Как понять что бритва затупилась девушке
Как правильно бриться станком: преимущества разных видов и пошаговая инструкция
Пора освоить этот необходимый скилл.
Здесь и далее фото unsplash.com
Большинство мужчин интересуется, как бриться станком без раздражения. И это очень насущный вопрос — ведь, удаляя волосы с лица, хочется не только добиться чистоты и не порезаться, но и после этого не покрыться зудящими красными пятнами.
Итак, как правильно бриться станком и какие они бывают? Сейчас поговорим об этом подробнее.
Основные виды бритвенных станков
Как ты наверняка знаешь, существует несколько основных инструментов для бритья:
Узнать подробнее об опасной бритве, а также ее преимуществах и недостатках, ты можешь из отдельного материала.
Но сегодня мы поговорим о том, какими бывают станки. Условно их можно разделить на три основных вида.
1. Одноразовые станки
Этот тип станков, как видно из названия, создан для того, чтобы помочь тебе побриться раз или два, а затем отправиться в мусорное ведро. Как правило, такие станки состоят из пластиковой ручки, прикрепленной к бритвенной головке.
Плюсы:
Одноразовые бритвы стоят недорого и часто продаются в упаковках из нескольких штук. Они являются отличным решением для ситуации, когда твоей обычной бритвы нет под рукой.
Купить одноразовый станок можно практически везде, так что если ты забыл бритву или решил сберечь место в багаже и не взял ее с собой, то такой станок придется как нельзя кстати в пути.
Минусы:
У одноразового станка удобная рукоятка, но легкий вес бритвы заставляет сильнее на нее давить. Это делает процесс несколько дискомфортным, поскольку сложно найти правильное давление для чистого бритья.
Лезвия в таких бритвах сделаны из некачественной стали и остаются острыми всего на пару процедур. Кроме того, негибкая бритвенная головка и некачественные лезвия обеспечивают неравномерное бритье и приводят к появлению вросших волос на лице мужчины.
Картриджные (многоразовые) станки
Картриджные бритвы состоят из пластиковой или металлической ручки с гибким центром, который позволяет бритве следовать форме твоего лица. Сменные картриджи содержат до шести лезвий из нержавеющей стали.
Самые последние ультрасовременные станки имеют даже подогрев для максимально комфортного бритья, правда, их ценник трудно назвать приятным: стоят они около 15 тысяч рублей.
Плюсы:
Весь картридж заменяется по мере необходимости. Каждая кассета эффективна для 3-4 использований, затем бритье становится не таким чистым.
Они также являются самыми безопасными в использовании — процедура занимает около десяти минут, и опасность случайно порезаться во время бритья минимальная.
Минусы:
Основная проблема с этими бритвами заключается в постоянно растущей цене эксплуатации. Хотя ручку для станка необходимо приобрести всего раз, но вкладываться в сменные картриджи придется постоянно. К тому же, лезвия необходимой тебе модели может быть не так легко найти.
3. Классические станки
Они же — безопасные или т-образные станки. Наверняка у твоего дедушки или папы были как раз такие. Небольшой край одного лезвия бритвы соприкасается с кожей, не позволяя лезвию ее поранить. Отсюда и название — безопасная бритва.
Эти бритвы состоят из постоянной ручки с металлической головкой, которая удерживает сменное лезвие бритвы из нержавеющей стали с двумя острыми краями. Классические станки бывают трех типов:
Т-образный станок с закрытым гребнем
Это самая безопасная и популярная форма — бритье мягкое, а вероятность порезов минимальная. Так что для знакомства с «классикой» советуем отдать предпочтение именно такому станку.
Т-образный станок с открытым гребнем
Такой станок бреет чуть чище и быстрее, чем его брат с закрытым гребнем, а кроме того, реже забивается и хорошо справляется с длинными волосками. Однако стоит отметить, что он требует определенной сноровки. Если будешь неосторожен, то рискуешь порезаться.
Т-образный станок с косым срезом
Эффективный и агрессивный, этот брутальный станок не рекомендуется для новичков. Однако, если ты влюбился в него с первого взгляда, то советуем отдать предпочтение максимально «мягким» моделям, чтобы не истекать кровью в случае неосторожного движения.
Плюсы:
В зависимости от частоты использования, лезвия можно менять один раз в неделю. Стоят они гораздо дешевле картриджей для многоразовых станков, что делает безопасную бритву более выгодной в эксплуатации.
Двойные лезвия бритвы требуют очень легкого прикосновения, чтобы эффективно сбрить щетину. Поскольку нужно так мало давления — большинство мужчин при использовании безопасной бритвы не страдают от раздражения после бритья, сыпи или вросших волос.
