Despre oteluri folosite in confectionarea cutitelor
Nu se poate incepe o discutie despre confectionarea cutitelor fara a mentiona otelul. Otelul folosit in confectionarea unei lame este cea mai importanta informatie despre performantele si destinatia acelui cutit. Foarte multi clienti nu cunosc informatii despre oteluri si pe aceasta lipsa de informatii, multi producatori de cutite isi permit sa neglijeze specificarea otelului folosit, iar in toate aceste cazuri se camufleaza performantele modeste sau slabe a unei lame confectionate dintr-un otel ordinar si ieftin. Producatorii de cutite de top (Spyderco, Benchmade, Kershaw, etc) specifica intodeauna otelul folosit iar in cazul produselor de varf oferite de companiile respective, vom regasi intodeauna lame din pulberi metalurgice.
Prima data sa discutam despre oteluri folosite dealungul timpului ca si istorie.
Omenirea a inceput evolutia din epoca pietrei cand au fost folosite pentru lame silex sau “piatra de sticla” ori cremenea, inca folosita si astazi de entuziasti si dorita de colectionari. Acest material permite confectionarea unei lame groase si cu tais neregulat dar cu muchii foarte ascutite si deosebit de rezistente la taiere. Aceste tipuri de lame sunt obtinute prin cioplirea pietrei de silex din aproape in aproape iar formele sunt destul de aleatorii, in functie de bucata de piatra de la care se porneste si de nervurile si fisurile din ea.
 |
Acest proces de productie este dificil, laborius, materia prima nu este deloc usor de gasit iar produsele sunt fragile.
A urmat o epoca a bronzului, cand cutitele (si alte arme si unelte) se turnau direct in forme. Bronzul este un aliaj cu o duritate mica, sfaramicios, dar productia de unelte si arme era mult mai mare.
A urmat epoca fierului, cand materialul din care erau confectionate armele si uneltele a fost fierul. Aici incepe sa se observe un lucru interesant. Fierul este un metal relativ moale, mai moale decat bronzul (care este un aliaj), dar sa constatat ca fierul in anumite conditii poate deveni foarte dur.
Conditiile pentru care fierul devine dur sunt ca acesta sa fie imbogatit cu carbon, devenind otel.
Cel mai simplu otel sa inventat atunci, otelul carbon slab aliat, a carei imbogatire nu era posibila in furnal ci prin forjare. De aici avem si legenda ca un otel forjat este mult mai bun decat un otel laminat.
Sa explic putin care este fenomenul care sta la baza acestei legende. Fierul incins la rosu pe carbuni de lemn (de multe ori se foloseau carbuni foarte speciali, de exemplu din coji de nuca), absoarbe la suprafata carbon. Actual se mai foloseste acest procedeu la piese mecanice si se numeste cementare, adica imbogatirea stratului de suprafata cu carbon pentru a putea fi calit la valori mai mari si pentru a rezista mai bine la uzura (rezistenta la abraziune), si se foloseste la lagare si axe.
Bun, deci, fierul moale era inrosit pe jar de carbune iar suprafata se imbogatea cu carbon. Dar stratul imbogatit era foarte subtire, asa ca, sa trecut la impacheatrea fierului , in asa fel incat stratul imbogatit de la suprafata sa fie impins spre mijloc mereu si asta totul la cald. Este un proces foarte lung si obositor, dar produsele finite erau extrem de bune calitativ fata de cele simple…iar pretul lor era pe masura. Mesterii fierari erau extrem de respectati, foarte bine platiti si aveau un rol important in societate iar datorita transformarilor foarte mari de proprietate a otelui , acestia erau considerati un fel de vrajitori, care pot schimba materia dupa dorinta lor.
Asa a aparut otelul de damasc. Cu o lunga experienta araba acolo sa rafinat si remarcat procedeul de imbogatire a fierului cu carbon si impachetarea repetata a bucatii de otel pentru ca straturile cu mai mult carbon sa fie cat mai bine si uniform regasite in masa bucatii de otel . Acest procedeu exact si foarte complicat era foarte important nu la bucati mari de otel ci la lame de sabie . Cu cat lama era mai lunga si mai subtire cu atat otelul trebuia sa fie de o calitate mai buna, in alt fel, lama se rupea sau se indoia foarte usor. O lamam lunga inseamna atunci viata lunga, bogatie si statut social privilegiat. La inceput procedeu secret, acest mestesug a trecut in Europa in zona Spaniei si Italiei unde avem cele mai renumite oteluri in evul mediu.
 |  |  |
Mai sus aveti imagini a unei lame de sabie din otel damasc veritabil. Acest damasc era cu un scop pur functional, atentia fiind concentrata pe o distribuire uniforma si profunda a carbonului in masa otelului pentru a evita ruperea sau spargerea lamei.
