1, Materiālu raksturojums: Oglekļa tērauda un nerūsējošā tērauda rūsas novēršanas gēnu atšķirības
Oglekļa tērauda vājums pret rūsu ir saistīts ar tā ķīmisko sastāvu - dzelzs un oglekļa sakausējums ir pakļauts elektroķīmiskām reakcijām ar skābekļa un ūdens molekulām mitrā vidē, radot irdenu dzelzs oksīdu (rūsu). Lai gan tērauds ar augstu oglekļa saturu (piemēram, 1095, T10) dzēšanas procesā var sasniegt augstu cietību 62 HRC vai augstāku, karbīdi pie graudu robežām paātrinās korozijas procesu, ja oglekļa saturs pārsniedz 0,6%. Piemēram, tradicionālie japāņu samuraju zobeni ir kalti no viena augsta oglekļa tērauda, un tiem ir nepieciešams "krāsots apvalks" un "regulāra tējas eļļas noslaucīšana", lai saglabātu gludu virsmu. Jebkura viegla neuzmanība var radīt rūsas plankumus.
Nerūsējošā tērauda izturība pret koroziju ir atkarīga no hroma elementa "pašdziedināšanas" mehānisma. Kad hroma saturs sasniedz 10,5%, uz tērauda virsmas izveidosies blīva hroma oksīda (Cr ₂ O3) pasivācijas plēve, un pat lokālos bojājumus var automātiski novērst, nepārtraukti oksidējot hromu. Salīdzinošais eksperiments starp 304 nerūsējošo tēraudu (18% Cr-8% Ni) un 440C nerūsējošo tēraudu (17% Cr-1% Mo) parādīja, ka pirmajam nebija korozijas pēc 72 stundām sāls izsmidzināšanas testā, bet otrajam bija augstāks oglekļa saturs (1,1%) un bija nepieciešama kriogēna apstrāde, lai samazinātu graudu korozijas presēšanas enerģiju. Šī īpašība padara nerūsējošo tēraudu par vēlamo materiālu augsta mitruma scenārijiem, piemēram, virtuves nažiem un niršanas aprīkojumam.
2, Procesa projektēšana: rūsas novēršanas optimizācijas stratēģija slāņveida konstrukcijām
Hibrīda struktūras Damaskas naža pretrūsas veiktspēja būtībā ir "kompromisa māksla" starp oglekļa tērauda slāni un nerūsējošā tērauda slāni mikroskopiskā mērogā. Mūsdienu nažu izgatavošanas tehnoloģija nodrošina veiktspējas līdzsvaru, izmantojot šādus trīs aspektus:
Materiālu attiecības zelta attiecība
Galvenais risinājums izmanto "sviestmaižu" struktūru: VG10 nerūsējošais tērauds (12,8% Cr-0,3% V) tiek izmantots kā pamatslānis, un tērauds ar augstu oglekļa saturu (piemēram, 1084, 0,84% C) ir sakrauts abās pusēs kā visprogresīvākais materiāls. Lai gan VG10 hroma saturs ir zemāks par 440C, vanādija elementa pievienošana uzlabo tā graudu izmēru un saglabā labu stingrību pie cietības 60HRC. Eksperimentālie dati liecina, ka šāda veida konstrukciju korozijas ātrums 5% NaCl šķīdumā ir tikai 1/5 no tīra oglekļa tērauda ātruma, savukārt griešanas malas asuma saglabāšana ir uzlabota par 30%.
Saliekamā kaluma mikroskopiskā kontrole
Atkārtoti salokot un kaljot (parasti 8-16 reizes), tiek veidoti pārmaiņus oglekļa tērauda un nerūsējošā tērauda slāņi 0,01-0,1 mm biezumā. Šī struktūra ne tikai rada ikonisko Mokume gane rakstu, bet arī uzlabo izturību pret rūsu, izmantojot šādus mehānismus:
Fizikālās barjeras efekts: nerūsējošā tērauda slānis darbojas kā "dabisks pārklājums", aizkavējot korozīvās vides iekļūšanu oglekļa tērauda slānī.