Минусы:
Безопасные бритвы требуют нескольких часов практики, прежде чем станут простыми в использовании. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы избежать зазубрин и мелких порезов.
Кроме того, твои первоначальные инвестиции будут выше, чем при покупке многоразового станка, но уже через несколько месяцев использования ты начнешь существенно экономить, по сравнению с тем, если бы продолжал пользоваться картриджами.
Топ-7 ошибок при бритье, которые совершают все
Рассказываем о семи самых частых ошибках, которые приводят к раздражению после бритья, вросшим волоскам и порезам, а также делимся советами, как этих ошибок можно избежать. Тем, кто постоянно сталкивается с раздражением, рекомендуем почитать также вот эту статью.
Ошибка 1: старые лезвия
Самая первая и самая частая ошибка, которая чревата разными проблемами с кожей, – это бритье старыми лезвиями. По идее, как только лезвия начинают брить хуже и процесс перестает быть комфортным, их нужно выбрасывать и ставить новые. Но кто так делает? Джиллеты стоят дорого, а служат мало. Как-то обидно выбрасывать кассету, которая обошлась несколько сот рублей, но послужила всего 3-4 раза.
С т-образной бритвой не совершать эту ошибку намного проще: 10 лезвий можно купить за 20 рублей и менять их без сожаления сразу же, как только бритье становится некомфортным.
Ошибка 2: бритье без подготовки и распаривания
От распаривания море пользы: это одновременно и самый простой, и самый действенный способ борьбы с раздражением. Бриться можно после душа или ванны, но если времени нет, поможет горячий компресс обычным полотенцем. Это займет от силы пару минут, но результат того стоит.
Ошибка 3: бритье без пены
Нанесение пены – это не просто какой-то странный ритуал. Пена – главный помощник при бритье: она защищает кожу, приподнимает и смягчает волоски и дает лезвию легко скользить, срезая их. Поэтому возьмите за правило: нужно провести лезвием по лицу – нанесите слой мыла.
Ошибка 4: проходить бритвой сразу против роста
Не стоит спешить и делать проход бритвой сразу против роста. Брейтесь постепенно, в несколько этапов. Первый проход станком всегда делайте по росту волос и только потом – против.
Ошибка 5: давить на станок
Бывает, что щетина жесткая и станок не справляется и тогда очень хочется на него надавить. Это пятая ошибка. Когда давишь на бритву, вместе с волосками удаляешь слой эпидермиса и получаешь воспаления, вросшие волосы и порезы.
Если хочется идеально гладкой кожи – купите себе агрессивную т-образную бритву (почитать об агрессивности можно здесь). Агрессивный станок за 1-3 прохода сбривает все подчистую без всякого усилия с вашей стороны.
Ошибка 6: много проходов бритвой
Агрессивный станок поможет избежать и следующей ошибки – желания снова и снова проходить бритвой по одному и тому же месту, чтобы убрать все щетинки, ведь многочисленные проходы также провоцируют проблемы с кожей после бритья. Такой станок бреет очень чисто за 1-3 прохода, и желания «поскоблиться» с ним не возникнет.
Ошибка 7: не пользоваться средством после бритья
Афтершейвы придуманы не для того, чтобы после бритья от вас хорошо пахло. Не только для этого. Они успокаивают кожу, снимают воспаление и зуд, обеззараживают микротравмы. Средства после бритья бывают самыми разными, при покупке можно ориентироваться на свой тип кожи и время года: для сухой и чувствительной, а также во время холодов – бальзамы, кремы, бесспиртовые лосьоны; для жирной и нормальной кожи и для весны-лета – лосьоны, гели. Или можно просто взять то, что понравилось по запаху.
Все про лезвие для бритья: как выбрать, как точить, где купить
В наши дни мужчинам очень повезло, поскольку из широкого ассортимента бритв они могут выбрать вариант, который им идеально подойдет.
В течение всей истории человечества бритва претерпевала множество изменений: менялось строение, материалы изготовления и т. д.
В данной статье мы рассмотрим виды бритв, правила ухода за ними и назовем популярных производителей, которые выпускают лезвия для бритья, в том числе и женские.
Классический, опасный или со сменными насадками
Обычно бритвы разделяют на две большие группы:
Рассмотрим самую старую из современных бритв — опасную. Она называется так потому, что оснащена открытым лезвием, которым при неумелом обращении легко порезаться. Несмотря на старомодность, эта бритва все же имеет ряд явных преимуществ перед электрическими вариантами.
