บทนำ
เหล็กแต่ละชนิดจะตั้งมุมองศาคมได้บางสุดขึ้นอยู่กับขนาดคาร์ไบด์ในเหล็กชนิดนั้นกล่าวง่ายๆ ก็คือถ้าเหล็กมีผลึกคาร์ไบด์ใหญ่ก็ต้องตั้งองศาคมให้มาก ถ้ามีผลึกคาร์ไบด์เล็กก็ตั้งองศาคมให้บางกว่ามีดที่ทำจากเหล็กชนิดนั้นถึงจะสามารถรักษาความคมได้อย่างคงทน โดยกำหนดให้ที่ปลายคมชนิดที่เรียกว่าคมที่สุด มีความหนา 1 ไมครอน (คมจะทื่อเมื่อมีความหนาเท่ากับ 10 ไมครอน, 1มม = 1000ไมครอน)ต้องขออธิบายเท้าความนิดนึง ไม่อย่างนั้นท่านทั้งหลายที่ไม่มีพื้นฐานทางโลหะวิทยาคงจะ งง เอาสั้นๆ ง่ายๆ ก็คือ โดยทั่วไปเหล็กที่ใช้ทำมีดส่วนใหญ่เป็นเหล็กกล้าผสม (Alloy steels) ทั้งนี้ เหล็กกล้าผสมจะมีการผสมธาตุ Ni, Mn, Cr, V, Mo, Co, Ti, และอื่นๆ อีกมากมาย ตามแต่สูตรใครสูตรมัน ในที่นี้ขอรวบยอดว่าธาตุที่เอ่ยชื่อมานี้เมื่อผสมไปแล้วจะเข้าไปอยู่ในโครงสร้างของเหล็กได้สองลักษณะคือรวมกับธาตุเหล็ก Fe เป็นผลึกของเหล็กชนิดต่างๆ ตามที่เราเคยได้ยินมาถ้าเป็นของมีดก็ คือ มีโครงสร้างมาร์เทนไซท์ ทำให้เหล็กกล้าผสมมีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้นมาก เช่น แข็ง, เหนียว, ทนต่อการสึกหรอ, ทนการกัดกร่อนหรือสนิม, ฯ กับอีกด้านหนึ่งก็ คือ การรวมกับคาร์บอนแล้วเป็นผลึกคาร์ไบด์ ผลึกคาร์ไบด์นี้จะมีขนาดใหญ่หรือเล็กหรือมีปริมาณมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับส่วนผสมหลักรวมทั้งกระบวนการผลิต (เช่นการอบชุบ) ผลึกคาร์ไบด์นี้จะแข็งและเปราะจะไปจับอยู่ตามขอบผลึกของเหล็ก โดยมีผลึกของเหล็กเป็นตัวยึดให้คาร์ไบด์ติดอยู่ได้ เวลาตั้งคมมีดถ้าบางกว่าขนาดของผลึกคาร์ไบด์แล้วบังเอิญเจ้าคาร์ไบด์นี้ไปอยู่ตรงคมพอดีเนื้อเหล็กที่ยึดคาร์ไบด์ไว้จะมีปริมาณเปอร์เซ็นต์น้อย ฉะนั้น เวลาลับให้คมหรือขณะใช้งานผลึกคาร์ไบด์จะร่อนหลุดออกมา (chip) ก็ทำให้ดูเหมือนว่าคมบิ่นเพราะคาร์ไบด์แข็งแต่เปราะหรือมีความยืดหยุ่นตัวน้อย (inelastic) เมื่อได้รับแรงกระแทกจากด้านข้าง ซึ่งจะมีผลต่อการตั้งองศาคม กล่าวคือถ้าเหล็กมีผลึกคาร์ไบด์ใหญ่ก็ต้องตั้งคมให้หนาหรือองศาเยอะเพื่อให้มีเนื้อเหล็กมากพอที่จะจับผลึกคาร์ไบด์ให้แน่นพอ หรือถ้าเหล็กมีผลึกคาร์ไบด์เล็กก็สามารถตั้งคมให้บางหรือองศาน้อยได้เพราะมีเนื้อเหล็กเพียงพอที่จะจับผลึกคาร์ไบด์ให้หนาแน่นได้ ตามปกติผลึกคาร์ไบด์ที่เกิดขึ้นในเหล็กแต่ละชนิดจะมีทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็กปะปนกันไป