Elektroķīmiskā aizsardzība: Ja lokālā pasivācijas plēve ir bojāta, nerūsējošā tērauda slānis darbojas kā katods, galvenokārt patērējot korozijas strāvu, lai aizsargātu oglekļa tērauda pamatni.
Sprieguma izkliede: starpslāņu saskarne efektīvi bloķē plaisu izplatīšanos un samazina spriegumu korozijas izraisītu plaisāšanas risku.
Precīza termiskās apstrādes procesa kontrole
Rūdīšanas temperatūrai ir jāņem vērā abu materiālu īpašības: oglekļa tērauda slānis ir jāuzsilda līdz kritiskajai temperatūrai (virs Ac3), lai panāktu austenitizāciju, savukārt nerūsējošā tērauda slānim ir jākontrolē temperatūra, lai izvairītos no graudu rupjības. Piemēram, izmantojot pakāpenisku dzēšanas procesu (vispirms turēšana 850 grādu temperatūrā, pēc tam eļļas dzesēšana un visbeidzot rūdīšana 200 grādos), oglekļa tērauda slāņa cietība var sasniegt 60 HRC, vienlaikus saglabājot nerūsējošā tērauda slāņa izturību pret koroziju. Kriogēnā apstrāde (-196 grādu šķidrā slāpekļa dzesēšana) var vēl vairāk novērst atlikušo austenītu un palielināt cietību par 2-3 HRC, taču laiks ir stingri jākontrolē, lai novērstu nerūsējošā tērauda slāņa trauslumu.
3, Virsmas apstrāde: no pasīvās aizsardzības līdz aktīvam remontam
Pat ar procesa optimizāciju, jauktās struktūras Damaskas nazim joprojām ir nepieciešama virsmas apstrāde, lai izveidotu galīgo aizsargbarjeru. Pašreizējās galvenās tehnoloģijas ietver:
Skābā kodināšana un kodināšana
Pēc oglekļa tērauda slāņa selektīvas korozijas ar dzelzs hlorīda šķīdumu un slāņainās tekstūras atklāšanu nekavējoties veiciet neitralizēšanas apstrādi (piemēram, amonjaka tīrīšanu) un uzklājiet pretrūsas eļļu. Šim procesam nepieciešama stingra laika kontrole - nepietiekama kodināšana var izraisīt izplūdušus rakstus, savukārt pārmērīga kodināšana var izraisīt nerūsējošā tērauda slāņa koroziju. Profesionālie nažu ražotāji izmantos "segmentētās kodināšanas" tehniku, vispirms seklu kodinot oglekļa tērauda slāni un pēc tam mikropulējot nerūsējošā tērauda slāni, lai izveidotu trīsdimensiju tekstūru.
Fizikālās tvaiku pārklāšanas (PVD) pārklājums
Nanomēroga keramikas pārklājumu (piemēram, TiN, CrN) nogulsnēšana uz asmens virsmas, kuru biezums tiek kontrolēts 2-5 μm. Šāda veida pārklājuma cietība pārsniedz 2000 HV, nodilumizturība trīs reizes pārsniedz tradicionālo hroma pārklājumu, kā arī lieliska izturība pret koroziju. Eksperimenti ir parādījuši, ka PVD pārklājums var pagarināt jauktas struktūras Damaskas nažu korozijas izturības laiku sāls izsmidzināšanas testos līdz vairāk nekā 1000 stundām, taču jāpievērš uzmanība saķeres stiprībai starp pārklājumu un pamatni - ja oglekļa tērauda slāņa virsmas raupjums ir nepietiekams, ir viegli izraisīt pārklājuma lobīšanos.
