Banalnie, po Węglu bardzo ważną rolę odgrywają zanieczyszczenia. DLACZEGO? Bo jeśli jest ich zbyt dużo, nawet dodanie całej tablicy Mendelejewa nie uczyni stal zdatną do wykonania z niej noży.
Zanieczyszczenia w stali to Siarka (S), Fosfor (P), Wodór (H), Tlen (O), Azot (N). Obecność tych pierwiastków (razem i osobno) zwiększa skłonność stali do kruchego pękania, nikt nie chce chyba by jego nóż pękł?
Domieszki szkodliwe są usuwane w procesie produkcji stali, im jest ich mniej, tym stal jest lepsza. Im więcej uda się ich usunąć, tym stal jest mniej skłonna do pękania. Jeśli stal jest bardzo czysta, producent chwali się tym na prawo i lewo. Jeśli się nie chwali, tzn. stal jest zwykłej jakości.
Miarą ciągliwości w stali jest Udarność. Im większa Udarność stali, tym nóż będzie bardziej odporny na pękanie. Metodą badania Udarności jest test Charpy. [1]. Wartość Udarności bardzo zależy od temperatury. W 50O C brudna stal (dużo Siarki i Fosforu) może mieć dużą Udarność. Jednak nikt nie kupuje noży do używania w Afryce, w wielu miejscach na świecie temperatura spada znacznie poniżej 0O C! Nagłe zmniejszenie się Udarności w danej temperaturze nazywamy temperaturą przejścia w stan kruchy. Im ta temperatura jest niższa, tym większe zaufanie mamy do swojego noża, tym będzie bardziej odporny na pękanie!
Najważniejszymi zanieczyszczeniami w stali są Siarka i Fosfor ich zawartość powinna zawierać się poniżej 0,03% i mniej.
Rys. 1 Wpływ zawartości Siarki na Udarność w stali [2]
Rys. 2 Wpływ zawartości Fosforu na Udarność w stali [2]
Tlen, Azot są usuwane w hucie ze stali, podobnie jak Siarka i Fosfor. Dziwnym i niebezpiecznym pierwiastkiem jest Wodór, bo może on zostać wprowadzony do stali podczas robienia noży! A jego niewielka ilość powoduje, że stal pęka w temperaturach dodatnich! Szczególnie niebezpieczne jest nagrzewanie do kucia i hartowania w piecach opalanych gazem, węglem, koksem, węglem drzewnym, olejem. Nagrzewanie w piecach elektrycznych nie wpływa na zawartość Wodoru w stali, właściwie wpływa: zawsze obniża zawartość wodoru! Na szczęście większość producentów noży w Polsce kujących i hartujących w piecach opalanych paliwem stałym, ciekłym, gazowym wie o tym! I zna sposoby na nie wprowadzanie wodoru do stali, jak również na jego usuwanie jeśli się tam dostał.
Rys. 3 Wpływ zawartości Wodoru na Udarność Hartowanej i Odpuszczanej stali 4340 (AISI) [3]
Literatura
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Charpy_impact_test
[2] https://www.tf.uni-kiel.de/
[3] Guido Zucha, Jacopo Tirillò, A. Mocci, M. Bernabei, F. De Paolis: „Hydrogen Embrittlement and Fatigue Fracture of a Crankshaft of an Internal Combustion Engine”. XXIII Italian Group of Fracture Meeting 2015.
Powered by MELONTOOLS
