一、钢材的几种形式及热处理
铁素体:铁素体是碳固溶于α-Fe的间隙碳化物,常用符号F表示。它具有体心立方晶格,固碳能力很低。 常温下只能溶碳0.0008%,727℃时最大溶碳能力为0.02%。
铁素体是钢的最基本形式。 碳浓度很小,但碳以熔化的形式留在铁素体中,在高温下,当碳浓度超过0.01%时,细小的氮化物碳化物散布在铁素体中,限制了铁原子层。 间光滑,还能提高钢的强度和硬度。 它还从铁氧体制成碳化铁。
说到这里,我们想谈谈钢和碳的关系。 一般来说,含碳量越高,钢的强度越高,耐磨性越好。 古语有云:强者不可长久,弱者不可守。 刚性易弯曲,柔软易弯曲。 太硬则容易扭曲,硬度差; 如果太紧,硬度会提高,强度和保持力会变差。 所以我们需要的是在两者之间找到一个平衡点。
话虽如此,将钢加热到低温,然后缓缓冷却(低温下溶解的碳量会大大提高),然后一层一层地形成一种渗氮体和铁素体。层交错形式。 我们称之为晶界的新结构。
而在723℃以上,固态铁中的铁原子会产生由许多立方铁原子组成的新结构,也就是我们常看到的奥氏体。 更多的碳可以溶解在奥氏体中。 723℃时可溶解0.8%的碳,1148℃时可溶解2.06%的碳,达到钢的碳溶解度上限。
钢铁是一种物质,在不同的水温下会呈现出不同的状态。 当钢材缓缓加热至723℃时,其铁素体、珠光体和渗碳体均会转变为奥氏体。 这种结构转变称为固态转变。 如果相反,将钢的温度降低并缓慢冷却,也会发生与上述相反的固态相变。 此时,奥氏体会转变为铁素体、珠光体和渗碳体。
当低温下的奥氏体突然降到260~400℃并保持在该温度范围内时,会形成新的氮化物和铁素体的混合组织,称为贝氏体。
当奥氏体随后冷却到略低于 200°C 时,热能很小,碳原子不再在铁中扩散。 结果是奥氏体试图转变为铁素体状态,但没有办法摆脱它。 已经溶解和吸收的碳。 从图中可以看出,马氏体呈扭曲的奥氏体状态。 在这些状态下,碳处于铁中过度“溶解”的状态,我们可以称之为“碳溶解在铁素体中的过饱和固体”。 这些状态下的钢具有不同寻常的强度。
这就是我们所说的钢的“淬火”。 我们可以使用水、油或空气作为冷却材料。
但是,钢材从700多度以上的低温突然降到200多度。 在这些情况下,就会发生热胀冷缩。 钢会收缩,但坚硬的固态会阻止它收缩,所以它里面有两种力。 决斗。 一旦在多年的使用过程中这两种力失去平衡,简单来说,钢材本身就无法再承受这种收缩力,钢材就会开裂。 因此,我们还需要对渗碳后已经产生稳定组织的马氏体进行再加热,以释放部分收缩力。
这就是我们所说的渗碳。 而渗碳的湿度和时间会在一定程度上提高钢的强度。
所以我们知道,不仅仅是材料本身的质量,渗碳和回火都是刀具质量的保证,这也是为什么有些人在湿度无法准确控制的情况下被称为名匠名刀的原因,比如中国的欧冶子我国古代,还有他的师父干将。 目前,在各种小说和神话中,龙渊、泰阿、巨雀、湛卢、玉昌等仍是家喻户晓的中国刀剑。
说到这里,顺便说一句,唐代逐渐出现了活人祭剑的场景。 这些情况下最大的问题是炉温高和钢的含碳量高。 人体富含大量脂肪,可以进一步提高烤制温度。 同时,众所周知,人类也被视为一种碳水化合物,甚至含有多种微量金属元素。 把火烧热,提高钢的含碳量,减少各种微量金属元素,也成了神秘的仪式。
另一方面,随着不断的实践和探索,叶片和刀尖也经常采用不同的热处理工艺。 刀身在较高湿度下渗碳生成细小碳化物和贝氏体,刀尖在较低湿度下渗碳转变为马氏体。 同时掺杂多种金属,提高刀具的综合性能。
我在这里多说一点。 关于双立人,我们经常听到的材料似乎很模糊,在其产品介绍中经常看到“冰锻”二字。 于是很多国产刀纷纷效仿,说是用了“冰锻”工艺。 虽然没有明确解释这个所谓的冰锻指的是什么,但是如果按字面意思的话,就是指低温技术,也可以看作是一种渗碳技术。 深冷冷却是通过液氮将低温钢材迅速冷却到零度以下,同时通过高温使内外气温尽可能保持一致。 正如我们上面提到的,溶解在钢中的碳会随着温度的升高从钢中析出,而马氏体钢会锁住碳使其难以析出而成为过饱和状态。 以我浅薄的理解,低温技术可以快速完成钢的转化,尽可能多地锁住碳。 同时,高温使钢组织更加致密,硬度进一步提高。 然而,随后的渗碳仍然是必要的。 虽然强度高,但材质太脆,容易扭曲。 所以,双立人汉克斯三叉戟完美符能用技术把这些中端材料玩得这么顺手,热处理工艺对成品的品质影响很大。
