TVRDOĆA ČELIKA PREMA ROCKWELLU (HRC) – OstarRub

TVRDOĆA ČELIKA PREMA ROCKWELLU (HRC)

Pri odabiru čelika za kuhinjski nož kovači uzimaju u obzir svojstva kao što su sposobnost održavanja oštrine, lakoća održavanja, lakoća brušenja i naposljetku cijena i dostupnost čelika. Sva ta praktična svojstva izravno su povezana s tvrdoćom čelika, što je osnovno svojstvo po kojem ocjenjujemo alatne (za noževe) čelike.

Tvrdoća je po definiciji otpornost materijala na utiskivanje ili lokaliziranu plastičnu (trajnu) deformaciju, to znači i otpornost na trošenje. Tvrdoća metalnog materijala ovisi o njegovom kemijskom sastavu i o termomehaničkoj obradi. Kemijski element koji najviše utječe na tvrdoću čelika je ugljik, a osim njega na tvrdoću pozitivno utječu još krom, mangan, vanadij i molibden. Potonji elementi zajedno s ugljikom tvore nove, izuzetno tvrde spojeve, koji se nazivaju karbidi.  

Odnos između tvrdoće i sadržaja ugljika lijepo se vidi na primjeru različitih vrsta White Steel čelika gdje HRC čelika raste usporedno s postotkom ugljika:

  • White Steel 1 / 63 HRC / C = 1,25-1,35 % 
  • White Steel 2 / 61-62 HRC / C = 1,05-1,15 %
  • White Steel 3 / 60 HRC / C = 0,80-0,90 %
  • Mjerenje tvrdoće

    Poznajemo više metoda mjerenja tvrdoće, koje se koriste svojim ljestvicama, one određuju relativnu tvrdoću čelika mjerenjem dubine otiska. Najčešće se koristi dijamantni stožac koji se utisne u materijal, zatim se dubina otiska mjeri pri standardnoj sili. Različite ljestvice tvrdoće koriste se vlastitim kombinacijama ispitnih sila i vrsta udubljenja (stožac, kugla…) te se prilagođavaju vrsti materijala koji ispitujemo. Industrija noževa se uglavnom koristi Rockwellovom ljestvicom (HRC).

    ➨ Pristojni kuhinjski noževi počinju od 56 HRC,  no takva će oštrica brzo izgubiti oštrinu, bit će ju teže naoštriti, ali će istovremeno biti žilavija i duktilnija.

    ➨ Većina japanskih kuhinjskih noževa ima tvrdoću između 60 i 62 HRC, održavaju izvrsnu oštrinu, zbog strukture čelika lako ih je nabrusiti, ali istovremeno su krhkiji, ako se nepravilno koriste.

    ➨ Najviše mjesto na HRC ljestvici među čelicima za kuhinjske noževe zauzimaju moderni čelici praškaste metalurgije čija se tvrdoća kreće između 64 i 68 HRC. Ti su čelici rijetki (posljedično i skuplji) i teže ih je obraditi, ali ako se pravilno koriste nude nevjerojatnu i dugotrajnu oštrinu. Osjetljiviji su i malo teže ih je nabrusiti.

    Kako je s tvrdoćom kod čelika ZDP-189?

    ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 %

    ZDP-189 čelik ima zanimljiv kemijski sastav, ima čak 3% ugljika i 20% kroma (i drugih legirajućih elemenata). Radi se o praškastom čeliku koji uz pravu termičku obradu postiže tvrdoću čak do 70 HRC, a kod kuhinjskih noževa se kreće između 66 i 67 HRC.

    ZDP-189 ima iznimno visok sadržaj ugljika, što nije uobičajeno svojstvo alatnog čelika, već lijevanog željeza.

    Kod ZDP-189 čelika, zbog visokog udjela kroma, nužan je ovako visok udio ugljika kako bi se elementi pretvorili u karbide. Karbidi utječu na tvrdoću i stabilnost oštrine.

    Glavna prednost ovog čelika je izuzetno dugotrajna oštrina. Zbog velike tvrdoće manje je žilav i osjetljiviji na lom, stoga zahtjeva nježnu upotrebu na odgovarajućoj podlozi za rezanje. 

    Ljestvice tvrdoće

    ➨ Tvrdoća prema Hughu Rockwellu (HRc – stožec (cone) in HRb – kroglica (ball)) 

    Udubinu otiska mjerimo određenom silom. Možemo se koristiti kuglicom (HRb) ili stošcem (HRc). Brzo i jednostavno mjerenje, pogodno za čelike za izradu noževa.

    Tvrdoća prema Vickersu (HV) 

    Upotreba dijamantne piramide s kutom od 136°, mjerimo silu i površinu udubljene piramide.

    ➨ Mohsova ljestvica tvrdoće

    Na temelju tvrdoće minerala i umjetnih tvari, gdje mineral s višom tvrdoćom izgrebe mekši. Ljestvica je od 1 (talk) do 10 (prema novoj ljestvici 15, dijamant).

    Kako mjerimo tvrdoću po HRC?