Просмотрите видео о выборе правильного угла при бритье.
Знаете ли вы? На лице мужчины растет от 7 до 15 тысяч волосков. Эти волоски растут со скоростью 0,635 см в месяц.
Опасная бритва удивительно долговечна и может перейти по наследству вашим потомкам. Таким образом, бритье опасной бритвой для многих становится неким ритуалом и частью индивидуальности, как, например, курение трубки. Например, продаются премиальные опасные бритвы Artist Club DX по цене в районе 20 тысяч рублей.
Самым простым и доступным решение на сегодняшний день является покупка бритвенного станка. Они могут быть одноразовыми или многоразовыми. Очень дешевые одноразовые станки используются не более пары раз, поскольку быстро затупляются и начинают резать кожу. Но при частой их замене, они могут брить достаточно качественно и обезопасить лицо от врастания волос.
В многоразовом станке вам придётся часто менять кассеты, которые достаточно дорого стоят и специально изготовлены таким образом, чтобы быстро терять остроту. Несмотря на это, они являются самым дешевым, простым и легким способом бритья.
Недорого стоят также механические бритвы. Бреют они даже качественнее, чем остальные (кроме опасной бритвы). Правда, вам придётся часто менять в не й лезвия для бритья, и нужно выяснить, какие лучше всего подойдут для вашей бритвы. Этим станком можно легко повредить верхний слой эпидермиса и вызвать раздражение кожи. Для качественного бритья этим станком необходима определенная сноровка.
Электрические бритвы являются последней модной тенденцией, они очень быстро и безболезненно бреют, ими сложно пораниться. С каждым годом они становятся все лучше и совершеннее. Несмотря на это, такие станки бреют не очень качественно, необходимо проходиться по одному месту несколько раз. К тому же электрический станок стоит существенно дороже остальных видов.
Правила выбора: производитель, толщина, углы, количество
Выбор станка для бритья — дело довольно сложное, следует учитывать опытность обращения мужчины с бритвой, цену, на которую рассчитывает покупатель, соотношение цена-качество, и множество других параметров.
Знаете ли вы? Первые бритвы были изготовлены из меди и чистого золота. Они были обнаружены в египетских гробницах, которые были построены в IV тысячелетии до нашей эры. В Древнем Египте брились и женщины, и мужчины. Брили в первую очередь головы и растительность на лице.
Одноразовые
Если вы отправляетесь в командировку, отпуск, поход, или просто в чужом городе оказались без бритвы, одноразовые станки — это ваш выбор. Через пару дней вы сможете выбросить ее, не утруждая себя промывкой. Лезвие у данных станков не меняются.
Не слишком заботятся производители одноразовых станков об удобстве и эргономичности, поэтому использовать такие станки не слишком удобно, иногда и опасно. Кроме того, такие бритвы не осилят очень жесткую и густую щетину.
Самыми известными производителями одноразовых бритв являются Gillette, BIK, Shick. Они производят двух-, трех- и четырехлезвенные станки одноразового использования.
Предпочтительнее использовать товары именно известных брендов, поскольку качество стали у них лучше и используются более надежные материалы. Также следует помнить, что лучше купить качественный станок с двумя лезвиями, чем дешевую подделку с четырьмя.
Многоразовые
Давайте рассмотрим, какие существуют бритвы с многоразовыми насадками.
Со съемными насадками
Большинство мужского населения планеты используют станки для бритья со сменными лезвиями фирмы Gillette, поскольку это наиболее разрекламированная компания. Кроме нее имеются и другие популярные производители: Muehle, Bolin Webb, D.R. Harris, S. Quire.
В таких насадках имеются съемные насадки с тремя-пятью лезвиями. Они выполнены из более качественной стали, чем одноразовые варианты. Отличия — в количестве лезвий, конструктивных особенностях насадок и дизайне. Это самые популярные варианты. Лезвие у данных станков так же не меняются, но имеют сменные блоки — кассеты.
Просмотрите видео о советах и правилах бритья.
Т-образные
Т-образный станок — это безопасная бритва с лезвием для бритья, заточенным с обеих сторон. Ее популярность за последние годы существенно возросла. Если иметь определенные навыки, то такой станок совершенно безопасен.
На сегодня популярными остались только некоторые компании, которые все еще производят классические бритвы: Muehle, Merkur, Tradere, Edwin Jagger, ikon, Parker, Feather.
Эти производители по праву считаются лучшими, поскольку при их использовании не возникнут нарекания на балансировку головки, ручки, центра тяжести и т. д. Также очень важны сами лезвия для бритья при пользовании Т-образным станком.
