) při minimálním poklesu houževnatosti.

Ocel má méně než 0,3% uhlíku a nevládne tedy popuštěným martenzitem. Přesto disponuje vlastnostmi, které mnohé významné nerezové oceli, nemají. Při osobním použití nože bylo zřejmé, že je v oceli skryta záhada. Její detailní analýzu však inspiroval až článek:
/1/ Němeček, S.: Ocel, materiál pro jednadvacáté století. Vesmír, Vo. 90 (141), No.6, nakl. Vesmír s.r.o., Praha 2011, s. 337-339, ISSN 0042-4544



Dovětek k charakteristice oceli, zamyšlení ...

Při pročítání starších čísel časopisu Vesmír 20011/6 (vychází od roku 1871!) mě extrémně tedy zaujal zmíněný článek od doc. Stanislava Němečka, který zcela jasně reaguje na veškeré katastrofické předpovědi všech tzv. "materiálových guru" o budoucnosti oceli. Naprosto jasně a pochopitelně popisuje současné dění v oblasti rozvoje nových vysokopevných a současně i houževnatých ocelí, kde se díky nejnovějším metalurgickým postupům vyrovnává pevnostní deficit těchto nízkouhlíkových, nízkolegovaných a tedy ekonomicky výhodných ocelí v porovnání k pevnostní odolnosti martenzitických ocelí a to při zachování vyšší houževnatosti než mají mnohé vysokopevnostní oceli! Uvedené zamyšlení je tedy zřejmě odpovědí i na možnosti sledované oceli 10Cr17.

Tato ocel je díky nízkému obsahu legur (tedy levná s ohledem na rostoucí ceny legujících materiálů; tedy až na chróm!) zpracovávána tepelně podle vzoru jiných nízkolegovaných ocelí, kde je cílem zamezení rozsáhlejší tvorby karbidických částic. Ty se sice obecně podílí na pevnosti oceli z hlediska hodnocení životnosti, např. i u ostří čepele nože je to predikce její řezivosti. Vysoký obsah karbidů na druhé straně přispívá ke snížení tvárnosti ocelí, tedy k poklesu plasticko-deformačních vlastností. Pokud se však podaří, z pohledu omezené rozpustnosti uhlíku ve feritu a uspokojení afinitních potřeb legur, vyšetřit část obsahu uhlíku na stabilizaci austenitu, tak po následném ohřevu a časové výdrži nutné pro jeho difúzní redistribuci, se následně, po ochlazení, objeví ve struktuře nejen avizovaný ferit, ale i bainit, který obsahuje v paketech místo karbidu železa austenit(!), existující i za pokojové teploty. V důsledku následného tváření oceli (válcování, kování v zápustce apod.), které vnáší do struktury vysokou úroveň deformačního napětí, se nestabilní austenit přemění v mikroobjemech (je obsažen jen v bainitu) na martenzit, tedy vysoce pevnou strukturní fázi, která u jiných ocelí vzniká jen v důsledku vyššího obsahu uhlíku a nadkritické ochlazovací rychlosti (tepelného zpracování - kalení). Dosažená kvalita zpracovávaného materiálu (jen 0,12% C) se tímto, technologicko-metalurgickým a současně i ekonomicky velmi výhodným postupem, dostává na úroveň ocelí mnohem dražších, s vyšší mezí pevnosti (až 1000 MPa) při současném zachování až 30%-ní tažnosti(!), která je zde (výroba čepelí nožů) synonymem houževnatosti /1/.

Z uvedeného je zřejmé, že i současné objevy na poli metalurgie ocelí posouvají tyto "klasické" konstrukční materiály do 21. století. Vedle pseudo-nanomateriálů, o kterých se pisatel citovaného článku rovněž zmiňuje, jenž se vydaly na cestu k dosažení maximální teoretické pevnosti oceli a u kterých se projevují vlastnosti kombinace zrn pevného martenzitu a tvárného austenitu o velikosti maximálně desítek až stovek nanometrů (mez pevnosti Rm je zde vyšší než 2 GPa!), je púvodně sledovaná ocel 10Cr17 zřejmě cenově i pevnostně mimořádně vhodnou pro výrobu velmi odolných nožů tzv. sériovou výrobou. Její použití v čínské výrobní divizi slavné a renomované firmy BlachJack proto vůbec nepřekvapuje. S ohledem na ukázky schopností nože v rámci totální devastace BlackJack Grunt (viz. video zmíněné stránkách www.noze-nuz.com http://www.knifetests.com/blackjackgruntdtest.html) , ale rovněž i na zádkladě osobních zkušenosti s tímto masivním a přitom levným řezným a sečným nástrojem, je víc než pochopitelné.