    Za mjerenje tvrdoće prema HRC metodi koristi se poseban uređaj čiji su glavni sastavni dijelovi nakovanj, dijamantni stožac i sat za mjerenje. Uzorak postavimo na nakovanj i pritisnemo ga početnom silom. Sat za mjerenje namjestimo na 0 i povećamo silu. Dubina otiska se očitava se pri početnoj sili.

    HRc (od »cone« - stožac)

    U površinu se utisne dijamantni stožac s kutom 120° silom 100 N. To je ishodište za mjerenje. Stožac opteretimo dodatnim 1400 N do 1500 N. Nakon toga se dodatno opterećenje oslobodi i kod osnovnog opterećenja 100 N izmjerimo koliko je stožac utisnut u mm. Tvrdoća HRc = 100 – 500 h gdje je h dubina otiska u mm.

    Što znači veća tvrdoća kod noževa? 

    ✅ Veća tvrdoća ➨dugotrajnija oštrina
    ✅ Veća tvrdoća ➨  mogućnost kovanja tanje oštrice
    ❌ Veća tvrdoća ➨ veća krhkost

    ✅ Za izradu najjednostavnijeg pribora za rezanje možemo se koristiti bilo kojim čelikom koji termičkom obradom dobiva kombinaciju odgovarajuće tvrdoće i žilavosti. Veća tvrdoća znači duži vijek trajanja oštrice, što nož duže ostaje oštar (ako se njime pravilno koristimo), manje ga moramo brusiti.

    ✅ Najveća prednost tvrđih noževa je dugotrajna oštrina i tanka oštrica. Tvrdoća 60+HRC omogućuje brušenje pod malim kutom, stoga za rezanje ovakvim nožem trebamo manje snage.

    ❌ Slaba strana tvrdih noževa je da se nepravilnom upotrebom mogu oštetiti.

    HRC Rockwell 1
    HRC Rockwell 2
    HRC Rockwell 3

    Kombinacija najviših vrijednosti tvrdoće, čvrstoće i žilavosti na žalost nije moguća. Stoga proizvođači noževa traže najbolju ravnotežu između ovih svojstava, posebno u odnosu između očuvanja oštrine i krhkosti.

    Pri odabiru noževa vrlo je važno uzeti u obzir svrhu uporabe i svojstva noža, također s obzirom na tvrdoću. Iako je HRC mjerilo kvalitete materijala, neka ipak ne bude glavna smjernica pri odabiru kuhinjskog noža. Različiti čelici imaju, naime, svoj optimalni raspon odnosa između sposobnosti i upotrebe, pa je osim tvrdoće potrebno pregledati pojedina svojstva čelika s obzirom na prikladnost noža za našu svrhu upotrebe.

    U donjoj su tabeli prikazana svojstva pribora za rezanje prema HRC ljestvici. 👇

    HRC: SVOJSTVA PRIBORA ZA REZANJE

    52-54 HRC
    Vrlo mekani čelici, ali od njih možemo izraditi relativno dobar, jeftin kuhinjski nož, zadovoljavajuće, ali ne previše glatke i fine oštrine. Zbog strukture ovih čelika brušenje kod kuće na vodobrusnom kamenju nije jednostavno. Zbog bolje duktilnosti se nož s nižim HRC pri nepravilnoj upotrebi prije savije nego slomi. Bolji je izbor za vanjske radne noževe.

    54-56 HRC
    Većina francuskih kuhinjskih noževa. Čelik je dovoljno tvrd za kuhinjske noževe, no potrebna je redovita upotreba štapa za ravnanje i održavanje oštrine. Jednostavno brušenje.

    56-58 HRC
    Profesionalni njemački kuhinjski noževi koji imaju dobru oštrinu brusimo li ih redovito i često čeličnim brusnim štapom. Jednostavno brušenje.

    58-60 HRC
    Tvrdoća kvalitetnijih džepnih noževa poput Spyderco, Cold Steel i Buck te nekih japanskih kuhinjskih noževa kao što je Global. Ovi noževi ostaju oštri znatno dulje. Jednostavno brušenje.

    60-64 HRC
    Većina vrhunskih japanskih čelika kreće se u ovom rasponu tvrdoće. Noževi ove tvrdoće ostaju dugo vremena oštri. Potrebna je odgovarajuća njega i rad na odgovarajućoj podlozi kako bi se izbjegao lom ili oštećenje oštrice. Ovi noževi nisu prikladni za sve radnje, jer su u kombinaciji s tankom oštricom osjetljiviji, stoga zahtijevaju nježan i precizan rad. Jednostavno brušenje.

    65-68 HRC

    Praškasti čelici: ZDP-189, HAP-40, R2, Super X …

    Tehnološki razvoj je posljednjih godina stvorio nove vrste čelika koji postižu visoku tvrdoću 64 – 68 HRC i imaju zapanjujuće sposobnosti. Malo ih je teže ponovno nabrusiti. Precizno izrađeni noževi od praškastog čelika su crème de la crème kuhinjskih pomagala.

    ← Starija objava