Лезвия для бритья Feather отличаются большой агрессивностью, тогда как лезвия для бритья «Рапира» дешевле, но не такие долговечные. Японские лезвия для бритья считаются наиболее агрессивными и долговечными на рынке. Купить оригинальную продукцию Feather можно на сайте Ozon.
Очень важен в Т-образном станке угол между лезвием и касательной к головке. Считается допустимым угол в 30 градусов, именно при таком угле бритье будет наиболее качественным.
Опасные
В наше время только некоторые производители делают опасные бритвы: это немецкая компания Dovo, французская компания Thiers-Issard, Hard Steel. Выбирать необходимо станок без позолоты, без лишних украшений, поскольку все это будет стираться.
Чтобы качественно пользоваться бритвой, нужно ее правильно наточить, причем специальным оборудованием, которое поставляется в комплекте. Главный признак плохого станка — небольшая цена. Следует помнить, что хорошая опасная бритва из крепкой стали не может стоить дешево.
Следует обратить внимание на толщину лезвия для бритья, поскольку это может повлиять на качество бритья. На нем не должно быть никаких рисунков, наклеек, поскольку со временем они сотрутся. Допускаются только выгравированные надписи.
Правила ухода за бритвой
Для того чтобы обеспечить комфортное бритье и увеличить срок службы бритвенного станка, нужно придерживаться таких правил:
Заточка лезвий
Затачивать одноразовые станки или сменные кассеты не рекомендуется — на то они и одноразовые. Сменные бритвенные лезвия рекомендуется менять, как только полоска становится бледной. Но, если вы задались вопросом, как наточить лезвие для бритья в станке типа Gillette, то вам вам несколько возможных вариантов.
А вот автор видео ролика предлагает три способа наточить кассету от станка Gillette с подручными средствами:
Начинают работу над бритвой с оценки геометрии. Это делают для того, чтобы правильно подобрать камни для точения и понять, как лучше ее точить.
Оценивают геометрию таким образом — бритву кладут на плоскопараллельную пластину или просто на ровную поверхность таким образом, чтобы обушок и подводы бритвы лежали на плоской поверхности. В таком положении легко заметить, насколько плотно и без зазоров лежит лезвие. Если он лежит ровно, то можно начинать точить лезвие на камне, только если нет сколов или «обратной улыбки». Лезвие нужно осматривать сначала с одной стороны, а потом с другой.
Часто встречается, что подвод не прилегает плотно к поверхности. Тогда этот недостаток нужно устранить на более крупном абразиве.
Далее исправляют геометрию, если нужно (присутствуют сколы и «обратная улыбка»). Исправляют при помощи маховых движений на грубом абразиве. Также вместо абразива можно использовать шкурку, лежащую на стекле (или другой твердой поверхности).
После этого приступают к заточке. Затачивают лезвие на камнях с зернистостью от 800 до 1000 грит. На этом этапе формируют подводы и контролируют, чтобы риски от абразива выходили на кромку по всему подводу с каждой стороны. Это обязательное требование к заточке, иначе вся дальнейшая работа будет бесполезной. Камень для заточки должен быть предварительно подготовлен и выровнен.
Посмотрите видео, где автор полностью восстанавливают опасную бритву 38 года выпуска.
Процесс заточки:
При заточке лезвия силу нажима нужно уменьшать при переходе с крупного зерна на мелкое. Также уменьшается нажим в начале и конце заточки на каждом бруске.
Для контроля заточки рекомендуется использовать оптические средства контроля — лупу или китайские микроскопы.
Дальше идет процесс доводки. Доводку проводят на камнях с зернистостью от 3000 до 4000 грит, далее используют более мелкие абразивы. Специалисты проводят доводку на камнях от 3000 до 8000 грит, а далее переходят к натуральным камням.
При доводке движения могут быть круговыми с маленьким радиусом, а также Х-образные. Можно чередовать эти движения. Доводку проводят одной рукой, так как двумя руками невозможно контролировать минимальное давление.
После доводки бритву правят. Правку проводят на чистом ремне (специальный ремень для правки). Опытные пользователи для правки используют специальные пасты. Во время правки лезвие двигают по ремню обухом вперед. Ремень должен быть хорошо натянут и не провисать.
Последний этап — это проверка остроты. Идеально наточенным считается лезвие, которым можно резать волосинку на весу только легким прикосновением. Также можно проверять остроту опасной бритвы на тонкой папиросной бумаге. Достаточно острое лезвие с легкостью режет такую бумагу при легком прикосновении.
