Стойкость режущей кромки ножа

[Hatuey]

Ну и про какую именно износостойкость речь, как она измеряется?

Речь про абразивную износостойкость.
Как измеряется? Статья, как можно видеть, об износостойкости вообще, а не специально о режущем инструменте. Соответственно CATRA ни при чём. Вкратце так: подготовленный образец взвешивается, его поверхность подвергается нормированному абразивному воздействию, затем - снова взвешивание и несложные арифметические операции..
Несколько существенных, НМВ, тезисов:
- Абразивное воздействие подразделяется на воздействие закреплённым и свободным зерном (в свою очередь, выделяют обычное и ударно-абразивное). Твёрдость также подразделяется, на поверхностную и объёмную.
Обычно абр. стойкость сильно положительно коррелирует с твёрдостью, однако в случае ударно-абразивного воздействия стойкость может, наоборот, уменьшаться с повышением твёрдости.
- Отношение поверхностной твердости (Hs) износостойкого материала к твердости абразива (Ha) является параметром, регулирующим скорость абразивного износа.
Поверхность царапается абразивом только тогда, когда Ha ≥ 1,2 ∗ Hs .
Атуэй находит это утверждение спорным. Ювелиры тоже.
Изменение скорости износа - следствие изменения характера механики контакта. При Hs / Ha 0,6 - 0,8 преобладает пластическая деформация, а при более высокихотношениях Hs / Ha материал удаляется путем отделения фрагментов (стружки). Однако увеличение твердости поверхности будет увеличивать износостойкость, только если материал сохраняет свою вязкость в деформированном слое.
Атуэй добавил бы - чем мягче материал, тем глубже проникнет в него абразивное зерно при заданном усилии прижима, тем больше будет глубина канавки и размер отделяемой стружки. Важно также отношение заглубления зерна в материал к радиусу округления РК зерна, от него зависит результат воздействия - тепловыделение либо пластическая либо хрупкая деформация.
- Наклёп не даёт улучшения абр. износостойкости.
- Износостойкость зависит от вязкости разрушения (она же трещиностойкость). Она низкая как при низкой, так и при высокой вязкости, а максимум где-то посередине. Сначала она увеличивается вместе с вязкостью разрушения, несмотря на уменьшение твердости, предположительно потому, что уменьшается отделение материала при фрагментации (я понимаю это как уменьшение размеров отделяемых фрагментов). Затем, с возрастанием хрупкости, снижается.
Картинки:

[chingachgook]

А практическая польза от всего выше перечисленного какая?

[Отто_Шрик]

Изначально написано Hatuey:

А если по-простому - М390, например, не вопрос закалить на HRc 62, но наилучшая износостойкость достигается при HRc 58. ВотЪ.

График для М390 в даташите производителя.

Я думаю все же некорректно говорить про достижимую твердость в 62 HRc и лучшей износостойкости при 58HRc.
Отпуск стали есть этап термообработки, никто никогда не будет делать отпуск до 100 гр ради твердости в 62 - эта некорректная термообработка.
В результатах найфнерда замеры твердости на рабочих ножа, где произведен полный цикл термообработки.
Так, что использование твердость, как меру износостойкости (коэффициент в варианте формулы от Ларрина) корректно в случаи канатного и катра теста.

[chingachgook]

А то я дядька деревенский, я железку нагретую в ведерко с маслом суваю. Даже и не знаю что про енти графики и подумать.

[Отто_Шрик]

Изначально написано Hatuey:

Речь про абразивную износостойкость.

В той статье есть разница между абразивной износостойкости, где все же зависимость от твердости прямолинейная и ударно-абразивной, где зависимость более сложнее, но она, как мне кажется не относится к нашему случаю и тестам найсстиллнерда, возможно я неправильно понял.
Upd. Обычно абр. стойкость сильно положительно коррелирует с твёрдостью, однако в случае ударно-абразивного воздействия стойкость может, наоборот, уменьшаться с повышением твёрдости.
Хотя вот, вы тоже самое пишите, невнимательно читал.
Но опять же вопрос: можно ли ударно-абразивный износ применять к нашему случаю, например в рассмотрении вопроса канатных тестирований?

[Hatuey]

Sorry.

