칼 제조용 강철의 열처리

열처리는 풀림 상태로 전달된 칼날용 강철을 단단하고 안정적이며 날을 갈 수 있는 상태로 변형시키는 가열 및 냉각 작업을 포함한다. 합금 조성은 잠재력을 결정하고, 열주기—오스테나이트화, 담금질, 템퍼링, 때때로 저온 처리—는 칼날이 어떤 성질을 가지게 될지를 대부분 결정한다. 같은 강봉에서 잘라낸 두 개의 칼도 처리 방법이 다르면 성능이 다르게 나타날 수 있다. 사용자에게 차이는 구체적입니다: 잘 유지되거나 구르는 칼날, 간단하거나 힘든 연마, 갈비뼈 뼈를 받아낼 수 있는 칼날이나 그 위에서 금이 가는 칼날. 이러한 단계를 이해하면 단순히 강철 이름만으로 제품 정보를 보는 것이 아니라 다르게 읽을 수 있습니다.

담금질과 열처리: 두 가지 다른 것들

일상 언어에서는 칼날이 '담금질되었다'고 말하며 모든 걸 다 설명한 것처럼 생각한다. 담금질은 실제로 존재한다: 강철을 단단하게 만드는 빠른 냉각이다. 하지만 그것은 전체 과정 중 하나의 단계일 뿐이다. 그 전에, 정확한 가열이 금속의 구조를 준비한다. 그 후, 풀림은 칼날을 사용할 수 있게 만든다. 이러한 작업 없이 담금질만 한다면 단단하고 잘 부서지는 물체를 만들 뿐 — 칼은 아니다.

담금질은 강철을 단단하게 만든다. 열처리는 그것을 칼날로 만든다.

담금질만 이야기하는 것은 요리법에서 오븐에 넣는 단계만 요약하는 것과 같다. 그것은 극적인 단계일 뿐, 전체 작업이 아니다.

칼날의 열처리 단계

칼날의 일반적인 경로는 다음과 같은 순서를 따릅니다 :

1. 초기 상태의 강, 일반적으로 풀림 처리됨 ;
2. 준비 : 절단, 천공, 성형 ;
3. 오스테나이트화 ;
4. 담금질 ;
5. 강종에 따라 냉간 처리 ;
6. 담금질 후 시효, 경우에 따라 반복 ;
7. 필요시 휨 보정 ;
8. 검사 ;
9. 선택된 공정에 따라 연마 및 마무리.

이 순서는 일반적인 프레임을 제공합니다. 정확한 순서, 온도 및 시간은 강종, 장비 및 원하는 결과에 따라 다릅니다.

초기 상태: 아직 부드러운 강철

강철은 풀림 상태로 작업장에 도착한다: 부드러운 구조로, 자르기, 구멍 내기, 형성하기가 쉽다. 나는 이 상태에서 칼날을 준비한다 — 레이저 절단, 구멍 뚫기, 첫 번째 조정. 이미 경화된 강철에서 이러한 작업을 시도하면 도구가 마모되고 결과는 불량할 것이다.

오스테나이트화: 변화를 일으키는 가열

가열은 강철을 구조가 변하는 온도 영역으로 이동시킨다: 일부 탄소와 특정 합금 원소가 금속 속에 용해된다. 온도와 유지 시간은 강종에 따라 다르다. 너무 높은 온도나 너무 긴 유지 시간은 조직을 굵게 만들고 담금질 후 오스테나이트가 너무 많이 남아 날의 경도와 섬세함이 감소한다. 너무 낮은 온도는 충분한 탄소를 용해시키지 못한다. 이 단계는 몇십 도 차이로도 영향을 받는다.