Популярные производители
Из великого множества компаний, производящих бритвенные станки, перечислим наиболее популярных.
Одноразового использования
Gillette — американская компания, которая изготавливает бритвы более ста лет. Производят станки и для мужчин, и для женщин, а также аксессуары для бритья.
Schick — бренд основан в 1929 году. Изготавливают бритвы, бритвенные станки и средства для бритья (пены, гели для бритья).
BIC — лидер по производству одноразовых бритвенных станков. Такие станки доступны и качественные.
Manfort — изготавливает самые бюджетные станки. Эта фирма не так известна, как Gillette или Schick, но имеет широкий круг потребителей.
Balea — немецкий бренд одноразовых станков для мужчин и женщин.
Cien — немецкий бренд одноразовых станков с достаточно низкой ценой.
Все одноразовые станки отличаются между собой количеством лезвий и наличием полоски с бальзамом для бритья.
Многоразового
Производителей бритв многоразового использования не так много. Основным производителем, который вытеснил все остальные компании, является Gillette. У этой компании существуют самые разнообразные виды многоразовых бритв — для мужчин; для женщин; с различным количеством лезвий в кассете; полоска с бальзамом (которая не только улучшает процесс бритья, но и служит индикатором для смены кассеты). Цены варьируются в зависимости от этих качеств.
Итак, учитывая все виды и параметры, можно оптимально подобрать удобную для себя бритву и лучшие лезвия для бритья. Придерживаясь правил ухода за бритвой, можно не только продлить срок ее службы, но и обеспечить комфортное бритье.
Почему лезвия бритвы затупляются после бритья?
Вы когда-нибудь задавались вопросом, как работают те или иные предметы, окружающие нас каждый день. Как холодильник охлаждает продукты, как микроволновка возвращает им былое тепло, как работает Wi-Fi, почему окна не пропускают капли дождя и т.д. Кому-то подобные вопросы могут показаться немного детскими, наивными и даже слегка бесполезными. Оно работает и все тут, а как — уже не имеет значения. Тем не менее, ученые из МТИ (Массачусетский технологический институт, США) решили ответить на один из таких вопросов, а именно — почему стальные бритвы затупляются после бритья? Какие механические процессы протекают в процессе бритья, как волос человека, будучи в 50 раз мягче стали, повреждает ее, и какое практическое применение данного исследования? Ответы на эти необычные вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Основа исследования
За долгие годы эволюции и развития социальной составляющей нашего вида мы умудрились создать великое множество острых предметов из самых разных материалов. К сожалению, назначение большинства из них заключается в нанесении урона противнику: мечи, кинжалы, наконечники стрел и т.д. Но есть и немало пацифистских «остряков»: бритвы, ножницы, ножи, серпы, косы и т.д.
На протяжении веков люди создавали новые сплавы и техники, нацеленные на повышение степени и продлении долговечности остроты вышеописанных предметов. Сам же процесс разрезания чего-либо присутствует во множестве отраслей: медицина, бытовая техника, пищевая промышленность и т.д. В каждом из случаев имеются свои особенности, но принцип, следовательно, и требования к лезвиям остаются прежними — острота и твердость (долговечность).
Например, типичным металлическим материалом, используемым для лезвий бритвенных станков, является пластинчатая мартенситная* нержавеющая сталь с высоким содержанием карбидов, отточенная до геометрии клина с углом 17° и радиусом острия 40 нм для получения желаемой остроты (1А).
Мартенсит* — основная структурная составляющая закаленной стали, представляющая собой упорядоченный пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита (высокотемпературная гранецентрированная модификация железа и его сплавов). Мартенсит это микроструктура игольчатого (пластинчатого) и реечного (пакетного) вида.
Изображение №1
Поверх данного материала часто используется еще более твердый — алмазоподобный углерод, а поверх последнего наносится слой политетрафторэтилена для уменьшения трения.
Однако существует большая разница между ножами кухонными и бритвенными станками. Да, затупление происходит и там, и там, но в бритвах сам механизм затупления гораздо сложнее.
Во-первых, два взаимодействующих материала имеют иерархические микроструктуры с анизотропными и зависящими от размера механическими характеристиками. У реечных мартенситных сталей есть иерархия первичного аустенита, пакетов, блоков, субблоков и реечных границ, а также высокая плотность неоднородно распределенных дислокаций. Промежуточный углерод улавливается твердым раствором во время закалки, но отпуск или автоматический отпуск* могут привести к тому, что углерод покрывает дислокации или выпадает в осадок в виде карбидов
Отпуск* — процесс термической обработки закаленного на мартенсит сплава или металла, основными элементами которого являются распад мартенсита, полигонизация и рекристаллизация.