Despre lamele de Damasc, procedeul este explicat intr-un vechi manuscris arab iar acest procedeu explica foarte usor, clar si stiintific care sunt motivele pentru care lamele de damasc erau atat de bune , reteta fiind urmatoarea: “o panglica de otel era încalzita apoi batuta cu ciocanul în timp ce era trasa de doua perechi de boi. Subtiata cu acest laminor primitiv, panglica de otel era îndoita, batuta si întinsa din nou. Când se socotea ca subtiatul s-a terminat, mesterul armurier lua un sclav, mangal, ciocane, nicovale si iesea din Damasc la miezul noptii, mergând spre rasarit o zi si o noapte. In ziua urmatoare, sclavul taia doi boi si din pielea lor facea foale cu care sa înteteasca focul. La miezul noptii urmttoare mesterul si sclavul aprindeau focul si puneau în functiune foalele. Când jaratecul era încins introducea în el lama de otel, astfel ca vârful ei sa fie îndreptat spre rasarit. Sclavul începe sa miste foalele pâna când cadea sleit de oboseala. În tot acest timp, mesterul batea cu ciocanul lama de otel, ca sa-i dea forma finala. În zori, când metalul avea culoarea rosie a soarelui ce rasarea, mesterul scotea lama din foc si o înfigea în inima sclavului ca sa o caleasca în sânge. Scotea apoi lama de otel si o învârtea deasupra capului în timp ce rostea o rugaciune. În cele din urma, cu o lovitura puternica taia dintr-o data capul sclavului. Daca aceasta ultima încercare reusea sabia era fara gresala iar mesterul se întorcea la Damasc”. Mesterii din Damasc atunci când îsi caleau sabiile în sânge uman, nu faceau decât sa caute o temperatura a mediului de calire cât mai constanta, temperatura pe care metalurgistii de astazi au reusit sa o mentina printr-un termostat electric, înlocuind sângele cu un ulei. Învârtirea sabiilor deasupra, în timp ce se rosteau rugaciuni, era o metoda de calire în aer, cronometrata mulaumita rugaciunilor care durau un timp delimitat.
Acum, despre tratamentul termic. Tratamentul termic a aparut concomitent cu lucrarea fierului la cald. Oamenii au observat ca prin racirea brusca a otelului, acesta devine mult mai dur si cu o rezistenta foarte mare. Primele referiri la tratamentul termic de calire se gasesc in Odiseea scrisa de Homer iar apoi Pliniu cel Bătrân (Caius Plinius Secundus) din sec. I in lucrarea intitulată „Istoria naturală" vorbeste despre calire.
Tratamentul termic presupune transformarea otelului ca si structura in urma unei incalziri exacte si racirea intr-un mediu controlat intr-un soc termic .
Astfel, dupa atingerea temperaturii de austenitizare in care structura este instabila, in functie de tipul de racire si a temperaturii se poate obtine structuri uniforme de martensită in diferite forme, ( rezultatul urmarit ) sau perlita si cementita (cazul in care temperatura nu a fost potrivita sau racirea nu a fost corecta). Inafara de martenenisita in structura mai ramane austernita reziduala care prin completarea tratamentului termic cu tratament cryogenic, se reduce spre 0, aceasta austernita fiind principala cauza pentru care apare sensibilitatea la rupere sau spargere a unui otel corect dar incomplet tratat termic.
In cazul transformarilor in perlita sau cementita, otelul nu va putea fi utilizat la parametrii normali, acesta fiind friabil si casant.
Aceste principii foarte generale se aplica tuturor otelurilor, de la oteul carbon simplu si pana la cele mai avansate pulberi metalurgice obtinute prin tehnologia de ultima ora.
Acum cateva cuvinte despre oteluri.
La acest moment sunt sute de tipuri de otel folosite in industrie, tipuri variate cu aplicatii variate si care pot fi relativ usor confundate chiar de specialisti daca originea lor este necunoscuta.
A privi o bucata de otel si a o clasifica este aproape imposibil, in special la otelurile inalt aliate, pentur ca sa nu mai discutam de pulberi metalurgice.
In general clasificarea se face dupa compozitia chimica, ceea ce ofera foarte multe informatii despe caracteristicile otelului dar mai exista o clasificare si in functie de domeniul de utilizare pentru care au fost concepute .
Doua sisteme americane sunt recunoscute pe plan international ca si stadarde universale, si anume AISI (American Iron and Steel Institute ) si SAE ( Society of Automotive Engeneers System).
In aceste doua siteme se regasesc aproape toate otelurile standard si acestea se bazeaza pe compozitia chimica, avand doua mari clase, oteluri slab aliate (sub 8% aliaje) si inalt aliate (peste 8% aliaj).