Mikroloka oksidācijas (MAO) tehnoloģija
Virsmas apstrādes process, kas izstrādāts nerūsējošā tērauda slānim, rada keramikas oksīda plēvi uz metāla virsmas, izmantojot augstsprieguma{0}}elektrisko izlādi. Plēves slāņa biezums var sasniegt 20-50 μm, ar cietību, kas pielīdzināma PVD pārklājumiem, bet ar spēcīgāku saķeri ar pamatni. Ar MAO 3,5% NaCl šķīdumā apstrādātā nerūsējošā tērauda slāņa korozijas strāvas blīvums samazinājās līdz 10⁻⁶ A/cm ², tuvojoties titāna sakausējuma līmenim.
4, ikdienas apkope: nepārtraukta rūsas novēršanas veiktspējas uzlabošana
Pat pēc precīzas ražošanas un virsmas apstrādes jauktās struktūras Damaskas nazim joprojām ir nepieciešama zinātniska apkope, lai uzturētu optimālu stāvokli. Pamatprincipu var apkopot kā "trīs aizsardzības un trīs centības":
mitruma-izturīgs
Pēc lietošanas nekavējoties nosusiniet asmeni ar mikrošķiedras drānu, lai izvairītos no atlikušajiem ūdens traipiem. Uzglabāšanas laikā ieteicams izmantot mitrumizturīgas naža uzmavas (piemēram, silikona uzmavas) vai žāvējošus līdzekļus un uzturēt mitrumu zem 50% RH. Eksperimenti ir parādījuši, ka pēc 24 stundu uzglabāšanas 30 grādu un 80% RH vidē uz neaizsargātiem asmeņiem ar neapbruņotu aci būs redzami rūsas plankumi, savukārt asmeņi ar mitruma{7}}izturīgiem līdzekļiem var palikt bez rūsas 30 dienas.
Skābes izturīgs
Izvairieties no skābu sastāvdaļu, piemēram, citronu un tomātu, griešanas, tos ilgstoši nemazgājot. Ja nonāk saskarē ar skābām vielām, nekavējoties noskalojiet ar siltu ūdeni un noslaukiet. Ja nepieciešams, uzklājiet pārtikas kvalitātes minerāleļļu (piemēram, kokosriekstu eļļu), lai izveidotu pagaidu aizsargplēvi. Skāba vide var sabojāt nerūsējošā tērauda pasivācijas plēvi, izraisot 3-5 reizes lielāku punktu veidošanās risku.
Novērst mehāniskus bojājumus
Neizmantojiet raupjus instrumentus, piemēram, tērauda stiepļu bumbiņas un smilšpapīru, lai notīrītu asmeni un nesaskrāpētu virsmas pārklājumu. Ja parādās neliela rūsa, var izmantot sudraba tamponu (satur alumīnija oksīda mikropulveri), lai maigi pulētu un pēc tam uzklātu rūsu necaurlaidīgu eļļu. Spēcīga rūsa jānosūta profesionālai organizācijai elektrolītiskajai pulēšanai. Neizmantojiet skābos rūsas noņemšanas līdzekļus atsevišķi.
Esiet uzcītīgs degvielas uzpildīšanā
Reizi nedēļā ieteicams uzklāt pretrūsas eļļu (piemēram, Ballistol, 3-in-1 Oil), lai izveidotu 0,5–1 μm biezu eļļas plēvi. Eļļas plēve var izolēt skābekli un mitrumu, vienlaikus eļļojot asmeni un samazinot berzes zudumus lietošanas laikā. Ilgstoši uzglabātiem griezējinstrumentiem ap eļļas plēvi var aptīt rūsas necaurlaidīga papīra slāni (piemēram, VCI papīru), lai panāktu dubultu aizsardzību.
Pārbaudiet bieži
Regulāri pārbaudiet savienojumu starp asmeni un rokturi, ap kniedēm un citām vietām, kurās ir tendence uz ūdens uzkrāšanos. Ja tiek konstatēta rūsa, tā nekavējoties jārisina. Ieteicams ik pēc 3 mēnešiem veikt visaptverošu apkopi, ieskaitot roktura izjaukšanu, iekšpuses tīrīšanu un pretrūsas eļļas atkārtotu uzklāšanu.