Все эти структурные особенности обеспечивают мартенситу высокую твердость, но неоднородный микромеханический отклик.
Волос в разрезе.
Точно так же человеческий волос представляет собой сильно анизотропный композит с некруглым поперечным сечением и средним диаметром от 80 до 200 мкм. Внешний слой волоса это твердая кутикула (
170 МПа), которая образует оболочку из ячеек, расположенных как черепица на крыше. Срединный слой (кортекс) в три раза мягче и состоит из иерархии фибрилл, вытянутых вдоль направления волоса. В самом центре волоса расположена медула — полый внутренний слой, имеющий достаточно малый механический вклад в режущую способность бритвы. Поскольку волосы гигроскопичны, в присутствии влаги их клеточная структура изменяется для размещения молекул воды, снижая как модуль упругости, так и предел текучести.
И лезвие, и волосы анизотропны и демонстрируют разные механические свойства в зависимости от размера. Это вызывает механический отклик, который зависит от напряженного состояния и от объема, который способствует деформации.
Еще одним важным фактором является факт того, что граничные условия совместной деформации волоса и лезвия бритвы могут меняться буквально в процессе одной операции бритья (1В).
Как поясняют ученые, во время бритья каждый отдельный волос может быть представлен в виде гибкого кантилевера, квази-закрепленного на одном конце по направлению к коже и полностью свободном на другом. В этой конфигурации волосы могут свободно изгибаться, когда лезвие приближается к ним и проникает в них во время резки, влияя на режим деформации.
Волосы преимущественно испытывают механику разрушения твердого тела I типа (раскрытие — растягивающее напряжение по отношению к плоскости трещины). В зависимости от того, изгибаются волосы или нет, напряжение прикладывается либо к обеим поверхностям трещины (прямое углубление, g = 0°), либо только к одной из двух поверхностей. Это приводит к возникновению чистого разрушения II типа в первом случае или к смешанному разрушению II и III типа во втором случае.
Механика разрушения твердого тела разделяется на три основных типа по способу применения силы, способствующей распространению трещины:
Результаты исследования
Как мы можем видеть, за обычным бритьем кроется множество сложных аспектов, которые для лучшего понимания требуют детального рассмотрения, как о том заявляют сами ученые.
Для этого они и провели данное исследование, в котором объектом изучения стали лезвия из мартенситной нержавеющей стали. Анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ / SEM) и дифракции обратного рассеяния электронов (ДОРЭ / EBSD) выявил их реечную мартенситную матрицу (1A) с неоднородно распределенными карбидами (вставка на 1A). Также были измерены показатели твердости в пределах 70 мкм от наконечника (среднее значение составило 8.7 ± 0.7 ГПа). Вариативность данного показателя вызвана наличием карбидов, остаточного аустенита и неоднородностью субструктуры мартенсита.
Чтобы измерить эволюцию износа лезвия в реальных условиях бритья, были проведены поэтапные испытания одноразовых картриджей для бритв (образец 1 на изображении ниже), отслеживая различные области с помощью СЭМ после различных этапов использования (видео №1).
Поэтапные тесты на износостойкость (после 1, 5 и 10 сеансов бритья).
Далее было проведено количественное определение средней скорости износа лезвия по острой кромке с помощью анализа изображений. Уровень износа был низким: 12 нм 3 /нм после 5 сеансов бритья и 13 нм 3 /нм после 10 сеансов бритья. Однако эти испытания выявили появление сколов вдоль острого края (1C). Хотя лезвия бритвы острые и плоские на макроуровне, на микромасштабе они более «шершавые», даже в неиспользованном состоянии (1С-1). Зарождение микротрещин происходит именно из этих неровностей во время бритья (1C-2). Из всех выступов, при этом это могут быть даже не самые большие из них, лишь небольшая их часть формирует трещины.
Эти микротрещины первоначально распространяются перпендикулярно краю (1C-2), а затем отклоняются в своем направлении, формируя окончательную геометрию скола (1C-3).
Следы деформации (1C-2) показывают, что часть острой кромки, принадлежащая создаваемому сколу, изгибается из плоскости при изменении направления микротрещины. Присутствие ямок на полученной поверхности разрушения показывает, что мартенситная структура демонстрирует пластическую деформацию перед разрушением. Твердые покрытия, напротив, демонстрировали особенности хрупкого разрушения в результате изгиба подложки.
