Ocel Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) je jednou z hlavních ocelí, které používám pro své kuchyňské nože. Je klasifikována jako hypereutektoidní nástrojová ocel pro obrábění za studena, která se obvykle používá pro zápustkové formy, drážkovací nože, střižné nože, tvářecí formy, hmatníky, kleštiny (zápustkové a závitové), razníky, ořezávací formy atd.
Výkon nástroje (v tomto případě čepele nože) závisí na konstrukci nástroje, přesnosti, s jakou je nástroj vyroben, volbě oceli a volbě tepelného zpracování.
Bohler K110 Chemické složení (průměrné %)
C: 1,55, Mn: 0,30 , Si: 0,30, Cr: V: 0,75 a Mo: 0,75.
Proč se mi líbí
- Vysoký obsah uhlíku pro vysokou tvrdost: 60+HRC
- Vysoká odolnost proti opotřebení. Přibližně 8krát vyšší než u obyčejných uhlíkových ocelí díky přítomnosti karbidů
- Nerezová ocel. Dobře se téměř nepoužívá. Vzhledem k vysokému podílu uhlíku v oceli se z ní skutečně vytáhne většina z 12 % chromu do karbidů chromu, takže zbývá asi 5,8 % pro odolnost proti skvrnám.
- Stabilita při tepelném zpracování.
- Ocel D2 byla použita v mnoha nožích, proslulých například u výrobce Boba Doziera.
- Dobře drží ostří:
Obavy
- Vysoké teploty při autinisaci zvyšují/hrubnou velikost zrn, což není u čepelí nožů žádoucí, protože to snižuje houževnatost.
- Ochrana během tepelného zpracování je nezbytná, protože v otevřené atmosféře dochází k dekarbonizaci vrstvy o velikosti až 0,014″(,35 mm) a znatelnému úbytku legujících prvků.
- Delší doba udržování zvýší rozpouštění karbidů, což vede ke zvýšení tvrdosti po kalení. Snižuje se však houževnatost.
Receptura tepelného zpracování:
- Cílem je zmenšit velikost zrn, rovnoměrně rozložit karbidy po celé matrici a získat 60+ HRC při minimalizaci zadrženého austenitu.
PreQuench:
- Interkritické žíhání zahřátím na teplotu mezi teplotami Ac1 a Ac3 (830 °C) a jejím udržováním, aby se dosáhlo částečné austenitizace. Následuje pomalé ochlazování v peci nebo použití vermikulitu či jiného izolačního média, což vede ke konečné mikrostruktuře sférických karbidů rovnoměrně rozložených ve feritové matrici.
- Subkritická / sféroidizace: zahříváním při nižších teplotách (690-720 °C) a delší dobou udržování (15 min).
Austenitizace
- Je třeba se vyvarovat vysoké austenitizační teploty.
- Měl by se použít ochranný povlak/fólie, aby se zabránilo dekarbonizaci, protože jádro s vyšším obsahem uhlíku se může rozpínat a vystavuje vnější vrstvu napětí.
- Teplota austenitizace: 1025 °C (ideální teplota, pokud nepoužíváte kryo)
- Doba namáčení: 15-30 min
Zchlazení:
K kalení používám spíše hliníkové desky. Díky tomu zůstávají čepele rovné a věrné. Kalení na deskách je o něco rychlejší než chlazení na vzduchu (navzdory tomu, že oceli jsou „kalené na vzduchu“), ale stále je dostatečně pomalé, aby nedocházelo k nadměrnému namáhání oceli a riziku prasknutí.
Kalení na deskách můžete provádět i s nerezovou fólií, která stále pokrývá čepel.
Studená / kryogenní úprava.
U vysoce legovaného austenitu může být značná část austenitu zachována v mikrostruktuře při pokojové teplotě (10 % RA), což má za následek mnohem nižší tvrdost, než se očekává u úplněji přeměněných mikrostruktur.
Kryogenní zpracování podporuje přeměnu zadrženého austenitu na martenzit, zjemňuje velikost sekundárních karbidů, zvyšuje jejich množství a hustotu populace a vede k jejich rovnoměrnějšímu rozložení v mikrostruktuře, a to při kryogenních teplotách, což se přičítá lepší tvrdosti a odolnosti oceli proti opotřebení (až 817 %).
Příznivé výsledky může přinést i zpracování za studena (4 % RA), ale lepší jsou mělké nebo hluboké kryogenní teploty (-196 °C) (0 % RA). D2 má bod Mf pod pokojovou teplotou -125,1 °C, což znamená, že je zapotřebí ošetření pod bodem mrazu.
Doba v kapalném dusíku nebo suchém ledu nesmí být delší než doba, po kterou nůž dosahuje chladných teplot. Jinými slovy, stačí 30-60 minut.
NB! Aby bylo kryogenní ošetření účinné, mělo by být provedeno co nejdříve po kalení a před popouštěním. RA se totiž přemění na nekalený martenzit, který je křehký a musí být popuštěn. Tj. neprovádějte popouštění na K110 (D2), pokud provádíte úpravu za studena.
Kalení
Kalení snižuje zbytková napětí, zvyšuje tažnost, houževnatost a zajišťuje rozměrovou stabilitu.
Kalení jako kalený martenzit sráží jemné karbidy, které se nazývají přechodné karbidy.
Kalení 3krát oproti 2krát může zvýšit houževnatost až o 25 %. To je způsobeno optimálním rozložením legujících prvků mezi karbidy a matricí, jemnějším rozložením karbidů a periodizací karbidů na mezifázových hranicích martenzitu.
Máčet po dobu nejméně šedesáti (60) minut, vyjmout z pece a nechat vychladnout na vzduchu. Druhé a třetí popouštění by mělo být opakováním prvního. (Tj.: udržujte konstantní teploty a dobu trvání)
- Teplota temperování: 205 °C
- Trvání: 2 – 3krát
- Doba trvání: 1 hodina (60 minut)
Souhrn:
- 1025°C a 205°C temperace by měla odpovídat 63HRC (Impact 1.4)
- 1038°C a 205°C temperace by měla odpovídat 62HRC (Impact 1.9)
- 1065°C a 205°C temperace by měla odpovídat 60HRC (Impact 1.8)
Odkazy:
- Bohler K110 Spec Sheet
- Heat Treatment and Toughness Behavior of Tool Steels (D2 and H13) for Cutting Blades by Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
- Evaluation of the cryogenic treatment in the destabilization of austenite retained in AISI D2 steel by R. Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- Vše o oceli D2 – vývoj, použití v nožích a vlastnosti
- Kolik chromu ještě potřebuje D2, aby byla nerezavějící?“
- Nulové úpravy oceli AISI D2: Část I. Mikrostruktura a tvrdost 2010
- Srovnání účinků kryogenního zpracování na různé typy ocelí: A Review
- Knife Engineering: Ocel, tepelné zpracování a geometrie od Dr. Larrina Thomase
Vyhrazení odpovědnosti:
Všechny výše uvedené informace pocházejí z mých přečtených výzkumných prací, příspěvků na fóru a diskusí s lidmi. Nejsem metalurg a výše uvedené zde uvádím ve prospěch všech nožířů. Nemusíte se jimi řídit a nenesu odpovědnost za případné ztráty nebo poškození.