Důvod k nadšení z uvedeného metalurgického objevu je o to větší, že tato ocel je, jak již bylo uvedeno, levná, a tak nepřispívá k navyšování konečné ceny nože, jak je tomu u jiných "super" ocelí, které jsou řazeny mezi klasické (nutný požadavek na kalení a popouštění). Navíc je rezistentní proti korozi v rámci "běžných" uživatelských podmínek a dolná i v oblasti tvrdých outdorových aktivit.

Není tedy nutné se obávat, že by se pokrok v oblasti metalurgie ocelí v nejblišší době, v souvislosti s avizovanými možnostmi jiných "new" materiálů, zastavil. Zvláště, když si uvědomíme reálnou omezenost všech reklamních "supervlastností" materiálů, aplikovaných u mnohdy velmi drahých nožů.

Příklady :
1. Označení oceli jako "naprosto odolná proti korozi" končí v okamžiku rozkrojení ovoce s agresivní štávou, obsahující ovocné kyseliny a následného neomytí a neotření nože. Jeho ošetření po týdnu už může být zbytečné. Vyleptané korozní důlky, někdy vizuelně pozorovatelné do výrazné hloubky(!), jsou pak tím hůř odstranitelné, čím vyšší je pevnost oceli. Nastupuje přebroušení celé plochy boků čepele (pokud je čepel konkávní, je toto nemožné bez profesionálního přístrojového vybavení). Tedy, čím dražší nůž, tím nákladnější oprava poškození "de facto"sklerotického původu (osobní poznatek při korozním poškození u nožú Rockstead, ocel YXR7). Prakticky neexistuje ocel, které by se uvedené řádky tak trochu netýkaly. Pochopitelné je, že u nerezových oceli (tedy i práškových ZDP, CPM, CTS apod.) je interval pro vznik bodové koroze mnohem delší než u tzv. "uhlíkovek" (nástrojových ocelí), u který podkorodování tzv. "protikorozního" povlaku může být bleskové a rozsáhlé.

2. Není lepšího dělícího nástroje, než je vzhledem k potřebě adekvátně nabroušená ocelová čepel. Jste-li intenzivním uživatelem keramických nožů, tak je toto tvrzení již jistě ověřené i osobně. Tzv. nekonečná ostrost keramického nože je jen reklamní trik. Ani nový keramický nůž, zvláště ten tzv. ekonomicky výhodný, není tak ostrý, jako nůž ocelový. Časem jeho mikrolomy posetá hrana ostří již nemá s konkrétním úhlem řezu nic společného a jen s ohledem na tvrdost keramiky trhá. Ano, je možné ji diamantovým brouskem "orovnat", ale řezivost je ta tam. Závěr? Zahodit a koupit další?!

Poznámka : Úvahy zveličující galvanické procesy při řezání ocelovým nožem a jejich vliv na vitamíny a enzymy? Ty jsou jen dítětem přání výrobců těchto keramických zázraků. Zase reklama! Pro porovnání závažnosti celého problému lze uvést, že např. v oblasti ústní galvaniky, tedy poznání velikosti působícího elektrického potenciálu mezi zubem zdravým a zubem s kazem je cca 150 mV. Mezi zuby s amalgámovou výplní (původní amalgámové výplně bez mědi či nová generace tzv. non ?2) je potenciál přes 200 mV a dokonce mezi dentálním můstkem a Au - náhradou zubu až 500 mV! To vše je vysoko nad hodnotami potenciálů vznikajících při řezání potravin ocelovým nožem (jednotky milivoltů!), a tak nad reklamním humbukem možno jen mávnout rukou. Snad jen zpomalení oxidace na ploše řezu u ovoce a zřejmě i zeleniny, pozorované při řezání s keramickou čepelí, stojí za zmínku (vliv absence pasivační vrstvy nerez ocelí).

Ocel tedy je a asi zřejmě zůstane, s ohledem na její cenu a dlouholetou praxí potvrzené řady možných modifikací této vlastnostmi rozmanité a úžasné slitny, zřejmě konstrukčním materiálem i pro další tisíciletí (který se vyvíjí od počátku doby železné, tedy cca 1200 let před n. l., tj. po rozpadu říše Chetitů; nicméně, v Číně se taví železo již více než 4500 let!). Úpravy výrobní technologie slitiny železa s uhlíkem a dalšími přísadami, ve světle posledních vědeckých informací, tedy vybízí k dojmu, že nabyvatel nože dnes, více než kdy jindy, nemusí sáhnout příliš hluboko do kapsy, aby uspokojil své spotřební požadavky.

doc. Ing. Michal Černý, CSc