ZDP-189: stal z dwudziestoma procentami chromu, która rdzewieje

Dwadzieścia procent chromu. Każdy, kto choć trochę interesuje się stalą, powie, że to z nawiązką wystarcza, żeby stal była nierdzewna. A jednak ZDP-189 w teście natryskowym zardzewiała po ośmiu godzinach, podczas gdy VG-10 z mniejszą zawartością chromu przetrwała go bez śladu. Paradoksu tu nie ma. Jest za to ciekawa lekcja metalurgii, która dobrze tłumaczy, czego można spodziewać się po jednej z najtwardszych stali nożowych na rynku.

Kto ją robi i co mówi karta

ZDP-189 wytwarzało Hitachi Metals w swoim dziale Yasugi Specialty Steel. Z dniem 4 stycznia 2023 roku firma zmieniła nazwę na Proterial, więc opisy, które wciąż mówią o „Hucie Hitachi” jako obecnym producencie, są nieaktualne. Ten sam dział produkuje stale papierowe, o których pisałem przy Aogami Super.

Oficjalna karta materiałowa istnieje i warto ją znać, bo mówi mniej, niż sugerują sklepy. Skład podaje w uproszczonym zapisie Fe-3%C-20%Cr, czyli tylko węgiel i chrom.

Co oznacza skrót ZDP, nie wiadomo. Nie znalazłem rozwinięcia ani u huty, ani w materiałach producentów noży.

Krąży też informacja, że historia tej stali sięga lat osiemdziesiątych. Nie ma na to źródła. Najwcześniejszą udokumentowaną wzmiankę w branży nożowniczej przypisuje się Salowi Glesserowi ze Spyderco, który miał usłyszeć o niej około 2000 roku.

Skład: dwie liczby pewne, reszta szacowana

W opisach tej stali znajdziesz dokładne wartości wszystkich pierwiastków, podane do setnych części procenta. Tylko dwie z nich pochodzą od huty.

Wszystko poniżej chromu to rekonstrukcja ze źródeł wtórnych. Jedna z największych baz składów stali nożowych pisze wprost, że dokładny skład ZDP-189 nie jest znany, a wartości w tabeli nie zostały potwierdzone przez hutę. Molibden podaje się zwykle w przedziale do 1,70 procent.

Przy wanadzie trzeba uważać. W polskich opisach pojawia się wartość 0,60 procent, tymczasem źródła wtórne, które próbują skład rekonstruować, mieszczą się w przedziale 0,10–0,30. To kolejny przypadek na tym blogu, gdy jeden pierwiastek w składzie „rośnie” przy przepisywaniu. Wcześniej był to molibden w Aogami Super i w VG-10.

Trzy procent węgla

W opisach pojawia się zdanie, że ZDP-189 przy takiej zawartości węgla powinna być raczej żeliwem niż stalą. Brzmi jak ozdobnik, a ma twardą podstawę.

W układzie żelazo-węgiel granica między stalą a żeliwem leży w okolicy 2,14 procent węgla. Poniżej mamy stal, powyżej żeliwo. ZDP-189 ma 3 procent, czyli leży wyraźnie po drugiej stronie tej granicy, i to z dużym zapasem.

VG-10 i Aogami Super mieszczą się głęboko w obszarze stali. ZDP-189 przekracza granicę, która przy klasycznym wytopie oznaczałaby żeliwo.

Dlaczego więc nóż nie pęka jak żeliwna patelnia? Odpowiedzią jest metalurgia proszkowa. Przy klasycznym wytopie stop o takim składzie krzepnie powoli i tworzy wielkie, kruche skupiska węglików chromu, typowe właśnie dla żeliwa. W metalurgii proszkowej stopiony metal rozpyla się na drobny proszek, który stygnie błyskawicznie, a potem prasuje się go w jednolity blok.

Efekt to drobne i równomiernie rozłożone węgliki. Skład chemiczny pozostaje ten sam, ale materiał zachowuje się jak stal narzędziowa. Precyzyjnie trzeba więc powiedzieć, że ten skład oznaczałby żeliwo przy klasycznym wytopie, a nie że stal nim jest.