[Hatuey]

никто никогда не будет делать отпуск до 100 гр ради твердости в 62 - эта некорректная термообработка.

OK, пусть будет отпуск при 520 град ради твёрдости 61 ед.

Но опять же вопрос: можно ли ударно-абразивный износ применять к нашему случаю, например в рассмотрении вопроса канатных тестирований?

Скорее нет, хотя на начальной стадии удары о подложку под канат возможны. Собственно, я на этом и не настаивал.
Можно и без ударного, прошу обратить внимание на эти слова:
"Figure 11. Two-body wear resistance of D2 steel".

[Отто_Шрик]

Изначально написано Hatuey:

"Figure 11. Two-body wear resistance of D2 steel".

Мне этот график сразу не понравился , я скачал исходную статью, но там 14 страниц текста, да и графики со сложной осью у часто встречаются, не все там очевидно.
А разбираться пока лень. Да и в установки надо разбираться их.

[Металлоед 913]

Заточка, как много в этом звуке! Вопрос про износостойкость тема, конечно, интересная, но мы вроде как о заточке.
Вот у меня имеются кое-какие домыслы, которые в целом подтверждаются выводами в статье уважаемого исследователя. Хотелось бы быть подвергнутым аргументированной критике.
А именно:
Домысел 1. Первичная острота РК слетает в шесть секунд, а дальше начинается собственно настоящая жизнь кромки. Морочиться с заточкой сверх точки устойчивости кромки не имеет особого смысла. Видимо, эта точка для легированных сталей лежит в районе 3 микрон, для качественных углеродок - 1.
Цитата из статьи: В тестах CATRA, проведенных Верхувеном [1], радиус края был уменьшен с ~ 0,5 микрона до 3-5 микрон после всего лишь второго цикла резки.
Как видно из фото в статье кромка дошла до уровня 10 микрон (тупая) за 60 резов. Следовательно, кромка, изначально заточенная до 0,5 микрон, живет 97% времени до затупления с остротой более 3-5 микрон. Заточных же хлопот на 3% жизненного цикла кромки приходится процетов 50, вроде, как не логично.
Домысел 2. Утверждение, что углол заточки следует подбирать типа под работу, а равно и типа под разрезаемый материал является не верным. Угол следует подбирать под сталь, а именно под ее склонность к выкрашиванию при боковых нагрузках на кромку. Чаще всего к этому склонны стали с крупными и (или) не равномерно распределенными карбидами. Нож следует точить на минимально допустимый для данной стали угол. Исключение - ножи для колки дров и открывания консервов.
Цитата из статьи: Сравнения между различными углами заточки, при одинаковом уровне износостойкости стали, показывают, что более острая кромка имеет более высокую начальную режущую способность, поведение же кромки в устойчивом состоянии не зависит от угла заточки. При меньшем угле заточки нож имеет более высокую режущую способность в период медленной потери остроты.
Домысел 3. Микропила на РК не только создает ощущение более агрессивного реза, но и сильно способствует устойчивости РК. Размер этой пилы, а равно и гридность финиша, - тема для экспериментов. Выглаженная кромка пользительна для ножей, требующих высокой начальной остроты, например, для показа фокуса с застругиваним волоса или для ножей, специализированных под рез продавливанием (типа накири), и она же не особо подходит для боле-менее универсальных ножей.
Цитата из статьи: Зубчатые кромки имеют меньшую начальную режущую способность, но режут намного дольше, чем незазубренные кромки.
Из этих домыслов, собственно, и растут ноги у моих измышлений по поводу заточки, углов, целесообразной гридности финиша и т.п. околичностей, малость противоречащих устоявшимся представлениям.

[Отто_Шрик]

Изначально написано Hatuey:

OK, пусть будет отпуск при 520 град ради твёрдости 61 ед.

Метко подмечено.
Фиг его знает, плохо, что нет графика износостойкости от температуры отпуска( хотя я сомневаюсь в его сушествовании)
Но у меня есть предположение, что там какие-нибудь проблемы в плане ударной вязкости: вторичные карбиды выделились, а мартенсит недостаточно понизил твердость. какое нибудь хитрое мартенситное охрупчивание. Но я давно про закалку на вторичку читал.

[Отто_Шрик]

Ну давайте поиграем в эту игру и рассмотрим по пунктам вами написаное.

