چاقو از جمله ابزارهای مفید بشریت از آغاز تا امروز بوده است. در گذشته از هر وسیلهای برای بریدن استفاده میکردند اما امروزه با پیشرفت علم، قدرت انتخاب مناسبترین فلز برای ساخت چاقو را داریم.
همانطور که میدانید چیزی که ما از چاقو میخواهیم تیزی و برنده بودن است، پس این عامل را در انتخاب آن باید مد نظر قرار دهیم. تیز و برنده بودن چاقو به عوامل مختلفی بستگی دارد. این عوامل شامل جنس چاقو به لحاظ سختی، مقاومت به سایش، مقاومت به خوردگی و زاویه لبه چاقو میباشد.
حال برای پیدا کردن فلز مناسب برای ساخت چاقو انواع فلزات را بررسی کرده و با معایب و مزایای آن آشنا میشویم.
ساخت چاقو با ورق آهن
آهن ارزان و فراوان است. اما برای چاقو نیاز به استحکام و مقاومت به خوردگی است که آهن به علت نرم بودن، شکلپذیری، اکسید شدن سریع سطوح و از دست دادن کارایی به تنهایی مناسب ساخت چاقو نمیباشد. پس نیاز است به فکر فلز جایگزین باشیم و یا سطوح آهن را با پوششهایی مقاوم کنیم که این کار صرفه اقتصادی ندارد.
برای جایگزین کردن، نیاز به فلزی نظیر فولاد داریم. فولاد محکم است و استحکام کافی را دارد و در برابر سایش و خوردگی نیز مقاومت میباشد و از قیمت مناسبی برخوردار است. انواع ورق فولادی مناسب برای ساخت چاقو شامل فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، فولاد ابزار و فولاد فنر میباشد که در زیر به اختصار توضیح داده میشوند.
فولاد کربنی
فولاد کربنی یا همان carbon steel با مقدار کربن بالا، استحکام و سختی مناسبی را در مقابل ضربه و سایش فراهم میکند. درصد وزنی کربن این فولاد بین 0.05 تا 2.1 درصد است.
فولاد کربنی هیچ مقداری از عناصر کبالت، مولیبدن، نیکل، تیتانیوم، تنگستن، وانادیوم و کروم را ندارد. فولاد کربنی میتواند نهایتا ۰.۴ درصد مس، 1.65 درصد منگنز، 0.6 درصد سیلیس داشته باشد. البته برای کاربری بهتر آن باید عملیات حرارتی بر روی این فولاد انجام بگیرد.
اگر کوئنچ کردن سریع باشد، تیغه چاقو شکننده و ترد میشود و به راحتی میشکند و اگر نرمال سازی و آنیل روی فولاد پر کربن انجام شود، تیغه چاقو انعطاف پذیر و نرم شده و به راحتی دچار تغییر فرم و خمیدگی میشود. احتمال زنگ زدگی این فولاد وجود دارد زیرا آلیاژ مناسب در برابر خوردگی نیست. از میان فولادهای کربنی فولاد ۱۰۹۵ در ساخت چاقو رواج دارد.
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ آلیاژی از فولاد میباشد که اصلیترین عناصر تشکیل دهنده آن آهن، کروم و نیکل است. مقدار این عناصر با یکدیگر متفاوت بوده و حداکثر مقدار درصد جرمی کربن ۱.۲ درصد و کروم ۱۰.۵ درصد است.
مقاومت به خوردگی این فولادها به علت وجود لایه غیر فعال روی سطح آنهاست که به ماده زیرین به شدت پیوند خورده و باعث میشود که فولاد در تماس زیاد در محیط قرار نگرفته و در نتیجه مقاومت خوبی نسبت به خوردگی دارد.
این مقاومت در صورتی در فولاد ضد زنگ اتفاق میافتد که حداقل ۱۰.۵ درصد از این فولاد را کروم تشکیل داده باشد. با داشتن این مقدار کروم فولاد به حالتی تبدیل میشود که حتی اگر بر روی سطح آن خراش ایجاد شود فولاد خود را ترمیم کرده و این لایه دوباره شکل میگیرد.
چاقوهای ساخته شده با استیل به دلیل این نوع مقاومت در برابر خوردگی بسیار مورد توجه قرار میگیرند. اگر به این چاقو عنصر مولبیدن اضافه کنیم، در مقابل اسیدهای کاهنده و محلولهای کلریدی هم مقاومت به خوردگی پیدا میکند. داشتن این میزان کروم و مولیبدن علاوه بر مقاومت به خوردگی و زنگ زدگی، سبب درخشش بالا و راحتی در نگهداری میشود. در نتیجه به مادهای ایدهآل در ساختارهای نظیر چاقو تبدیل میشود. فولاد ضدزنگ به صورت سه رقم بیان میشود و هر کدام مشخصات ترکیب را نشان میدهد.
ساخت چاقو با استنلس استیل به علت داشتن کروم مناسب از جمله بهترین انتخاب هاست زیرا هم از استحکام کافی برخوردار است و هم مقاوم به خوردگی میباشد. بهترین گرید فولاد ضد زنگ برای چاقو ورق استیل ۴۲۰ و ۴۴۰ است. البته گاهی از گریدهایی مانند ۳۱۶ نیز استفاده میشود که لبههای مقاومی ندارند. از دیگر گریدها میتوان به استیل ضد زنگ رسوب سخت اشاره کرد که علاوه بر تست خوردگی خواص سختی خوبی هم دارند.