Dlaczego rdzewieje

Wróćmy do zagadki z początku. Opisy tej stali powtarzają, że dzięki dużej ilości chromu jest odporna na korozję. To uproszczenie. Metalurg Larrin Thomas z serwisu Knife Steel Nerds rozebrał je na części, łącząc obliczenia termodynamiczne z prostym testem, który każdy mógłby powtórzyć w domu.

Chrom chroni stal przed rdzą tylko wtedy, gdy pozostaje rozpuszczony w osnowie, czyli w metalu wokół węglików. Przy trzech procentach węgla ogromna jego część wiąże się jednak w węglikach i do ochrony nie służy.

Górny pasek to chrom w składzie, dolny to chrom, który realnie pracuje na odporność stali. Linia progu leży pomiędzy nimi.

Obliczenia w programie Thermo-Calc dla temperatury hartowania dały około 6,5 procent chromu w roztworze. Orientacyjny próg, od którego stal uznaje się za nierdzewną, leży w okolicy 10,5–12 procent. Dwadzieścia procent na papierze, niecała jedna trzecia w praktyce.

Test to potwierdził. Po natrysku wodą ZDP-189 pokazała wyraźną rdzę po 8 godzinach, a SG2 i VG-10 przetrwały ten sam test bez korozji.

Ciekawe, że nawet własny wykres huty nie pokazuje jednoznacznej przewagi. W teście w stężonych kwasach ZDP-189 wypada gorzej niż stal ATS-34 w kwasie solnym, a lepiej niż 440C w siarkowym. Kąpiel w kwasie nieorganicznym to jednak zupełnie inny scenariusz niż sok z cytryny na desce.

W praktyce nóż z tej stali trzeba wycierać do sucha jak nóż węglowy. Mokry szybko złapie plamy.

Twardość kosztem udarności

Opisy mówią o „doskonałym balansie pomiędzy twardością, odpornością na korozję i wytrzymałością”. Z korozją już się rozliczyliśmy. Z wytrzymałością jest jeszcze gorzej, i tu znów najlepszym świadkiem jest sama huta.

Karta materiałowa zawiera wykres udarności w teście Charpy. ZDP-189 wypada na nim wyraźnie najsłabiej spośród trzech porównywanych stali, choć trzeba uczciwie dodać, że testowano ją przy wyższej twardości niż konkurentów. Knife Steel Nerds idzie dalej i pisze, że miała najniższą udarność ze wszystkich testowanych stali nierdzewnych, może z wyjątkiem N690 przy znacznie niższej twardości.

Dwie cechy wysoko, dwie nisko. Tej stali nie projektowano pod równowagę, tylko pod twardość.

Twardość jest za to naprawdę wysoka. Karta huty podaje minimum 65 HRC po hartowaniu, a z obróbką podzerową nawet w okolice 70. Zwilling w swojej serii oznacza tę stal jako MC66 i celuje w około 66 HRC, co opisywałem przy marce Miyabi.

Trzymanie krawędzi potwierdza pomiar. W teście CATRA ZDP-189 uzyskała 162 procent wyniku stali 440C, przyjętej za punkt odniesienia. To dużo, choć nadal mniej niż stale z węglikami wanadu w rodzaju S90V.

Ten zestaw jest sensowny, pod warunkiem że wiesz, co wybierasz: krawędź, która długo trzyma ostrość, ale łatwo się wykrusza na kości, mrożonce czy przy skręceniu noża w desce. Co w ogóle mówi liczba HRC, piszę osobno przy twardości noża.

Czy potrzebny jest diament

W opisach czytamy, że ostrzenie tej stali „wymaga specjalistycznych narzędzi”. Większość osób rozumie to jako kamienie diamentowe, bez których rzekomo nie da się tej stali ruszyć. Nie do końca.

O tym, czy zwykły kamień w ogóle poradzi sobie ze stalą, decydują jej węgliki. Te w ZDP-189 to wyłącznie węgliki chromu, a według Knife Steel Nerds są one miększe niż tlenek glinu, typowe ścierniwo wielu kamieni syntetycznych. Diament albo azotek boru stają się praktycznie konieczne dopiero przy stalach z węglikami wanadu, mniej więcej od czterech procent tego pierwiastka wzwyż.