담금질: 마르텐사이트를 고정시키기

급냉은 구조를 고정시키고 경질 페이즈인 마르텐사이트를 형성하여 날카로움을 유지하게 한다. 담금매체—기름, 공기, 가스, 진공로—는 합금 종류에 따라 달라진다: 일부 강철은 높은 속도를 요구하고, 다른 강철은 공기 중에서 경화된다. 또한 이것은 위험이 따르는 단계이기도 하다: 내부 응력, 휨, 균열. 길고 가는 칼날은 좀처럼 엄밀하게 직선 상태로 담금질에서 나오지 않으며, 이후 제한된 시간 내에 바로잡힌다.

냉간 처리

특히 합금 원소가 풍부한 일부 스테인리스강은 담금질 후에도 변형되지 않은 오스테나이트를 일부 유지합니다. 이를 냉각시키면 일부가 마르텐사이트로 변환되어 경도에서 약 1~2 HRC 정도의 증가를 가져올 수 있습니다 — 예를 들어 12C27과 14C28N 강재에 대해 제조업체인 Alleima가 문서화한 내용이 바로 이것입니다. 그 유용성은 적용되는 강재와 주기마다 다릅니다.

주의할 점: 추위는 아무것도 보상하지 않습니다. 잘못된 오스테나이트화나 실패한 담금질은 냉동 처리 여부와 상관없이 그대로입니다.

수익: 날을 사용할 수 있게 만들기

담금질 후, 마르텐사이트는 단단하지만 응력이 가해져 있습니다: 풀림 처리되지 않은 칼날은 작업대에서 떨어지면 부러질 수 있습니다. 풀림 — 한 번 또는 여러 번의 온화한 가열 — 은 이러한 응력을 해소하고 경도를 조금 희생하는 대신 강도를 제공합니다. 이곳에서 절충이 이루어집니다: 낮은 풀림은 경도를 유지하고, 높은 풀림은 충격에 대한 저항을 우선시합니다. 일부 합금은 한계가 있습니다: Alleima는 14C28N의 경우, 풀림 온도가 450 °C를 넘어가면 취성 증가와 내식성 감소가 발생한다고 보고합니다. 신뢰할 수 있는 칼날을 얻기 위해 경도 포인트를 잃는 것은 종종 좋은 선택입니다.

검사

주기 끝에는 측정이 진행됩니다: 록웰 C 경도, 직선성, 균열 탐지, 표면 상태. 그 후, 블레이드는 다시 연마와 마무리 단계로 이동하며, 완성된 각 칼은 작업장을 떠나기 전 마지막 검사를 받습니다: 일관된 경도, 안정된 날, 예정된 용도에 맞는 형상.

HRC 경도: 유용한 지표, 최종 점수가 아님

록웰 C 척도는 다이아몬드 콘이 하중을 받을 때 강철의 관통 저항을 측정합니다. 이 수치는 칼날의 경도를 나타내며, 대부분의 칼은 약 54에서 64 HRC 사이입니다. 유용한 데이터이지만 불완전합니다. 같은 경도를 표시하는 두 칼날이라도 다르게 작용할 수 있습니다: 강인성, 조직의 크기, 탄화물의 종류, 잔류 오스테나이트, 날 뒤의 두께 및 연마 각도는 이 수치에 나타나지 않습니다.

높은 경도는 날이 오래 유지되도록 돕지만, 날의 형상이 날카롭고 사용이 거칠 경우 미세 깨짐 위험을 높입니다. 주방 칼, 식탁용 칼, 야외용 칼은 목표가 다릅니다. HRC 수치는 참고가 될 수 있지만, 칼 전체를 설명해주지는 않습니다. 다행히도 그렇지 않으면 이 직업은 라벨 하나로 대체될 수 있을 것입니다.

같은 강철, 다른 칼

두 자루의 칼을 14C28N, N690 에서 RWL34. 같은 뉘앙스, 같은 구성 수치. 그러나 이들은 다르게 절단하고, 날을 세우고, 노화될 수 있다. 그 이유는 처리와 기하학에 있다: 적용된 열처리 주기, 목표 경도, 남아 있는 오스테나이트 비율, 결정립 크기, 탄화물 상태, 날 뒤의 두께, 연마 각도, 날 끝 마감, 예상 용도.

