Aceros adecuados para hojas de navajas.
Quisiera aclarar en primer termino que prácticamente todo lo que escribo acerca de tratamientos térmicos o cualquier tema relacionado con los aceros esta basado en el libro Metallurgy of Steel for Bladesmiths & Others who Heat Treat and Forge Steel, el autor es John D. Verhoeven.
Hace tiempo atrás, buscando información en la web acerca de la recristalización dinámica en los aceros, encontré este sitio increíble con una cantidad de información monstruosa. La persona responsable de este sitio tiene un PhD en metalúrgica, trabaja en el diseño de aceros para autos, pero su pasión son los aceros de cuchillos. No solamente escribe, sino que además compra equipamiento para hacer sus experimentos. El artículo que voy a escribir en este hilo está basado en uno de los suyos
https://knifesteelnerds.com/2018/08/27/what-is-edge-stability/
Siempre me he preguntado cuales son los mejores aceros para una navaja y nunca he podido responder a esta pregunta porque no he encontrado información relacionada con este tema. Por supuesto, cuando hablamos de cuchillos la cosa cambia, la información es abundante.
¿Pero porque no podemos extrapolar toda la información disponible para los cuchillos a las hojas de navajas?
Voy a empezar hablando un poco de que depende la eficiencia de corte en un cuchillo.
Primero, cuanto más agudo es el bisel de un cuchillo mejor corta, la penetración es más fácil, pero si hacemos un bisel muy agudo lo debilitamos. Lo que buscamos es el mejor compromiso entre facilidad de corte y estabilidad del filo. Los ángulos de los biseles varían entre 30 y 60 grados, esto depende mucho del tipo de acero y la función que vamos a darle al cuchillo.
Hay otra propiedad que es muy importante en un cuchillo y es la que se refiere a la geometría de la hoja, una hoja fina y delicada penetra mejor en los alimentos, especialmente en aquellos con cierta firmeza como las papas y zanahorias. Es decir, que en el corte con un cuchillo podemos hablar de la energía que necesitamos para hacer el corte inicial (el cual depende del ángulo del bisel y la agudeza del filo) y la energía que necesitamos para hacer pasar todo el resto de la hoja a través del alimento. Cuanto menor es la energía, mejor corta la hoja.
¿Que pasa en una navaja? Los mismos principios se aplican, pero en este caso estamos cortando pelos y no comida sobre una tabla de madera. Las condiciones de corte son más favorables hacia un bisel más agudo, alrededor de 15 a 20 grados es lo que se usa habitualmente. La geometría de la hoja pierde un poco de importancia en este caso porque una vez que el filo cortó el pelo, éste se desprende, no como en el caso del cuchillo donde toda la hoja tiene que atravesar el alimento. Sin embargo, la geometría es aún importante, por eso existen hojas con distintos vaciados, full hollow, 1/2, 1/4, etc. En este caso las diferencias en la geometría están relacionadas con las preferencias de cada uno, no hablamos de energía como en el caso de los cuchillos
Entonces, La eficiencia de corte en una hoja de navaja depende principalmente del filo. Como ya dijimos anteriormente, el ángulo del bisel es casi una constante, 15 a 20 grados. Y aquí tenemos la gran diferencia con los cuchillos, los filos de una navaja son más agudos, así que tenemos que buscar aceros que se adapten bien a estos ángulos. Como ya dije anteriormente, la mayoría de la información disponible se refiere a los cuchillos pero el artículo que cité arriba fue redactado teniendo en cuanta ángulos de 20 grados, que es el ángulo estándar en una navaja. Este articulo esta basado en el trabajo experimental (doctorado) de otro metalúrgico. ¿Porque eligió este ángulo? Ni idea, pero a mi me viene de maravillas.
¿A qué nos referimos cuando hablamos de estabilidad del filo? Para que el filo de una navaja sea estable, éste tiene que tener una buena dureza, tenacidad (deformarse sin romperse) y resistencia a la abrasión.
La resistencia a la deformación esta relacionada con la dureza del acero, un acero duro puede deformarse y volver a su posición original (elevado yield stress), que es lo que queremos en el filo de una navaja. La mayor parte de las navajas hechas por artesanos tienen una dureza superior a 60 HRC. Pero a medida que aumenta la dureza disminuye la tenacidad, si el filo forma micromelladuras porque es muy duro, y poco tenaz, éste no sirve. Como ya comenté en mi hilo de tratamientos térmicos, un acero con buena dureza y tenacidad se consigue con tratamientos térmicos cuidadosos.
Pero hay otra razón por la cual el eje del filo forma micro melladuras, y ésta se refiere al desprendimiento de carburos. Los carburos se forman en aceros con aleaciones, a mayor porcentaje de aleaciones, mayor es la cantidad de carburos. En los aceros con bajo contenido en aleaciones se forman principalmente carburos de hierro, siempre y cuando el porcentaje de carbono esté por encima de 0.8%. Los carburos son muy duros, y los que se forman con algunas aleaciones, casi tan duros como el diamante. El carburo es lo que le da al acero la resistencia a la abrasión, y su presencia es muy importante en el acero de un cuchillo. Pero hay un problema, en muchos casos es difícil controlar el tamaño del carburo, que a veces sobrepasan los 50 micrones. Si tenemos un cuchillo estándar con un ángulo de bisel de 40-50 grados, estos carburos podrían darle buena estabilidad al filo pero en ángulos más agudos no hay lugar suficiente para alojarlos y por lo tanto terminan desprendiéndose, formando así micromelladuras. Miren esta microfotografía tomada del articulo citado arriba, fíjense en los huecos dejados por los carburos desprendidos.
Más de una vez habrán oído hablar que el acero inoxidable no funciona bien con las navajas. Estos aceros tienen que tener por lo menos 13% de chromo para que sean inoxidables, la concentración de aleaciones es altísima pero la densidad y tamaño de los carburos también lo son. Y acá tenemos una de las razones por las cuales este acero no funciona tan bien en las navajas, es más difícil obtener filos agudos debido al desprendimiento de carburos. Si vamos a usar acero inoxidable pues lo que tenemos que buscar son aquellos que formen carburos pequeños.
Los aceros con baja aleaciones y porcentajes de carbono por encima de 0.8% (O1, W1, W2, ¡095, 52100) forman principalmente carburos de hierro y estos son extremadamente pequeños y bien adaptados al filo de una navaja.
En la siguiente figura podemos observar, para un ángulo de bisel determinado, como la degradación del filo (formación de micro melladuras) aumenta con el tamaño de los carburos.
En conclusión, parece ser que los mejores aceros para las hojas de navajas son los más simples (bajo contenido en aleaciones) y esto para el artesano tiene una ventaja adicional, a estos aceros es más fácil hacerles el tratamiento térmico.
