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Aceros adecuados para hojas de navajas.
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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/w...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.
[Imagen: rovj8Ai.jpg]
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 es. 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.
[Imagen: ba6eEhR.jpg]

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.
Yo solo sé que no sé nada.
Sócrates
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#2

Magistral explicación Alejandro . Ya vemos que todo tiene su por qué.
Queda claro que los aceros para corte en navajas deben ser bajos en otros metales, por la formación de carburos de grano grueso. Sobre este particular, había leído que los aceros con vanadio, mejoran el corte, aunque supongo que no hay aceros exclusivamente al vanadio y que llevarán otros metales. Entonces, aclarado que los aceros de forja para navajas deben ser de bajo contenido en metales aleativos, ¿Que metales prefieres en tus aceros y hasta que % de la aleación, para no comprometer la duración/resistencia del filo de ángulo tan agudo?. Creo que usas aceros de limas canadienses, ¿de qué aleación son?.
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Visíteme en La Botica de Frankincense, donde los jabones cuentan historias.
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#3

Gracias Francisco. El tema de los carburos es algo que lo tengo bien presente, mucho antes de afeitarme con navajas. Uno de mis hobbies es la ebanistería, y tengo un surtido bastante completo de herramientas manuales, como ser cepillos, formones, serruchos, etc. Hay una compañía canadiense que se llama Veritas que fabrica en Canadá herramientas para ebanistería. Durante muchos años los aceros que usaban eran O1 y A2. El A2 es superior en lo que se refiere a resistencia a la abrasión (alrededor de 5% de aleaciones), es un acero excelente pero tiene el problema de los carburos grandes. Las hojas de corte hechas con este acero venían con un angulo de bisel de 30 grados, pero aquellas hechas con O1 con un ángulo de 25 grados. Incluso, formones que son fabricados para ser usados solamente con las manos (sin golpes de martillo), para trabajos finos y de precisión son fabricados con acero O1 solamente porque requieren ángulos de bisel de 20 a 25 grados. El O1 tiene alrededor de 2% a 3% de aleaciones. Como puedes ver este tema de las aleaciones no es nuevo, y no es casualidad que la gran mayoría de los artesanos americanos utilicen O1 en sus navajas.

Todos los aceros vienen con aleaciones, el manganeso está presente en todos. Los de la serie 10 (1080, 1095) y W1, son los más básicos, además de algunas impurezas la única aleación que contienen es el manganeso, alrededor de 0.5%. Luego vienen los aceros con bajo contenido en aleaciones (alrededor de 2% a 3%) en este grupo entran el O1 y el K720 de Bohler, que es tan popular en Europa. Estos acero ademas del manganeso (1%-2%), contienen alrededor de 0.5% de cromo, vanadio y tungsteno. Ademas de formar carburos estas aleaciones favorecen la utilización en el templado de aceites en lugar de agua, lo cual es una ventaja importante porque con el agua es muy probable que la hoja se rompa. La otra ventaja es la adición de vanadio y tungsteno que retardan el crecimiento del grano durante los tratamientos térmicos.
Como ya comente anteriormente en el hilo de los tratamientos térmicos, el control del tamaño del grano del acero es fundamental para obtener aceros con excelentes propiedades de corte, cuanto mas pequeño mejor. Si compramos el mejor acero del mundo pero no le hemos hecho un buen tratamiento térmico, no sirve para nada.

Los aceros que yo utilizo son las limas canadienses que tienen por lo menos 25 años, dan hojas extraordinarias, el acero seguramente es 1095 o W1 (que son prácticamente lo mismo) o W2. También uso O1, 80CRV2 (que es 1080 con 0.17% de vanadio) y 1095, todos estos aceros los compro en Canadá.
Cual es mi preferido? no sabría decirte, tengo buenos resultados con todos estos aceros, si hay diferencia probablemente son muy sutiles pero de algo estoy seguro, los tratamientos térmicos son mucho más importante que el tipo de acero que pueda elegir (me refiero a esta lista de aceros solamente, con bajo contenido en aleaciones)
Yo solo sé que no sé nada.
Sócrates
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21-09-2019, 14:49
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