Чтобы лучше понять развитие этого процесса до активации других видов разрушения (усталости, коррозии и износа), было проведено 25 СЭМ тестов в стадии микродеформации с использованием зажимов, которые могут удерживать лезвие с одной стороны и одиночные или несколько волос на другой (изображение №2 и видео №2).
Изображение №2
Эксперимент по бритью отдельных волосков с применением СЭМ.
Создание более реалистичных условий за счет наклона лезвия на 21° к направлению бритья (2B) приводило к неэквивалентной составляющей силы и, в свою очередь, к пластической деформации и скалыванию в нескольких случаях (2C).
Испытания с использованием волосков разного диаметра позволили нам сделать вывод, что размер скола не зависит ни от диаметра волос, ни от количества последовательно срезанных волосков, ни от угла среза.
Одна и та же часть острого края может срезать несколько волосков под разными углами g (1B), что не приводит к видимой деформации, пока лезвие неожиданно не начинает разрушаться (видео ниже).
Эксперимент по бритью нескольких волосков с применением СЭМ.
Также было обнаружено, что сколы чаще всего появляются по краям волос. Например, один-единственный волос может образовывать два скола на лезвии, каждый из которых начинается с одного края волоса (2C).
Кроме того, сколы обычно выходят за пределы сильно деформированной области размером
5 мкм около вершины лезвия (1C). Следовательно, наблюдаемое явление не связано с эффектами, вызванными хонингованием.
Сравнение СЭМ снимков из двух вариантов опытов (поэтапные с увлажнением волос и постоянные с сухими волосками) показывает идентичный механизм разрушения в обоих случаях (за исключением увеличения интенсивности разрушений в первом случае).
Далее было использовано трехмерное моделирование методом конечных элементов для определения роли неровностей и направления приложенной нагрузки на деформацию и образование сколов (3А—3С).
Изображение №3
Была смоделирована мартенситная сталь как однородный изотропный эластопластический материал с пределом текучести
1690 МПа. В нее были добавлены углубления (щели / выемки / засечки) с размером, определенным СЭМ анализом (например, 1C-1). Это позволило воспроизвести экстремальное состояние неровностей вдоль острой кромки, и смоделировать режущее напряжение на лезвии как равномерно распределенное поверхностное сцепление (50 МПа), действующее только на одну сторону (3А).
Первое моделирование было направлено на определение местоположения углубления с наивысшей интенсивностью напряжения в зависимости от направления приложенного напряжения.
Как видно на 3B, прямое вдавливание волос (поверхностное натяжение 0°) вызывает усиление напряжений на углублениях, контактирующих с волосами, но эти значения недостаточно высоки, чтобы способствовать пластической деформации. Напротив, бритье волос под углом создает более высокие значения напряжения в области лезвия, контактирующей с волосами, с максимальным напряжением в углублении, контактирующей с краем волос.
Анализ напряжений как функции угла сцепления с поверхностью (3C) показал:
Чтобы пояснить это отличие, ученые выдвинули гипотезу о процессе, который связывает неоднородность реечной мартенситной структуры лезвия с увеличением чувствительности к микротрещинам (3D—3H). Модель была адаптирована для расчета скорости высвобождения энергии межслойной латеральной трещины в тонкой биматериальной полубесконечной пластине постоянной толщины для разрушения смешанного типа (тип II + тип III), при этом трещина потенциально распространяется вдоль интерфейса между двумя материалами (3D). Далее было приложено напряжение в 50 МПа, параллельно изменяя направление нагрузки между чистым режимом II и чистым режимом III. При этом рассматривались материалы с одинаковым коэффициентом Пуассона (0.3), но разными модулями Юнга.
В результате было установлено, что выделение энергии увеличивается при переходе от режима II к режиму III. Изменение модулей Юнга двух материалов при сохранении их среднего значения констант вызывает вертикальный сдвиг кривой скорости высвобождения энергии. Это говорит о том, что для двух разнородных материалов вероятность распространения трещины будет гораздо выше, чем для однородного материала с аналогичными свойствами.
Следом ученые провели еще одну серию трехмерного параметрического моделирования для анализа скорости выделения энергии на вершине одиночного углубления в лезвии при учете геометрии лезвия (увеличение толщины перед самим углублением) и с различными направлениями распространения трещины (3E—3H). На противоположных сторонах углубления были использованы один или два разных материала.
Измерение силы, необходимой для среза одиночного волоска.