ทีนี้มาดูกันซิว่าเหล็กดังๆ ที่เรารู้จักกัน แต่ละชนิดและแต่ละเกรด จะมีขนาดผลึกของคาร์ไบด์ระดับใดและมีปริมาณเท่าไหร่ รวมทั้งควรจะตั้งคมกี่องศา ซึ่งคาร์ไบด์ตัวที่ดังๆ ก็คือโครเมียมคาร์ไบด์ที่เกิดจากโครเมียมที่ใส่เพื่อให้เหล็กต้านทานการเกิดสนิม อีกชนิดก็ คือ วานาเดียมคาร์ไบด์ที่ใส่เพื่อให้เหล็กทนต่อการสึกหรอ
1. เหล็ก 440C มีผลึกคาร์ไบด์ขนาดประมาณ 1-45 ไมครอน และมีปริมาณถึง 12เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก มุมองศาต่ำสุดที่ควรตั้ง 30+องศา
2. เหล็ก 420HC ที่มีปริมาณเปอร์เซ็นต์คาร์ไบด์ต่ำมาก ซึ่งไม่ได้ระบุว่ากี่เปอร์เซ็นต์ และมีขนาดผลึกคาร์ไบด์เพียงแค่ 1 ไมครอน เท่านั้น มุมองศาต่ำสุดที่ควรตั้งไม่ถูกจำกัดด้วยขนาดของผลึกคาร์ไบด์แต่ไปจำกัดด้วยความแข็งหรือ Strength แทน โดยทั่วไปมีดใช้งานตัดทั่วไป (ไม่ใช่ใช้สับ) ก็ประมาณ 20+องศา
3. เหล็ก ATS34 มีปริมาณเปอร์เซ็นต์คาร์ไบด์ 18 เปอร์เซ็นต์ ขนาดผลึกคาร์ไบด์ใหญ่สุด 25 ไมครอน มุมองศาต่ำสุด 25+องศา
4. เหล็ก AEB-L, O1 มีปริมาณเปอร์เซ็นต์คาร์ไบด์ 2-3 เปอร์เซ็นต์ ขนาดผลึกคาร์ไบด์ 1 ไมครอน เช่นเดียวกับ 420HC
5. เหล็ก D2 มีผลึกคาร์ไบด์ที่ใหญ่ประมาณ 1-45 ไมครอน ปริมาณเปอร์เซ็นต์ไม่ระบุ และมี มุมองศาต่ำสุดที่ควรตั้ง 30+องศา
6. เหล็ก Friction Forged D2 เหล็กลิขสิทธ์ของ Diamond Blades ที่ว่ามีพลังแรงเหมือนกับว่าไปกินสารสเตอรอยด์ มา (นิตยสารเบลดเค้าพาดหน้าปกไว้ว่าอย่างนี้) มีผลึกคาร์ไบด์ขนาดประมาณ 0.5 ไมครอน ปริมาณไม่ระบุ มุมองศาต่ำสุดไม่ระบุ
7. เหล็ก CPM S30V, S90V มีผลึกคาร์ไบด์ที่ใหญ่ประมาณ 1-10 ไมครอน ปริมาณเปอร์เซ็นต์ไม่แจ้ง และมี มุมองศาต่ำสุดที่ควรตั้ง 12+องศา จุดแข็งที่สำคัญของเหล็ก CPM (Crucible Particle Metallurgy) หรือ P/M อื่นๆ ก็คือขนาดผลึกสม่ำเสมอมีขนาดใกล้เคียงกันเลยทำให้มีคุณสมบัติที่แน่นอนกว่าและยังได้ประโยชน์จากการที่ผลึกมีขนาดเล็กกว่าเหล็กที่ผลิตจากกระบวนการผลิตอื่นๆ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นถ้าวัดกันที่ความคมอย่างเดียวก็ยังสู้เหล็กกล้าธรรมดาที่ไม่มีคาร์ไบด์หรือเหล็กกล้าผสมที่มีผลึกคาร์ไบด์เล็กกว่าไม่ได้อยู่ดีรวมทั้ง Friction Forged ด้วย
