В основе своей сталь — это сплав железа и угля, содержание которого не должно превышать 2 %. Большая доля угля нарушает кристаллическую структуру стали и превращает ее в чугун. Но не всегда. Существуют новейшие технологии спекания (агломерации) смеси мелко размолотых составных частей, позволяющие эту долю увеличивать, сохраняя основные свойства стали. Но чтобы сталь была достаточно жесткой, упругой и выносливой, словом, такой, из которой можно сделать клинок ножа, в ней не должно быть меньше 0,5 % угля. Другие составные части в той или иной мере способны улучшать определенные свойства стали, однако за счет ухудшения других.
Уголь повышает жесткость стали, ее выносливость, упругость и сопротивляемость стиранию, но прежде всего он позволяет изменять ее качества в процессе термической обработки. Большее содержание угля, как правило, приводит к понижению коррозиестойкости. Лишнее количество угля в сплаве или неудовлетворительное его размещение в результате неправильной термической обработки может придать чрезмерную хрупкость материалу, иными словами, снизит его ударостойкость и механическую выносливость. По определению, в выплавленной стали не должно быть свыше 2 % угля. При агломерации его может быть несколько больше,
Хром повышает сопротивляемость коррозии. Если же его больше 14 %, сталь относят к категории нержавеющих. Дело в том, что, окисляясь, хром образует на поверхности стали тоненький, но очень плотный защитный слой, который и предотвращает коррозию. Хром увеличивает жесткость стали и ее сопротивляемость стиранию, но также снижает ее упругость, делает ее более хрупкой, чем сталь той же жесткости, но с меньшим содержанием хрома. Высокое содержание хрома затрудняет кузнечную обработку стали; клинки, выкованные из нержавеющей стали, большая редкость.
Кобальт увеличивает жесткость стали, активизирует свойства различных составных элементов сталей с более сложной структурой.
Марганец — в небольших количествах закрепляет изменения, происходящие в процессе термической обработки, повышает упругость стали и ее сопротивляемость стиранию, обескисливает сталь, предотвращая образование окисей в процессе плавки и дальнейшей обработки. В больших количествах марганец вызывает резкое увеличение жесткости и хрупкости стали.
Медь — в небольших количествах добавка меди способна привести к повышению коррозиестойкости стали. Большее содержание меди затрудняет закаливание стали, а вследствие этого снижает ее жесткость и механическую выносливость.
Молибден повышает жесткость стали, ее сопротивляемость стиранию, ударостойкость и коррозиестойкость. Серьезно влияет на процессы термической обработки. Несколько большее содержание молибдена (свыше 1 %), — и сталь становится как бы самозакаливающейся, иначе говоря, не теряет качеств, приобретенных в процессе термической обработки, нагреваясь или охлаждаясь в естественных условиях на воздухе. Это существенно для сталей, работающих при высоких температурах, к примеру так называемых быстрорежущих. Но для клинков ножей это не имеет никакого значения: может, такие ножи только чуть лучше защищены от потери закаливания во время заточки на быстро крутящемся диске.
Никель повышает коррозиестойкость стали, но зато несколько снижает ее механическую выносливость и упругость.
Ванадий — в небольших количествах повышает жесткость стали и ее сопротивляемость стиранию. Большая его концентрация может лишить сталь ударостойкости и механической выносливости.
Вольфрам — добавка малого количества вольфрама повышает жесткость, сопротивляемость стиранию и механическую выносливость стали, а также способствует сохранению ее качеств при высоких температурах.
Кремний, сера и фосфор — их содержание нежелательно, они лишь ухудшают качества сплава. Производители стремятся избавить сталь от этих веществ, насколько это возможно, но ничтожное их количество может остаться в сплаве (некоторые сталелитейщики указывают, сколько именно).
Разумеется, о роли добавок к стали здесь рассказано крайне кратко и схематично. На самом деле их воздействие куда как многограннее; к тому же оно зависит от присутствия иных элементов, а также от способов термической обработки выплавленной стали.