Alleima의 문서에는 자사의 스틸 등급에서 가능한 편차의 정도가 잘 나타나 있습니다. 14C28N을 지나치게 높은 온도에서 오스테나이트화하면 거친 구조와 약 30%의 잔류 오스테나이트가 생기며 — 경도와 내마모성이 떨어집니다 — 반면, 잘 조정된 사이클은 약 15%의 오스테나이트와 고르게 분포된 미세 탄화물을 목표로 합니다. 스틸 이름만으로 두 제품 사양서를 비교하는 것은 재료 목록만 보고 두 요리를 비교하는 것과 같습니다. 간식용 소시지는 차이를 느낄 것이다.

탄소, 스테인리스, 분말 야금: 서로 다른 논리

모든 철강 계열이 동일한 사이클이나 동일한 타협을 요구하는 것은 아니다.

탄소강 및 저합금강

C130과 같습니다. 사이클은 비교적 낮은 가열과 빠른 담금질, 종종 오일에서 미세한 마르텐사이트를 형성해야 합니다. 그 대가로: 매우 날카로운 날과 쉬운 연마, 하지만 부식에 민감하여 토마토를 자른 후 바로 칼을 닦아야 하고, 다음 날에는 안 됩니다.

미세 마르텐사이트계 스테인리스

와 같습니다 Z50CDV13 또는 14C28N과 같습니다. 사이클은 목표 경도를 달성하면서도 부식 저항을 위해 충분한 크롬을 용액 상태로 유지해야 합니다. 결과: 날의 예리함, 인성, 유지 관리의 균형 잡힌 절충.

탄화물 함량이 더 높은 스테인리스

N690과 마찬가지로. 크롬 카바이드가 절삭력을 제공합니다; 사이클은 칼날을 약화시키거나 매트릭스의 크롬을 소모하지 않고 이를 처리해야 합니다. 연마는 조금 더 까다로워집니다.

분말 야금으로 만든 강철

RWL34와 마찬가지로. 그들의 미세하고 균일한 구조는 엄격한 사이클이 보장된다면, 종종 진공 상태에서 진행되더라도, 높은 경도와 안정적인 날을 허용합니다. 다마스커스 강철, 탄소강이든 스테인리스강이든, 그 구성 강철의 논리를 따릅니다: 무늬가 금속학을 바꾸지는 않습니다.

어떤 강철 계열도 절대적으로 우위를 가지지 않습니다. 각 계열은 서로 다른 용도와 우선순위에 대응합니다.

열처리는 결코 혼자 작용하지 않는다

얻어진 경도는 블레이드의 형상과 관련지어야만 의미가 있다: 전체 두께, 날 뒤쪽 두께, 벨리, 날 각도, 길이와 섬세함. 채소나 고기 조각에 미끄러지도록 설계된 길고 얇은 주방용 칼은 유지되는 경도 속에서 얇은 날의 안정성을 우선시한다. 더 큰 힘을 견뎌야 하는 칼은 인성 및 더 넓은 각도를 위해 경도가 낮아지는 것을 감수한다.

연삭 각도는 실제 절삭 유지력에 매우 큰 영향을 미치며 — 종종 한 강도가 다른 강도로 바뀌는 것보다 더 많습니다. 그래서 저는 사용 용도에서 출발하여 목표 경도와 형상을 함께 선택합니다. 칼은 도면에서부터 설계되는 것이지, 강철의 기술 사양서에서부터 설계되는 것이 아닙니다.

열처리: 작업장에서 또는 파트너와 함께

독창적인 작품과 시리즈 외 모델의 칼은 열처리를 포함하여 모두 작업장에서 제작됩니다. 일부 시리즈 생산 모델의 경우, 열처리나 사전 연마 작업은 전문 파트너에게 맡길 수 있습니다. 이러한 반복 작업을 전용 장비에서 수행하면 전체 로트에 대해 일정한 주기를 보장할 수 있습니다.