Изначально написано Металлоед 913:
А именно:
Домысел 1. Первичная острота РК слетает в шесть секунд, а дальше начинается собственно настоящая жизнь кромки. Морочиться с заточкой сверх точки устойчивости кромки не имеет особого смысла. Видимо, эта точка для легированных сталей лежит в районе 3 микрон, для качественных углеродок - 1.
Цитата из статьи: В тестах CATRA, проведенных Верхувеном [1], радиус края был уменьшен с ~ 0,5 микрона до 3-5 микрон после всего лишь второго цикла резки.
Как видно из фото в статье кромка дошла до уровня 10 микрон (тупая) за 60 резов. Следовательно, кромка, изначально заточенная до 0,5 микрон, живет 97% времени до затупления с остротой более 3-5 микрон. Заточных же хлопот на 3% жизненного цикла кромки приходится процетов 50, вроде, как не логично.

Как вы будете создавать точку устойчивости в 3 микрон? Практически как это выглядит?
Ну радиус кривизны в 3 микрона и что значит морочится сверх точки устойчивости?
Вот так выглядит рк после 1000 грит, где там 1 микрон, где 3 микрона?

[Металлоед 913]

Изначально написано Отто_Шрик:
Ну давайте поиграем в эту игру и рассмотрим по пунктам вами написаное.

Как вы будете создавать точку устойчивости в 3 микрон? Практически как это выглядит?
Ну радиус кривизны в 3 микрона и что значит морочится сверх точки устойчивости?
Вот так выглядит рк после 1000 грит, где там 1 микрон, где 3 микрона?

Создавать точку устойчивости буду не я. Эта точка зависит от стали.
Понятие точки устойчивости РК ввел в своих исследованиях Ландес. Измерялось расстояние между фасками. Расстояние это измерялось на усредненном уровне впадин, имеющихся на РК после абразива. В последующих исследованиях его стали измерять на уровне 3 мкм от наиболее выступающих вершинок. Почему на расстоянии 3 мкм? Видимо, далее кромку условно можно считать прямой линией. Для простоты понимания и краткости это расстояние можно называть радиусом РК, более точно - это диаметр РК.
Ландес пришел к выводу, что для стали существует предел этого диаметра, ниже которого кромка начинает деградировать в результате выкрашивания карбидов, при этом деградация за счет выкрашивания превосходит деградацию за счет абразивного износа. Для разных сталей этот предел разный. Для сталей с мелкими и равномерно распределенными карбидами - 1 мкм. Для штамповых существенно больше 1 мкм.
Я давал ссылку на статью, где имеются фото с нанесенными размерами этого диаметра после абразивов разной гритности. Тенденция там просматривается такая: до 10 000 - чем тоньше камень, тем меньше диаметр. После 10К этот диаметр уже не меняется. При 1000 грит и угле заточки 17 град. этот диаметр составляет около 1,5 мкм.
На основании всего этого я и сделал вполне очевидный вывод - точить на высоких гритностях не имеет практического смысла. Смысл этот возникает в том случае, если грубый камень хреновый, не однородный, и сам камень повреждает кромку, в этом случае более тонкий камень нужен как лекарство. Если грубый камень позволяет создать более-менее регулярную микропилу, то лечение не требуется.
Для более умственного вывода не хватает опыта на разных сталях и камнях.

[Hatuey]

Домысел 1. ... Заточных же хлопот на 3% жизненного цикла кромки приходится процетов 50, вроде, как не логично.

Нелогично. Зато гарантия проточки и снятия заусенца. Как там говорил Абдулла... Электронный микроскоп - он как кинжал. Хорош для того, у кого он есть.
Но опаски люди могут хорошо затачивать и без него.

Домысел 2. Угол следует подбирать под сталь, а именно под ее склонность к выкрашиванию при боковых нагрузках на кромку. Чаще всего к этому склонны стали с крупными и (или) не равномерно распределенными карбидами. Нож следует точить на минимально допустимый для данной стали угол. Исключение - ножи для колки дров и открывания консервов.
Цитата из статьи: ... более острая кромка имеет более высокую начальную режущую способность, поведение же кромки в устойчивом состоянии не зависит от угла заточки. При меньшем угле заточки нож имеет более высокую режущую способность в период медленной потери остроты.