Skąd więc opinia o trudnym ostrzeniu? Z twardości samej osnowy. Stal o twardości 65–68 HRC schodzi z kamienia wolniej niż miękka, więc ostrzenie po prostu trwa dłużej i wymaga cierpliwości. Kolejność gradacji i kontrolę kąta opisuję w przewodniku po ostrzeniu noży.

Kto naprawdę jej używa

W opisach tej stali powtarza się lista trzech japońskich mistrzów, którzy mają z niej robić noże: Takeshi Saji, Yoshikazu Ikeda i Shigeki Tanaka. Sprawdziłem każdego osobno.

Takeshi Saji jej nie używa. Jego serie opierają się na VG-10, R2, Aogami Super, SRS-13 i gingami. Pomyłka ma prozaiczne źródło. Sklepy, które sprzedają noże Sajiego, oferują też modele ZDP-189 innych marek i wyszukiwarka zwraca je obok siebie. O tym, kto dziś faktycznie stoi za tą sygnaturą, pisałem we wpisie o Takeshim Sajim.

Yoshikazu Ikeda również nie. To specjalista od noży honyaki z Sakai, pracujący na stalach węglowych.

Shigeki Tanaka tak, co potwierdzają oferty damasceńskich noży z rdzeniem ZDP-189 w dwóch niezależnych sklepach. Jeden z trzech.

Kto więc faktycznie używa ZDP-189? Na Zachodzie najgłośniej Spyderco, w modelach takich jak Endura 4, Michael Walker C22, Caly i Stretch 2. W kuchni Zwilling w serii Miyabi Black, a z japońskich marek Sukenari i Fu-Rin-Ka-Zan.

Nóż kuchenny ma zwykle cienki rdzeń z ZDP-189 i boki z miększej stali. Składany bywa z niej wykonany w całości.

Widać przy tym ciekawy wzorzec. Japońscy producenci noży kuchennych stosują ZDP-189 prawie zawsze jako rdzeń w laminacie, a nie jako pełną klingę. Spyderco częściej robiło z niej pełną klingę. Powód nie jest nigdzie podany wprost, ale po tym, co wiemy o udarności i korozji, łatwo go się domyślić: miększa okładzina przejmuje obciążenia i osłania boki przed rdzą, a twarda stal robi to, w czym jest dobra, czyli trzyma krawędź.

W polskiej ofercie najłatwiej trafić na tę stal właśnie w serii Miyabi Black, na przykład w postaci santoku 5000MCD67 o długości 18 cm.

Cowry-X, SG2 i HAP40

ZDP-189 ma bliźniaka. Cowry-X od huty Daido to również stal proszkowa z około trzema procentami węgla i dwudziestoma chromu. Knife Steel Nerds ocenia, że różnice w dodatkach stopowych między nimi prawdopodobnie nie dają istotnej różnicy właściwości. Dokładnego składu żadnej z nich huty oficjalnie nie potwierdzają.

SG2, sprzedawana też jako R2, to inna filozofia: niższa twardość, znacznie lepsza udarność i łatwiejsze ostrzenie. W zestawieniu z ZDP-189 wypada jak wybór pod codzienną kuchnię zamiast pod rekordowe liczby.

HAP40 to stal szybkotnąca z około czterema procentami chromu, więc półnierdzewna i skłonna do patyny, ale uznawana za bardziej użytkową przy zbliżonej twardości.

Czy ta stal znika z rynku

Tu sygnały są sprzeczne i nie zamierzam udawać, że jest inaczej. Proterial nadal wymienia ZDP-189 w swoim katalogu. Równocześnie na forum Spyderco pojawiła się nieformalna informacja o jej wycofywaniu, a firma w nowych modelach przechodzi na stal K390.

Najbezpieczniej przyjąć, że stal jest wycofywana z części oferty, a jej pozycja słabnie na rzecz łatwiejszych w obróbce i użytkowaniu stali proszkowych. Twierdzenie, że zniknęła, byłoby dziś jednak przedwczesne.

Najczęstsze pytania