두 경우 모두 결정적인 작업은 동일합니다: 나는 색조를 선택하고, 목표로 하는 형상과 경도를 정의하며, 기대되는 사양을 정하고 각 부품을 검사합니다. 작업을 맡긴다고 해서 그것을 정의하는 방법이나 결과를 확인하는 방법을 알 필요가 없다는 뜻은 아닙니다. 선택은 단순히 모델과 그 생산 방식에 달려 있습니다.

실제로 관찰할 수 있는 것

아무도 자신의 주방에서 마르텐사이트나 결정립 크기를 보지 못합니다. 반면 경험으로 확인할 수 있는 것은 다음과 같습니다: 식사 동안 안정적인 칼날, 합리적인 연마 빈도, 몇 번의 연마로 다시 살을 세울 수 있는 날카로움, 꽉 찬 도마 사용 후에도 미세한 깨짐이 없는 것, 건조 소시지를 거침없이 자를 수 있고 산성 식품과 짧게 접촉해도 흔적이 남지 않는 칼날.

일관된 열처리는 눈에 보이지 않습니다; 그 대신 칼날이 하지 않는 행동으로 알 수 있습니다. 날이 굴러가지 않고, 첫 번째 갈비뼈 뼈에 부딪혀 깨지지 않으며, 매주 연마를 요구하지 않습니다. 조용한 규칙성이 잘 이루어진 과정을 나타내는 진정한 신호입니다.

식힐 몇 가지 아이디어

• “단단할수록 좋다.” 아니요. 일정한 수준을 넘어가면 단단함을 얻는 대신 강인함을 잃습니다. 적절한 경도는 칼날과 그 용도에 맞는 것입니다.
• “스테인리스는 절대 녹슬지 않는다.” 더 잘 견디지만, 보호층이 손상되거나 산성 또는 염분 잔여물이 칼날에 남아 있으면 얼룩지거나 부식될 수 있습니다. 헹구고 말리는 것은 여전히 좋은 습관입니다.
• “극저온 처리(cryo)가 모든 강을 반드시 개선한다.” 그것은 주로 담금질 후 많은 잔류 오스테나이트를 유지하는 뉘앙스에 사용됩니다. 다른 경우에는 그 효과가 약하며 — 상류에서 잘못 설정된 사이클을 절대 수정하지 않습니다.
• « 비싼 색조는 자동으로 더 좋은 칼을 준다. » 평판이 좋은 강철이라도 잘 처리되지 않거나 그 형상과 잘 맞지 않으면 평범한 칼날이 될 수 있습니다. 더 단순한 강철이라도 제대로 처리되면 훌륭한 칼을 만들 수 있습니다.
• « 전문 작업을 맡기면 칼의 모든 장인 가치를 잃게 된다. » 가치는 설계, 기술적 선택 및 결과의 통제에 있으며 — 오븐의 소유권에는 있지 않습니다. 칼 제작자들은 항상 티에르스든 다른 곳이든 제강업자, 공급업체 및 전문가들과 함께 일해 왔습니다.

강철이 제안하고, 처리 과정이 결정합니다

한 가지 강종은 잠재력을 정하고, 열처리는 날이 그것으로 무엇을 할지를 결정하며, 기하학적 구조는 당신이 그것으로 무엇을 할지를 결정합니다. 이 세 요소는 사용 목적에 따라 함께 선택됩니다: 요리, 식탁, 주머니용 또는 야외용. 따라서 강의 이름만으로 칼을 평가할 수 없으며, HRC 수치 하나만으로도 평가할 수 없습니다.

서로 다른 강종의 위치, 그들의 계열과 사용법을 파악하려면, 가이드를 참고하십시오. 칼 제조용 강철 이해하기. 전체 작업에서 열처리 사이클을 다시 배치하려면 수제 칼 제작 단계를 발견할 수 있습니다, 그런 다음 마감과 최종 검사를 확인합니다 각 부품이 출하되기 전에 검증됩니다.