Попытаюсь теперь коротко охарактеризовать стали, с которыми сам я имел дело. Но подчеркну еще раз, что качество тех или иных клинков — например сохранение остроты, прочность, сопротивляемость крошению, даже коррозиестойкость — в равной мере зависит как от термической обработки, так и от состава стали.
Нержавеющие стали из семейства 420 содержат менее 0,5 % угля, и потому их не удается закалить до жесткости, позволяющей хорошо сохранять остроту. Они дешевы и легко поддаются обработке, поэтому их охотно использует большинство производителей дешевых ножей по-пате. Когда на клинке выбито Stainless Steel[18] или вообще не указывается, из какого материала он выкован, стало быть, речь идет о стали из семейства 420. Одно из их достоинств — высокая коррозиестойкость; в этом отношении с ними не могут сравниться другие нержавеющие стали, используемые для производства ножей. Порой даже фабриканты фирменных ножей применяют сталь из семейства 420 для своих более дешевых изделий, но тут уж, как правило, речь идет об улучшенных их сортах, с бо´льшим содержанием угля.
Нержавеющая сталь 440А отличается очень высокой коррозиестойкостью, она легко затачивается. Если фирма указывает на клинке ножа или в каталоге «сталь 440», обычно речь идет о 440А, самой дешевой из этого семейства. Сохранение остроты удовлетворительное, а не очень высокая жесткость приводит к тому, что под большим давлением тонкое лезвие может искривиться. Закаливание до высшей степени жесткости резко увеличивает хрупкость и снижает механическую выносливость; относительно хорошо режет материалы достаточно твердые, но не обладающие абразивными качествами (например дерево); довольно быстро тупится при резании материалов, содержащих мелкозернистые элементы (например картона). Не очень жесткое лезвие при сильном боковом давлении либо натолкнувшись на твердую преграду, гнется, но практически никогда не крошится.
Нержавеющая сталь AUS-6 обладает свойствами, очень сходными с качествами стали 400А, при работе с ножом разницу заметить трудно. Главное достоинство этих сталей — их дешевизна; это относится и к исходному материалу, и к последующей его обработке, что позволяет снизить цену готового ножа. Розничная цена ножей, для производства которых используются стали 440А и AUS-6, ниже 50 долларов. На мой взгляд, при небольших производственных расходах на выплавку этих сталей качество их удовлетворительно.
Нержавеющая сталь ATS-34 сначала была разработана для производства из нее лопаток газовых турбин. Она отличается большой жесткостью и сопротивляемостью к стиранию, поэтому клинки из такой стали превосходно сохраняют остроту, даже при резке материалов очень твердых — скажем, картона, вывалянного в песке, сильно загрязненного облицовочного покрытия или шкуры дикого зверя. Она сохраняет свои качества при высокой температуре, что для ножей не так уж и важно. У нее довольно низкая для нержавеющих сталей коррозиестойкость: на клинке ножа Jet Edge 2 (SOG Specialty Knives) после первого же купания в Балтийском море появились пятнышки ржавчины, впрочем, довольно легко устранимые. Эта сталь достаточно хрупка, лезвие быстро крошится при боковом давлении или при встрече с твердым предметом, — но в этих случаях лезвие практически никогда не гнется. Однако же чрезмерная хрупкость на микроуровне приводит к тому, что лезвие постоянно крошится, превращаясь в своего рода пилочку с крохотными зубчиками. По этой причине клинок из ATS-34 режет заметно агрессивнее, чем заточенные таким же образом лезвия из других сортов стали.
Нержавеющая сталь 154СМ по составу и по своим свойствам мало чем отличается от ATS-34. Она варится в США, a ATS-34 — в Японии. Из сталей ATS-34 и 154СМ, как правило, выпускают наиболее дорогие серийные фирменные ножи, а потому в дальнейшем я буду ссылаться на них как на своего рода точку отсчета при рассказе о свойствах других сталей.