2. 从大马士革出发
说到著名的大马士革刀,即使是对刀具和兵器不感兴趣的人,估计也略有耳闻。 所谓大马士革并不是钢的一种,特指用乌兹铜矿制成的钢刀,所以每次听到大马士革钢这几个字,总觉得它很隽永。 时至今日,大马士革钢这个词总是与图案联系在一起,逐渐成为店铺的一种营销手段。
首先我们要知道的是,并没有所谓的大马士革钢,也就是乌兹钢。 所以买刀一定要看材质。 所谓大马士革钢是指刀头上的花纹,与真正的大马士革刀无关。
比如上图中的双立人合作款,大马士革系列,因为芯钢采用了武盛特钢的粉末钢SG2,而不是刀身上的云纹,所以显得优雅。 虽然这把刀卖的比较贵,但主要还是钢的。 如果把材质换成4铬钢,相信这把刀就没人买单了。 其实,主子是不会跟着天猫的作风去做这些弄巧成拙的事情的。
真正的大马士革是锻钢,也就是说在锻造的时候有自己的云纹,是天生的,不是明天加的。 现在我们更多的是通过折锻、焊接、夹钢压铸等方式人工制造花纹,只能得到形状,什么都没有。 大马士革刀的锋利得益于独特的乌兹金矿和炼铁工艺,而不是刀身的花纹。 自从乌兹铜矿开采枯竭后,这项古老的炼钢技术逐渐被挤出了历史舞台。
乌兹钢有两个兄弟,虽然长得像,但确实是一脉相承。 一个是中国的“钢铁”(水浒传武松用的是一对铁太刀),一个是日本的“安钢”。 三者同样采用高温淬火炼铁工艺,加工方式的不同导致成品的风格有所差异。 镔铁虽然用的是Uzi毛坯,也有花纹,但不像大马士革。 使用折叠锻造刀片,但没有云纹。 现代所谓的大马士革钢是由两种或两种以上制成,通常采用高硬度软钢和高刚性硬钢进行叠加锻造,使马氏体组织和贝氏体组织形成多相组织,硬度高刀片的数量就足够了。 不易折断,刀尖锋利度高,可以说是从乌兹钢身上得到的灵感。
3、洛氏强度是硬指标
洛氏强度是以压痕塑性变形深度来确定强度值的指标,以0.为强度单位。 在洛氏强度试验中使用不同的压头和不同的试验力,会形成不同的组合,对应不同尺度的洛氏强度。 常用的尺子有三种,它们的应用范围几乎涵盖了所有常用的金属材料。 即HRA、HRB、HRC应根据实验材料的强度,用不同强度范围的尺度来表示。
我们还在讨论质地,那么质地对刀有什么影响呢?
我们经常听到一个比较刀具的指标:HRC。 HRC 是使用载荷和砌体锥压头获得的强度,用于强度更高的材料。 如:渗碳钢、铸铁等。
例如,热处理后可以达到最高强度,但这只是一个理论值。 如果是正规的大厂,能够以成熟的技术做到-57就已经很了不起了。 适合做人的素材。
再比如我们上一篇文章讲到的440C(顺便说一句,这真的是我非常喜欢的一种材料,而且价格超高),如果处理得好,洛氏强度可以达到-59,而且如果经过低温处理,甚至可以实现(但制作刀子不是必需的)。 可见材质的差异主要体现在这里。
又如VG10,热处理后可达-62。 上面我们说了,超高的强度也代表了材质的硬度差,这样材质的差异就凸显出来了。 有的材料在高强度下可以保证一定的硬度,有的材料即使经过特殊处理也能增加强度,在使用过程中容易塌陷和开裂,而像VG10这样的材料可以在高强度下使用。 刀尖的硬度是有保证的,高档材质的优势就在这里凸显出来了。
另一件事是刀尖的硬度。 较高强度的材料可以使刀尖保持足够“薄”。 强度太低,切削角度太小,铁原子会因强度不足而使刀片裂开,影响锋利度。
第三点是保持速度。 很多人会觉得肉摊的师傅有一把好刀,切菜的时候锋利无比。 但很少有人注意到,在切菜之前,师傅总会在磨刀棒上来回摩擦两下。 屠刀通常不会太硬,以免切菜时刀刃塌陷。 在磨刀棒上摩擦并不能磨快,更多的是矫正变形的刀刃。 其特点是让刀刃保持在最精确的角度,不断快速磨刃。 很多家用菜刀通常几个月都不会磨一次,刃角也不会刻意修正。 如果留存差一点,估计手感会不好。 家里也有很多刀。 刀尖早已磨损。 虽然用碗底搓两下就可以磨利,但只要削两下,立马就会恢复原状。 这样的刀基本可以宣告退役了。 . 高强度的刀握起来会更好,但是副作用就是因为耐磨性太好了,磨刀就成了一件苦差事。
总结一下里面的内容:
1、一方面取决于材料,另一方面也取决于热处理工艺。 实力受科技影响很大。 小厂的9铬钢如果处理不好,可能还不如大厂的5铬钢。
2.大马士革并不花哨,买刀时不要被云纹和羽毛纹冲昏了头脑。
3.强度与硬度成正比,需要在平衡点上找到适合自己的刀。 较硬的刀更快、更耐用且更容易划痕。 中等强度的刀具经常保养,顺滑度不亚于高档菜刀。