Скорость высвобождения энергии для трещины, распространяющейся вдоль своего первоначального направления (q = 0°), увеличивается по мере увеличения компонента напряжения режима III (3F). Скорость высвобождения энергии также зависит от направления распространения трещины (3G). Критическое направление, соответствующее максимальной скорости высвобождения энергии, зависит как от направления нагрузки, так и от комбинации материалов (3H).
Когда нагрузка прилагается к мягкому материалу рядом с жестким (C и S на схеме соответственно) с межслойным углублением, трещина будет распространяться с большей вероятностью, чем в противоположной конфигурации. Критический угол распространения трещины в этой ситуации также будет меньше (3G).
Кроме того, микротрещины, зародившиеся на острой кромке, распространяются под углом по отношению к оси лезвия (ось z на 3E), отклоняясь в сторону области приложения нагрузки.
Этот путь распространения определяется асимметричной составляющей силы, которая способствует изгибу трещины из ее исходной плоскости, и геометрией лезвия, толщина которого увеличивается вдоль оси лезвия.
Распределение напряжений в лезвии при разных углах бритья.
Если предположить, что поверхностная энергия материала постоянна, то потери энергии ввиду распространения трещины вдоль этой оси будут больше, чем при распространении трещины в направлении постоянной (или менее увеличивающейся) толщины. Если же распространение будет происходить вдоль этой оси постоянно, то это приведет к большой площади распространения на единицу длины. По той же причине трещина в конечном итоге поворачивается обратно к острой кромке лезвия, образуя скол.
Чтобы подтвердить механистические эффекты микроструктурной неоднородности, предсказанные аналитическими и численными результатами, были проведены эксперименты по бритью волосков. В ходе этих опытов сканирующий микроскоп и сфокусированный ионный луч позволили детально рассмотреть микроструктуру во время деформации. Лезвия, использованные в опыте, были частично фрезерованные, за счет чего был создан контраст между мартенситной матрицей и карбидами, позволяя раскрыть механизмы повреждения (снимки ниже).
Микроскопия полу-фрезерованного лезвия.
Опыты показали, что микротрещины обычно зарождались на интерфейсах между мартенситом и карбидом, которые граничат с неровностями (слева на В) и когда волосы контактировали с более податливым компонентом лезвия. Затем микротрещины распространяются под углом, вызывая декогезию на нескольких интерфейсах карбид-матрица или растрескивание карбида (справа на В), а также микропластичность в мартенситных областях между ними.
Совокупность результатов моделирования, расчетов и опытов говорит о том, что бритье может вызывать зарождение повреждений, их рост и коалесценцию* (в виде сколов) в реечной мартенситной стали. Также стало понятно, что сколы появляются раньше других видов повреждений.
Коалесценция* — слияние частиц на поверхности тела (в данном случае) или внутри подвижной среды (газ, жидкость).
Изображение №4
Для более подробного ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.
Эпилог
Тот факт, что бритвы тупятся после какого-то числа сеансов бритья, вполне известен и понятен. Однако в данном труде ученые решили детально рассмотреть самые малые процессы, которые происходят во время износа лезвий бритвы. Этот труд не столько о бритвах, сколько о сплавах и других материалах, используемых в разных отраслях для разрезания чего-либо. Ибо зная, от чего происходит повреждение материала, можно найти способ избежать его.
Ученые отметили, что лезвия более склонны к образованию на них сколов, если микроструктура стали неоднородна. Естественно, угол, под которым лезвия контактируют с волосками, а также дефекты в микроструктуре лезвий также играют важную роль в формировании трещин.
Любопытно, что фактический износ стальных лезвий бритвы в ходе экспериментов не сильно увеличился. Лезвия оставались острыми долгое время, но на их кромке образовывались сколы, которые и нарушают «работоспособность» бритвенных станков. При этом сколы образовывались лишь в определенных местах, т.е. при определенных условиях: когда лезвие контактировало с волосами под углом, когда сталь лезвия была неоднородна по составу и когда волосы контактировали с лезвием в месте, где его неоднородность была выше.
Основной вывод весьма прост — бритвы затупляются ввиду неоднородности своего состава. Волос намного мягче стали, однако используемая в лезвиях сталь является своего рода композитным материалом, что сильно снижает его прочность и устойчивость к повреждениям. Если уменьшить неоднородность материала, то можно значительно улучшить его механические характеристики.
В дальнейшем ученые намерены продолжить свое исследование, а также начать новое, в котором они будут искать новые «рецепты» стали для лезвий, которые впоследствии будут намного долговечнее, острее и прочнее нынешних.
Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и хорошей всем рабочей недели, ребята. 🙂