เหล็กยิ่งแข็งมากจะยิ่งตั้งมุมองศาคมได้บางขึ้นเป็นที่ทราบกันดีว่าถ้าสามารถชุบแข็งให้เหล็กมีความแข็งสูงสุดได้อาจถึง 70 HRC เสียด้วยซ้ำ และมีงานวิจัยหรือผลทดสอบหลายชิ้นแสดงว่าเหล็กที่มีความแข็งสามารถลับให้คมได้ดีกว่าเหล็กที่อ่อนกว่า ถึงแม้ว่าจะใช้หินลับมีดที่มีขนาดละเอียดมากๆ ถึง 1,000 กริต มาลับเหล็กที่อ่อน ก็ยังไม่ได้ความคมเท่าใช้หินที่ 200 กริต ลับมีดที่มีความแข็งมากกว่า ฉะนั้น ยิ่งแข็งยิ่งดี ข้อนี้คงไม่ต้องอธิบายมาก แต่อย่าลืมว่าเหล็กที่ความแข็งเท่ากันสมมุติว่าที่ 60 HRC จะมีความเหนียวหรือความยืดหยุ่นตัว (ductility) ไม่เท่ากัน เหล็กที่ดีต้องทั้งแข็งและเหนียว ซึ่งความเหนียวของเหล็กที่มากที่สุดขึ้นอยู่กับจุดที่เหนียวน้อยที่สุดซึ่งก็ คือ คาร์ไบด์ นั่นเอง ทั้งนี้ทั้งนั้นผลึกของเนื้อเหล็กเองต้องมีขนาดเล็กด้วย คือ ประมาณ 2-4 ไมครอน หลังจากการอบ ถ้าอบชุบ ไม่ดีขนาดของผลึกของเหล็กอาจจะใหญ่ขึ้นได้ซึ่งจะมีผลทำให้ความเหนียวลดลงอีกส่งผลต่อความแข็งก็คือกระบวนการอบชุบง่ายหรือยาก เหล็กแต่ละชนิดมีขั้นตอนในการอบชุบไม่เหมือนกัน เหล็กบางชนิดการอบชุบยากเช่น BG 52 หรือง่ายเช่น เหล็กตระกูล10XX ประเด็นสำคัญอยู่ที่ว่าในการอบชุบจะทำให้ผลึกของเหล็กเปลี่ยนไปเป็นมาร์เทนไซท์ได้ทั้งหมดหรือไม่ ถ้าไม่หมดซึ่งก็คือมีออสเตนไนท์ตกค้างเหลืออยู่ จะทำให้ความแข็งลดลง
กล่าวโดยสรุปจะเห็นได้ว่าถ้าพิจารณาจากข้อเท็จจริงขั้นต้นนี้แล้ว ความคงทนของคมก็น่าจะนับเป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งของเหล็กที่ใช้ทำมีดได้ แต่อาจจะต้องมีการค้นคว้าเพิ่มเติมว่าจะวิธีการวัดคุณสมบัติทางกายภาพได้อย่างไร
สุดท้ายหลายคนคงจะมีคำถามว่า แล้วเหล็กชนิดไหนละที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ดีที่สุด คำตอบก็คือว่า “ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมและลักษณะการใช้งานว่ามีดรับภาระการใช้งานแบบไหน” ลองพิจารณากันดูครับ
ที่มา : http://www.konrakmeed.com/webboard/upload/lofiversion/index.phpt4768.htmlhttp://www.cutleryscience.com/articles/edg...ity_review.html
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น