فلزات مناسب برای ساخت کارد و چاقو

همه ما انتظار داریم که یک چاقوی خوش ساخت به طور مداوم و بدون مشکل کار کند. با این حال، ساخت چاقویی که مستعد خرابی نیست، کار دشواریست زیرا که تیغه چاقو به صورت لبه ای ظریف تیز شده که نباید شکسته یا کند شود.  برای دستیابی به این مهم، باید مواد اولیه برای ساخت تیغه از فلزاتی که مناست این کار هستند انتخاب شوند، زیرا فلز و گرید نامناسب آن در نهایت منجر به خرابی زودرس و کندی تیغه می شود. انواع زیادی از فلزات برای ساخت چاقو استفاده می شوند، اما در اینجا به بررسی چند نمونه از بهترین و رایج ترین فلزات که برای ساخت کارد و چاقو مناسب هستند، می پردازیم.

بهترین فلزات برای ساخت چاقو عبارتند از:

• فولاد ابزار
• فولاد کربن
• فولاد ضد زنگ

فولاد ابزار:

به دسته ای از فولادهای کربنی و آلیاژی گفته می‌شود که برای ساخت ابزار و قالب مناسب هستند. این خواص شامل سختی بالا، مقاومت به سایش، مقاومت به تغییرشکل و دفورمه شدن و قابلیت حفظ لبه برش دهنده در دماهای بالا است. به همین دلیل فولادهای ابزاری برای شکل دهی به سایر مواد مناسب هستند. خواص اصلی فولاد ابزار شامل مقاومت به سایش، سختی بالا، و قابلیت حفظ شکل در دماهای فوق‌العاده بالا باعث استفاده از آن در ساخت ابزارهایی مانند مته، برقو، کاترها، قالب‌های فورجینگ، و قالب‌های تزریق پلاستیک شده‌است. (منبع ویکی پدیا)

البته از آنها در تولید کارد و چاقو نیز استفاده می شود. فولادهای ابزار در بیشتر موارد، فولادهای کربنی هستند که دارای عناصر آلیاژی اضافی هستند که خواص مکانیکی آنها را افزایش می دهند. این عناصر آلیاژی اغلب مقاومت در برابر خوردگی فولاد را نیز افزایش می دهند، هر چند نه در حد یک فولاد ضد زنگ.

 درجه فولاد ابزاری که برای ساخت چاقو مورد استفاده قرار می گیرد A2 می باشد. در حالی که نمی تواند به سختی برخی دیگر از فولادهای ابزار برسد، اما دارای چقرمگی فوق العاده ای است. با این حال، در صورت عدم توجه، امکان زنگ زدگی  A2 وجود دارد. گرید D2 گزینه دیگری است که مقاومت به خوردگی و حفظ تیغه  بهتری نسبت به  A2 دارد. گرید M2  نیز یک فولاد ابزار است که در حفظ لبه چاقو بسیار عالی است، اما برای برخی از کاربردها می تواند بسیار شکننده باشد.

فولاد کربنی:

فولاد کربنی، نوعی فولاد است که حداکثر درصد وزنی کربن آن 2٫1٪ است. طبق تعریف مؤسسه آهن و فولاد آمریکا، AISI، زمانی به فولاد، فولاد کربنی گفته می‌شود که:

• هیچ حداقل مقداری برای عناصر کروم، کبالت، مولیبدن، نیکل، نیوبیوم، تیتانیوم، تنگستن، وانادیم، زیرکونیم مشخص نشده باشد.
• حداقل میزان مس مشخص شده از 0٫4 درصد جرمی بیشتر نباشد.
• یا حداکثر درصد جرمی عناصر ذکر شده از این مقادیر بیشتر نباشد: منگنز 1٫65 درصد، سیلیکن 0٫6 درصد، مس 0٫6 درصد.

ممکن است از واژه «فولاد کربنی» برای تفکیک قائل شدن با "فولاد زنگ نزن "استفاده گردد؛ در این حالت منظور از فولاد کربنی می‌تواند شامل فولادهای آلیاژی نیز شود.

با افزایش درصد کربن در فولادها، امکان سختکاری و افزایش استحکام آن نیز از طریق عملیات حرارتی افزایش می‌یابد، ولی از طرفی این کار باعث کاهش شکل‌پذیری آن می‌شود. جدای از عملیات حرارتی، افزایش درصد کربن باعث کاهش خاصیت جوشکاری فولادها می‌شود. در فولادهای کربنی هر چه درصد کربن افزایش یابد، دمای ذوب فولاد کاهش می‌یابد. (منبع ویکی پدیا).

فولاد کربنی با مقادیر زیاد کربن برای ساخت چاقو مطلوب است زیرا به تیغه سختی و استحکام لازم برای مقاومت در برابر ضربه و سایش را می بخشد. با این حال، عملیات حرارتی مناسبی باید روی فولادهای با کربن بالا انجام شود. در این فرایند اگر از خنک کردن خیلی سریع استفاده شود، چاقو بسیار شکننده می شود و ممکن است شکسته شود، در حالی که اگر فولاد اجازه به اصطلاح نرمال شدن یا بازپخت را داشته باشد، بسیار نرم خواهد بود و چاقو لبه تیز خود را برای مدت زیادی نگه نخواهد داشت.

 چاقوهای ساخته شده از فولاد کربنی نیز می توانند مستعد زنگ زدگی باشند.  این به دلیل این است که فولادهای کربنی حاوی عناصر آلیاژی زیادی نیستند که از آن در برابر خوردگی محافظت می کند. باید مراقب بود که تیغه فولادی کربنی زنگ نزند. درجه های متداول فولاد کربنی برای ساخت چاقو شامل C1045، C1075 و C1090 است.

فولاد ضد زنگ:

 فولاد ضد زنگ یکی دیگر از انواع فلزات مناسب برای ساخت چاقو می باشد. مزیت استفاده از فولاد ضد زنگ افزودن کروم و سایر عناصر آلیاژی است که مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. چاقوهای فولادی ضد زنگ معمولاً از فولادهای ضد زنگ فریتیک یا مارتنزیتی ساخته می شوند. برای ساختن چاقوهایی که تیغه مناسبی دارند، درجه های مارتنزیتی و فریتی از فولاد ضد زنگ، باید دارای سطح کربن کافی باشند تا بتوانند به سختی بالا برسند. درجه 420 و 440 اغلب برای ساخت چاقو استفاده می شود.

گریدهای آستنیتی مانند 316 گاهی اوقات ممکن است برای ساخت چاقو استفاده شوند، با این حال، گریدهای آستنیتی به طور کلی نمی توانند آنقدر سخت شوند که ماندگاری تیغه چاقو را تضمین کنند. هنگام ساخت چاقو باید از انواع کم کربن فولاد ضد زنگ آستنیتی مانند 340L  اجتناب کرد مگر اینکه مقاومت در برابر خوردگی مدنظر باشد و عمر تیغه در الویت دوم قرار داشته باشد.  فولادهای ضدزنگ سخت کننده رسوب نیز وجود دارند که دارای مقاومت عالی در برابر خوردگی و سخت شدن هستند. اینها معمولاً در مواردی استفاده می شوند که خوردگی در الویت اول قرار دارد.

برای دستیابی به حداکثر خاصیت این آلیاژها برای ساخت چاقوها، باید نحوه صحیح سخت شدن فلز را بدانید.