MagnaCut

V roce 2021 byla na trh uvedena nová nožířská ocel. Oficiální název zní CRUCIBLE CPM® MagnaCut. 

Tuto ocel vyvinul Larrin Thomas [https://knifesteelnerds.com] (syn slavného nožíře Devina Thomase [https://www.devinthomas.com]). Je to ocel vyvinutá primárně pro nožířské použití. Její vývoj byl zajímavý, více o tom si můžete přečíst na https://knifesteelnerds.com/2021/03/25/cpm-magnacut/ . Mě se líbí, že ocel nebyla vyvinuta klasickými empirickými postupy (tedy metodou pokus/omyl), ale její složení bylo namodelováno v software Thermo-Calc a poté přímo vyrobena (a první pokus byl úspěšný).

Zvláštností této korozivzdorné oceli je poměrně nízký obsah chromu, velmi blízký teoretickému minimálnímu obsahu, který je potřeba pro to, aby ocel byla opravdu korozivzdorná. Korozivzdorná ocel totiž musí obsahovat 10,5% volného chromu, tedy nevázaného v žádných sloučeninách či intermetalických fázích. A toho je u této oceli dosaženo tím, je jsou v ní legovací prvky, které se k uhlíku (či dusíku, toho tam je na ocel opravdu hodně) vážou silněji než chrom. A ten pak zůstává „volný“ ve struktuře a působí jako základní protikorozní prvek. 

Vzhledem k unikátnímu složení má tato ocel i další zvláštnost – obsahuje značné množství velmi jemných karbidů. Karbidy jsou mnohem menší než u jiných, srovnatelných, ocelí. Díky tomu má ocel i vynikající odolnost proti opotřebení – to pro nožíře (a uživatele nožů) znamená, že ostří má dlouhou trvanlivost. A protože jsou karbidy velmi jemné, tak se ocel i relativně snadno ostří. No a konečně (také díky jemným karbidům) má ocel vynikající houževnatost (ostří nemá tendenci se vyštipovat a čepel se dá použít i na sekání).

Nyní na ukázku několik mikrostruktur této oceli. Jsou použity dva vzorky s různým tepelným zpracováním. Obě oceli mají cca 61 HRC. Jedna je kalena v profesionální vakuové kalírně (byla to pro kalírnu pro tuto ocel premiéra). Druhý vzorek byl kalen v odporové peci s regulací teploty z 1080°C s nátěrem proti oduhličení. Jako srovnání jsem použil ocel RWL34 – má podobné složení a je také vyrobena práškovou metalurgií (a navíc jsem měl vzorek na stole). Vzorky byly odebrány přímo z nožů, nebyly kaleny samostatně.

Čepel kalená v obyčejné odporové peci s regulací teploty, povrch chráněn nátěrem Tinderex. Takto vypadá mikrostruktura v elektronovém mikroskopu při zvětšení 1000x. Na kalící teplotě byla čepel cca 30 minut, což je asi o 5 minut více, než by mělo být. Takže karbidy jsou trochu větší a je jich více. 

 Při kalení ve vakuové peci se správnou výdrží se karbidů vyloučilo méně, resp. jsou mnohem jemnější. Zvětšení 2500x.

 Pro porovnání 2500x zvětšení z obrázku 1. Je vidět více větších karbidů.

 
(Mikro)analýza ukazuje, že jsou přítomny karbidy, které téměř neobsahují chrom. Chrom je spíše z pozadí, než ze samotných karbidů. Na absolutní hodnotu uhlíku moc nekoukejte, EDX analýza uhlík dělá hodně nepřesně (má význam spíše poměr v jednotlivých místech). 

Takto vypadají ty jemňoučké karbidy z obrázku 2 při zvětšení 6500x.

Při kalení bez vakua dochází k výraznějšímu oduhličení povrchu. Navíc se oduhličování s teplotou (a časem na teplotě) výrazně urychluje. Tady je vidět, že i při použití Tinderexu došlo k oduhličení do hloubky necelé 0,2 mm. Ty je potřeba při dokončování čepele odbrousit.

I když je povrch oduhličený (je vidět, že je základní matrice feritická, neobsahuje martenzit), přesto obsahuje stále hodně karbidů. Takže by šlo čepel slušně nabrousit a něco málo by uřízla, i když by se docela rychle otupila.

Pozor, k jisté degradaci povrchu dochází i při vakuovém kalení. Tady (vakuové kalení) je potřeba z povrchu odebrat 0,05 mm – to stačí odleštit.

Porovnání velikosti karbidů u MagnaCut kalené v odporové peci (ty větší viz. obr. 3) a RWL34 kalené za obdobných (správně nastavených) podmínek. Je evidentní, že MagnaCut obsahuje mnohem menší karbidy. Takže se bude MagnaCut lépe brousit při srovnatelné tvrdosti a asi bude mít o kousek vyšší trvanlivost ostří.