Uneori otelurile sunt clasificate in functie de continutul lor de carbon. Astfel, oteluri cu putin carbon sunt cele cu pana la 0,30 % carbon, oteluri carbon medii cu valori intre 0,30 si 0,60 % carbon si oteluri cu mult carbon, care au mai mult de 0,60 % carbon.
Pana aici este relativ simplu, dar urmeaza o schimbare majora in ce priveste otelurile, aparitia pulberilor metalurgice. Aceste oteluri fabricate in tehnologia pulberilor metalurgice au calitati superioare otelurilor cu aceeasi compozitie chimica fabricate in mod clasic.
Asfel, datorita tehnicii foarte performante, structura acestor pulberi metalurgice este incredibil de fina si omogena, carburile care sunt continute de aceste oteluri sunt foarte fine si uniform distribuite, acest procedeu nu permite formarea unor aglomerari de carburi , caz in care in acel loc ar aparea tensiuni foarte mari in structura iar otelul se sparge usor.
Mai jos va ofer un stiudiu pe pulberile metalurgice folosite de mine, realizat de Dr.ing Ion Badoi, de la Universitatea Politehnica Bucuresti - Centrul de Cercetare de Mecanica Aplicata.
Concluziile lui bazate pe studii practice si analiza la microscopul electronic au fost uluitoare. Structurile mostrelor de pulberi metalutrgice oferite de mine gata tratate termic au o structura incredibil de fina si omogena cu procente foarte mari de carburi uniform distribuite.
“Grauntele” din pozele facute de domnul doctor inginer sunt diferite structuri de carburi.
OTELURI P/M IN STARE DETRATAMENT TERMIC
| MP3 | RWL34-TT2 |  X1000 | Structură fină ÅŸi omogenă ÅŸi constă din carburi uniform distribuite într-o matrice de martensită revenită. | Nr. M 072C |
| MP6 | S390-TT2 |  X1000 | Structură fină ÅŸi omogenă ÅŸi constă din carburi uniform distribuite într-o matrice de martensită revenită. | Nr. M 072C |
| MP8 | M390-TT2 |  X1000 | Structură fină ÅŸi omogenă ÅŸi constă din carburi uniform distribuite într-o matrice de martensită revenită. | Nr. M 072C |
| MP9 | M390-TT3 |  X1000 | Structură fină ÅŸi omogenă ÅŸi constă din carburi uniform distribuite într-o matrice de martensită revenită. | Nr. M 072C |
| MP11 | K390-TT2 |  X1000 | Structură fină ÅŸi omogenă ÅŸi constă din carburi uniform distribuite într-o matrice de martensită revenită. | Nr. M 072C |
O comparatie intre pulberi metalurgice si otelurile clasice, cu aceeasi compozitie chimica este ridicola sau chiar imposibila, la fel cum ar fi de comparat performatele unui automobil de la inceputul secolului 20 cu cele din ziua de astazi.
Desigur pentru cine nu poate prelucra o pulbere metalurgica (procesul de aschiere si mai ales tratamentul termic fiind DEOSEBIT de dificil ), folosirea unui otel clasic inalt aliat sau chiar a unui otel carbon simplu este posibila iar la final produsul arata identic, dar performantele in timp sunt atat de diferite incat nu se poate face nici o comparatie intre ele.
Eu personal folosesc un numar limitat de oteluri, alese cu grija dupa multi ani de testari si numeroase incercari.
M390 Bohler. Pulbere metalurgica de generatia a 3 a – MICROCLEAN, cu o structura foarte fina si omogena. Acest otel imbina in mod exceptional o rezistenta a taisului foarte buna cu un tais foarte fin intr-un format inoxidabil. Compozitie chimica , Carbon 1,9la suta, crom 20la suta, vanadis 4la suta, molibden 1la suta, wolfram 0,6la suta siliciu 0,7la suta .
K390 – Bohler. Pentru cine cauta otelul suprem pentru un cutit, o pulbere metalurgica de generatia a 3 a pentru scule taietoare la rece, un otel conceput special pentru muchii taietoare cu o rezistenta extrema in aplicatii industriale. Maxima rezistenta a taisului cu o foarte buna rezistenta la soc, este penalizat doar de rezistenta slaba la coroziune. Compozitie Carbon 2,46 la suta, Si 0,55la suta, Mn 0,40la suta, Cr 4,2la suta, Mo 3,8la suta, Ni 0,20la suta, V 9la suta, W 1la suta, Co 2la suta
S390 – Bohler. O pulbere metalurgica speciala facuta din otel rapid HSS. Cu un amestec de carburi exceptional si cu o duritate extrema (minim 65 HRC), aceasta pulbere metalurgica ofera colectionarilor si iubitorilor de oteluri extreme o oportunitate de a detine un cutit cu totul special., cotat ca otelul cu rezitenta la abraziune cea mai apropiata de K390 de la Bohler (fara sa o egaleze totusi).
