HRC – аббревиатура Hardness Rockwell C Scale (твердость Роквелла по шкале С). Существует несколько шкал твердости по Роквеллу, но шкала С является промышленным стандартом для ножей. Чем выше показатель HRC, тем тверже сталь, что обеспечивает долговечную кромку и более острые углы резания. Однако слишком высокая твердость приводит к тому, что лезвие становится хрупким. Например, японские кухонные ножи выпускают из стали с HRC 60-61. Это позволяет им быть тонкими, гибкими и не хрупкими.
Инструментальная сталь ZDP-189 при термообработке приобретает твердость 70 HRC и отлично режет металл, но если по такому резцу резко ударить, он легко сломается. Стали для изготовления различного рода ножей обычно имеют твердость в диапазоне 52-58 HRC. Лезвие ножа из мягкой стали 52-54 HRC очень хорошо сгибается и сопротивляется боковым нагрузкам, но быстро теряет остроту и нуждается в частой заточке. Нож из стали 65-68 HRC трудно заточить, на это уходит больше времени, зато возвращать остроту такому лезвию приходится очень редко.
Как измеряется твердость
Диоксид циркония – это керамический материал, имеющий твердость 80-85 HRC. В основном из него изготавливают импланты и зубные коронки, а также керамические клинки. На сегодня это самый твердый материал, который можно успешно использовать для изготовления ножа. Однако белое или черное керамическое лезвие очень хрупкое, и кончик режущей кромки легко обламывается при ударе по кости.
Считается, что твердостью 100 HRC обладает алмаз, причем в реальности замерить HRC выше 90 практически невозможно. Твердость показывает, насколько материал устойчив к локализованной деформации, то есть к износу. Основной элемент, определяющий твердость стали – это углерод и его соединения с другими металлами. Хром, марганец, ванадий и молибден образуют вместе с углеродом чрезвычайно твердые соединения - карбиды. Чем выше содержание углерода, тем больше значение HRC. Так, сталь твердостью 63 HRC содержит 1,3% углерода, а сталь 60 HRC – 0,9%.
Роквелл предложил неразрушающий метод тестирования. То есть сталь проверяется не на ударную нагрузку, которая при определенной величине нарушает молекулярные связи материала, а на вдавливание в нее индентора – алмазного конуса или шарика из очень твердого сплава. Роквелл предложил всего 54 различных шкалы, каждая из которых работает в определенном диапазоне твердости.
Шкалы A и С используются при измерении HR алмазным конусом, а шкала B – твердосплавным шариком. Обозначается такая твердость по-разному. Например, лезвие ножа из стали AUS-8 имеет твердость 58 HRC и проверяется алмазным конусом, а латунная накладка рукояти клинка – 42 HRB, что проверяется победитовым шариком. При этом сравнивать показания разных шкал нельзя, потому что, например, 52 HRC не соответствует 52 HRB.
Чтобы измерить твердость металла, обычно используют прибор, который состоит из наковальни, алмазного конуса и измерительной шкалы. На наковальню кладут образец, прикладывают нагрузку с силой 100 Н и устанавливают шкалу на 0. Затем прикладывается основная нагрузка 1400-1500 Н - в испытуемый материал вдавливают алмазный конус с углом наклона 120°. Конус выдерживают некоторое время, необходимое для прекращения деформации. Глубина проникновения индентора фиксируется с помощью шкалы, которая и показывает значение твердости.
Тведомеры бывают портативные, переносные, и стационарные. Это достаточно дорогое оборудование, поэтому для нечастого определения твердости используют более дешевые инструменты. Если образец позволяет опиливание, применяют разрушающий метод определения HRC. Для этого используют обычные напильники со средней насечкой № 2 или № 3. Сопротивление обработке напильником и даже характерный скрежет позволяет опытному мастеру отличить незакаленную сталь от стали умеренной или твердой закалки, соответственно 40 или 55 HRC. Если нужно узнать твердость металла более точно, применяют тарированные напильники – их называют «царапающий твердомер». Лучшими считаются наборы японских твердомеров, куда входят обычно 6 напильников от 40 до 65 HRC с шагом 5 HRC.
Для определения твердости металла его поочередно царапают 1 раз напильником из набора. Если один оставил царапину, а следующий не смог этого сделать, то твердость металла находится где-то между значениями твердости этих 2 напильников. Кроме Роквелла, используют еще 2 шкалы – по Бриннелю (HB) и Виккерсу (HV). Для перевода значений одной шкалы в другие пользуются таблицами. Например, твердость 175 HV или HB соответствует 87 HRB, а твердость 760 HV равна 62 HRC.
Какие качества ножа определяет твердость HRC
При изучении качеств стальных сплавов были получены следующие выводы: чем выше твердость, тем дольше держится острота режущей кромки, лезвие можно изготовить более тонким, но оно будет более хрупким. Для простых бытовых ножей и EDC подходит сталь от 55 до 60 HRC. Большая твердость позволяет выдержать меньший угол заточки РК, следовательно, резать можно с меньшим усилием. Сталеварам не удается совместить самую высокую твердость, прочность и ударную вязкость – какой-то параметр обязательно будет уступать остальным. Поэтому производители ножей стараются найти баланс между длительностью удержания остроты и хрупкостью клинка.
При выборе ножа не нужно стремиться к максимальным значениям твердости – каждому лезвию в зависимости от предназначения соответствует оптимальная величина HRC. Из стали 52-54 HRC, которая считается мягкой, изготавливают прочные и недорогие ножи для повседневного применения. Такое лезвие хорошо гнется и не ломается, поэтому нож пригоден для самой разной уличной работы. Для простых кухонных ножей используется сталь 54-56 HRC, которую легко править мусатом. Из такой стали изготовляют преимущественно французские кухонные наборы. Немецкие повара предпочитают сталь 56-58 HRC, ножи из которой можно точить реже.
Для складных EDC ножей таких брендов, как Spyderco, Cold Steel или Buck, используют сталь твердостью 58-60 HRC. Они долго сохраняют остроту режущей кромки и легко затачиваются. Японские кухонные ножи твердостью 60-64 HRC остаются острыми очень долго, но требуют особого ухода и внимания в силу хрупкости РК. Толщина такого клинка должна быть не меньше 2,5 мм, иначе он легко переломится.
Порошковые или инструментальные стали типа ZDP-189, HAP-40, R2, Super X обладают твердостью 65-68 HRC. Ножи с лезвием из таких сталей очень острые и практически не требуют заточки, однако стоят довольно дорого. Эти клинки признаны лучшими для выполнения работы на кухне. Кованной ламинатной стали также часто придают такую твердость – охотничьими клинками твердостью 70 HRC при необходимости легко перерубать кости или строгать мороженное мясо. Однако в случае с тонким лезвием существует риск выкрашивания режущей кромки.