более высокую начальную - да, бесспорно и очевидно;
самое устойчивое состояние - у тупой кромки. По достижении этого состояния степень износа, оцениваемая через толщину РК, будет выше, как ни странно, при меньшем угле заточки.
И не угол следует подбирать под сталь, а сталь под угол. А угол - под задачу. Заокеанские мастера, пробовавшие делать опаски из высоколегированной нержи и порошка, возвращались, как правило, к углеродке.

Домысел 3. ... Выглаженная кромка пользительна для ножей, требующих высокой начальной остроты, например, для показа фокуса с застругиваним волоса или для ножей, специализированных под рез продавливанием (типа накири)

А также для опасных бритв. Нормальный домысел.

[Отто_Шрик]

Изначально написано Металлоед 913:
.
А
Цитата из статьи: В тестах CATRA, проведенных Верхувеном [1], радиус края был уменьшен с ~ 0,5 микрона до 3-5 микрон после всего лишь второго цикла резки.
Как видно из фото в статье кромка дошла до уровня 10 микрон (тупая) за 60 резов. Следовательно, кромка, изначально заточенная до 0,5 микрон, живет 97% времени до затупления с остротой более 3-5 микрон. Заточных же хлопот на 3% жизненного цикла кромки приходится процетов 50, вроде, как не логично.
.

Не правильный вывод.
Надо считать не количество циклов резки, а количество карточек которые нож отрезал(которое соответствует глубине реза в мм) .
На первые три реза приходит очень много отрезаных карточек. И там будет не 3%, а под 30%, но это не точно.

[Отто_Шрик]

Изначально написано Металлоед 913:

Домысел 3. Микропила на РК не только создает ощущение более агрессивного реза, но и сильно способствует устойчивости РК. Размер этой пилы, а равно и гридность финиша, - тема для экспериментов.

И эти эксперименты давно проделал такой человек как Сliff Stamp
http://www.cliffstamp.com/knives/articles/grits.html
И вообще, я настоятельно рекомендую ознакомится с его работами, он как бы поддерживает и пропагандировал работы Романа Ландеса.
А потом почитать его форум и посмотреть ютюб канал.
Опять же я бы немного осторожнее был бы в высказываниях по поводу разрушение по карбидам, всяким высыпанием и прочему. Гражданин из scienceofsharp.com со своим сем-микроскоп никак не может это зарегистрировать, а наоборот, говорит что карбиды хорошо держаться и не вываливаются.

Так же в тестах найфстилнерда, по стабильности кромки, найдено, что только твердость способствует стабильности рк.
Тот же Ландес в одной из статьи предоставил ссылку на свою PhD, ее можно найти и почитать и что самое интересное в ней нет зависимости выкрашивания от больших карбидов, а только от твердости. возможно я немного путаю. Там какая то мутная история, делал он тесты на общие 10 гр заточки, но данные потерялись и все, привет. Найфстилнерд повторил эти эксперименты, но на угле 20 гр и получил, что стабильность зависит в первую очередь от твердости.
На сим прощаюсь и закрываю для себя эту тему в этой теме.

[Hatuey]

Надо считать не количество циклов резки, а количество карточек которые нож отрезал

+100500

[Металлоед 913]

Изначально написано Отто_Шрик:

Не правильный вывод.
Надо считать не количество циклов резки, а количество карточек которые нож отрезал(которое соответствует глубине реза в мм) .
На первые три реза приходит очень много отрезаных карточек. И там будет не 3%, а под 30%, но это не точно.

В первоисточнике написано:
I’m not sure where in the test the average person would decide that the knife needs to be resharpened, but I would guess that it is before cut 60 because the CATRA test wears the edge pretty significantly. In CATRA tests performed by Verhoeven [1] the edge radius was reduced from ~0.5 micron all the way to 3-5 microns after only the second cycle (note he calls the cycles strokes):
Я перевел как резы, циклы. Что именно имелось ввиду из статьи понять затруднительно. Разве КАТРА за один цикл режет на разную глубину? Как-то не обратил на это внимания.
Если Вы правы, а вроде бы это из Вашего графика и следует, то первый домысел сильно пошатнулся. Правда, смотрел намедни видео Киясова про кухонные ножи, там он сказал буквально так: начальная острота слетает в течение первых десятков резов, а вот дальше ...