Compozitie Carbon 1,6 la suta, Cr 4,8la suta, Mo 2la suta, V 5la suta, W 10,5la suta, Co 8la suta.
M398 - Bohler. Cea mai noua pulbere metalurgica lansata de Bohler, derivata din reteta M390. Este o pulbere metalurgica care pastreaza caracterul puternic inoxidabil dar care a crescut procentul de carburi la valori foarte foarte mari, ajungand la performante exceptionale in ce priveste rezistenta la abraziune a taisului, penalizata fiind de o scadere a rezistentei la rupere si ciobire.
Pulberile metalurgice americane, extrem de specializate.
Americanii au acordat o atentie foarte mare pulberilor metalurgice destinate special pentru cutite.
Aceste pulberi sunt menite sa ofere performante maxime pentru o aplicatie exacta a lamei.
Avem Pulberea metalurgica CPM 3V cotata la acest moment ca cea mai tenace pulbere metalurgica existenta. Avand si o retentie a taisului foarte buna si avand si o rezistenta la corziune acceptabila (fara sa fie inoxidabila) , rezistenta la ciobire si rupere a aceste pulberi metalurgice o face cea mai potrivita pentru cutitele de supravietuire, outdoor si de competitii.
O pulbere metalurgica noua, si care dupa doi ani de incercari a fost lansata ca fiind cea mai buna pulbere metalurgica echilibrata este CPM MagnaCut. Aceasta pulbere metalurgica imbina in mod stralucit o retentie a tasiului exceptionala cu o rezistenta la ciobire foarte foarte buna intr-un format inoxidabil. Este foarte noua pe piata dar se pare ca incepe sa fie preferata de absolut toti colectionarii.
O pulbere metalurgica similara cu M398 este CPM S125V. Initial facuta ca o incercare de a crea pulberea metalurgica cu maxim continut de vanadis (12%), aceasta pulbere metalrugica inoxidabila ofera performante in ce priveste retentia taisului absolut incredibile.
De departe cea mai exclusivista pulbere metalurgica folosita la acest moment este CPM REX121. Acest cockteil de materiale care formeaza carburi a reusit sa produca pulberea metalurgica cu cea mai mare rezistenta la abraziune si care atinge cu usurinta 70 HRC. Din pacate este penalizata de o rezisteta la rupere si ciobire destul de slaba.
AEB-L. Un otel deosebit, conceput special pentru lame de ras, cu o structura foarte fina, se caleste la valori mari, permite un tais foarte fin si este inoxidabil. Un otel simplu ieftin si usor de prelucrat, foarte potrivit pentru cutite de bucatarie.
Sleipner – Uddeholm, un otel inalt aliat conceput special pentru inlocuirea clasicului D2. In trecut foloseam otelul D2, dar am gasit o alternativa mult mai buna. Cu o rezistenta la abraziune a taisului egala cu otelul D2 dar cel putin dublu ca si rezistenta la ciobire, unde otelul D2 are o mare problema. Otelul Sleipner Uddeholm este calit la 61-63 HRC, duritate superioara clasicului D2 si se si ascute mult mai usor. Un otel modern de o calitate foarte buna si deosebit de echilibrat fara insa a avea neplacerea pretului foarte mare.
Pulbere metalurgica japoneza SuperGold2 din otelul suminagashi PM este un miez dur imbracata in 32 straturi de otel cu concentratie mare de nickel, care il face inoxidabil si deosebit de aspectuos, iar miezul de pulbere metalurgica permite o calire cu duritate de pana la 64 HRC, si cu o rezistenta a taisului foarte foarte buna, dublata de un aspect spectaculos. Pentru a oferi maximul performantelor sunt in permanenta cautare a otelului cel mai noi si cele mai bune.
Spre deosebire de firmele mari producatoare de cutite, a caror filozofie este bazata pe castiguri mari oferind produse de medie sau proasta calitate, un producator de cutite la comanda consider eu, trebuie sa ofere oteluri de top pentru ca se adreseaza unor clienti deosebiti, care cauta performante si calitati neregasite in ofertele produselor de serie.
Avand in vedere importanta otelului folosit pentru a analiza performantele unui cutit, pot doar sa ofer un moto foarte potrivit :
"Amaraciune proastei calitati ramâne mult timp dupa ce dulceata data de pretului mic este uitata" - Benjamin Franklin
“The bitterness of poor quality remains long after the sweetness of low price is forgotten” – Benjamin Franklin