[Отто_Шрик]

Изначально написано Металлоед 913:

Разве КАТРА за один цикл режет на разную глубину? Как-то не обратил на это внимания.

Катра режет с силой 50 Ньютонов

[Hatuey]

Что именно имелось ввиду из статьи понять затруднительно.

Невразумительно написанное лучше не читать.
Киясов, конечно, авторитет. Клифф тоже. Особенно когда прочтёшь у него про твёрдость Моры 2000 в 57-58 HRc, так доверие просто зашкаливает.

[Металлоед 913]

Благодарствую, я считал, что эта машина режет на одинаковую глубину, режет до тех пор, пока усилие не превысит 50 ньютонов. Что-то типа канатного теста на весах.
Тоже, с Вашего позволения, хотел бы откланяться. Почерпнул для себя много нового. Очень порадовало, что на заточном есть люди, знающие не только как, но и зачем. Надеюсь, ваши суждения позволят точить более осмысленно и развиваться в этом непростом деле более целенаправленно.
Всем спасибо.

[КуКуКу]

- Наклёп не даёт улучшения абр. износостойкости.

А как-же 110Г13?

[Hatuey]

А как-же 110Г13?

Гадфильд - это голова, кто спорит... А Вы слесарить-затачивать сталь его имени часом не пробовали?
Про наклёп (он же strain hardening, он же cold-working) - всего лишь моя версия конспективного перевода фразы
"It seems that in spite of the increase in hardness due to cold working, there is no improvement in abrasive wear resistance."
Поправьте, если что не так.
PS
Мы тут кагбэ про заточку режущего...

[КуКуКу]

Мы тут кагбэ про заточку режущего..

Этой сталью землю режут)))), для порезать вкусного, конечно, получше стали есть.)

[Металлоед 913]

Вот в этой статье применительно к алмалам DMT и заточке бритвы. Весьма любопытно и малость неожиданно. Если на клетке с бегемотом написано слон, то не верь глазам своим. Вывод в статье: не факт, что грубый камень дает более рваную кромку, а тонкий - гладкую. Эксперимент показал обратное.
https://scienceofsharp.com/201...te-progression/
А здесь у мужика, почитавшего эту статью, произошел разрыв шаблона и он решил проверить на канате нож после почти корса, который до этого тестил после ультрафайна.

[Emiliokazanova]

у меня в свое время тоже было разрыв шаблона
потом я много экспериментировал, конечно без каких либо замеров, вроде ток на даггере сделал 186 резов на 26 канате(термичка какашка)
в процессе, последних 20-30 резов резко ощутилось как нож перестал резать

ну и собсно видео с феста

, я резал пушкатом, нож как в масло входил в канат, сложнее подобрать абразив и угол который нож будет держать, к примеру, на клинке, я этот же нож махнул меньше на 5 градусов и рк поплыла после 5-6 резов. знаете даже можно заусенец не сбивать, норм нож все равно сделает резов 400)))а уж если разгонять прям, то сложно представить, проще игорю проверить, он этим занимается на постоянной основе со своей системой измерений.
я сейчас поищу, снимал видео с микроскопа, выложу, нож резал восхитительно, тоесть, можно в пример ставить по тактильному отклику и работе ножа сталь elmax

[Emiliokazanova]

Изначально написано Emiliokazanova:

я еще работаю, над тем чтобы было меньше порезов на рк, на мех.станке к примеру с твердрым абразивом это получается сложнее чем на эластичных лентах от гриндера, возможно тут учавствует неравномерное давление

[chingachgook]

А мы вот сегодня проверяли стойкость РК
Зимний открытый чемпионат имени Кузнецова 2020. Режем канат.
Было интересно.

[Hatuey]

Было интересно.

Дык и каков же печальный итог?

[chingachgook]

Дык и каков же печальный итог?

Все присутствовавшие и участвовавшие были исключительно в приподнятом настроении, печали не наблюдалось.

[Hatuey]

печали не наблюдалось.

Ну и славно
А итоговая табличка? Глянуть бы, а то рукописный первоисточник в Ютубе тяжело воспринимается даже с постановкой на паузу.
PS Вопрос снялся.