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最全刀具钢材学问判辨

时间:2019-11-07 03:56 来源:未知 编辑:admin

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最全的刀具钢材知识帖拿走不谢 最近在某国外网站看到了这篇关于刀具钢材介绍的文章, 作者将众多钢材做 了详细的介绍, 将钢材的性能种类分析的很透彻。小风看过之后怀着好奇的...

  

最全刀具钢材学问判辨

最全刀具钢材学问判辨

最全刀具钢材学问判辨

  最全的刀具钢材知识帖——拿走不谢 最近在某国外网站看到了这篇关于刀具钢材介绍的文章, 作者将众多钢材做 了详细的介绍, 将钢材的性能种类分析的很透彻。小风看过之后怀着好奇的心理 去查询了一下作者资料, 可真是不查不知道一查吓一跳,作者居然是一个大有来 头的人。 马特· 戴维森一个狂热的户外迷和刀迷,是美国一个刀具类网站的创建人, 此网站提供全方位的刀具解读、分析,注册粉丝达到 300 多万。同时,戴维森 也是多家知名刀具公司的名誉顾问,参与设计改良了多款知名刀具,今天小风给 大家翻译的这篇就是其中点击量很高的一篇文章。 在选择优质的折刀的时候, 应该格外注意刀片所选用的钢材。 钢材真的是刀 片的精髓所在, 一把刀的表现优劣主要取决于钢材。钢的本质是一种含碳的铁合 金,一般还富含其他元素,以此来提高某些性能,适应不同用户需求。 在制刀工业中, 不同种类的钢材里面的添加元素有所不同, 制做刀片的辗扎 和热处理方式也是不同的。 关于这些元素的详情可以查阅我们的制刀钢材成分图 表。 最终,这些制刀时运用的各种钢材主要以以下这五种关键属性划分等级。 一、硬度 硬度是指当遭受到外界压迫力时的抗变形能力。刀具的硬度通常是指强度,一般 要用 HRC(洛氏硬度)来测评。 二、韧性 韧性是指当被用于重型应用时能够抵抗折断破裂这种伤害的能力。 也可以说是钢 材能够弯曲而不折断的能力。破裂是一把刀的最大伤害而且很难修复。要注意, 一把刀硬度越大,韧性就越小。当然韧性的测评也没有硬度那样标准化。 三、耐磨性 耐磨性是钢材承受磨蚀和黏着磨损的能力。 磨蚀是由于较软的表面和较粗糙的表 面接触而形成的。 黏着磨损是当碎片从一个表面上转移,附着在另一表面上时形 成的。 耐磨性一般是与钢材的硬度有关联的,但是很大程度上也受到钢材中具体 化学物质的影响。在同等硬度的钢材中,碳化物含量越大的钢材格外耐磨。 四、耐腐蚀性 耐腐蚀性是指抗腐蚀的能力, 像由潮湿、 水分、 盐渍等因素引起的锈蚀。 请注意, 高度的耐腐蚀能力确实要以降低刀锋的锋利程度为代价。 五、锋利保持度 锋利保持度代表当一把刀经过一段时间使用刀片能够保持多久的锋利。这 是现在人们都很在意的一个方面,但是遗憾的是,对于锋利保持度的测评缺乏一 系列明确标准,而且大部分数据是主观的。在我看来,锋利保持度是耐磨性和刀 锋抗变形能力的结合。 遗憾的是,最好的制刀钢材不仅仅是使以上每种特性最大化那么简单的 事…那只是一个方面。最好就是达成强度硬度和韧性的平衡。有一些刀片会制作 的格外坚硬,但是如果用它刺到很坚硬的表面时,它会折断或是破碎。相反,一 把刀韧性非常好,能够弯曲但是它的边缘不够硬。还要注意,人们经常受到“不 锈钢”这个名称的误导,其实各种类型的钢在空气中暴露足够长的时间都会有点 褪色。你计划怎样使用刀具,根据你的处境需求决定选择何种钢材的刀具最好 普通刀具钢材类型 最普通的钢材类型包括以下类型: 1.工具钢材—在切割工具中首选硬钢。这一组中流行的钢材主要包括 D2,O1 和 CPM 系列,外加像 M4 这种更先进的超切钢。 2.碳钢---一般来说制做粗糙,用于特别需要韧性和耐久性的地方。常用在救生 刀和大砍刀中。它边缘锋利,相对而言容易打磨。代价是,铬含量低,容易腐蚀。 最受欢迎的碳钢是 1095 3.不锈钢---基本的碳钢添加铬元素使其抗腐蚀,加入其它元素提高其性能,但 是要以降低韧性为代价。当今最受欢迎的类型包括 400,154CN,AUS,VG,MoV,Sandvik 和 Crucible SxxV 系列。注意,真正 的不锈钢中铬含量至少 13%。 现在最受欢迎的制刀钢材 下面是当今使用最普遍的制刀钢材,是的,从技术上说,有更好的钢材 (CPM-125V,CPM-10V,K294 等)但这些在市面上非常稀有。不要沉迷于 划分等级, 这不是一门精密的科学,这只是我简单地基于某种因素将钢材按性能 进行分门别类的方法。 一、超高级 1、CPM S90V Crucible 的 CPM S90V 钢材拥有最大的耐磨性和锋利保持度。也许你会认为 它的碳含量非常高,但是这里的秘密却是大量的钒,含量大约是 Elmax 或 S30V 里面的三倍。是的,它贵得荒唐,而且需要大量的耐性去打磨,但是确 实没有其他的什么钢材耐磨蚀能力能超过 CPM S90V。CPM S90V 刀片目前 最火的一款是 Benchmade(蝴蝶刀)940-1,性能优越。还有一种新崛起的竞 争力即将席卷市场,那就是 S110V… 2、M390 M390 是一种市面上正在出售的超级钢材, 是由 Bohler-Uddeholm 公司生产 的。(是澳地利的 Bohler 公司和瑞典的 Uddeholm 公司合并而成 ).它运用 第三代粉末金属技术,制刀需要优越的抗腐蚀性和非常高的硬度来保证耐磨性。 加入铬,钼,钒,钨以提高锋利度和优越的锋利保持度。不像 ZDP-189,大 多数碳化物由钒和钼形成,剩下单独的自由铬元素,用来抗腐蚀。M390 硬度 达到 60-62HRC。Bohler 称这种钢为“Microclean”而且它可以抛光以达到 镜面的效果。打磨难度中等,但并不会像 S90V 那样费力。Benchmade(蝴 蝶刀)581 Barrage 就是 M390 的表现最好的一个杰出例子。 3、ZDP-189 由日立(Hitachi)公司制造的 ZDP-189 是另一种新型超级钢材,含有大量的碳 和铬,使其具有难以置信的硬度。ZDP-189 硬度大约 64HRC,但是一些刀具制 造商可以使硬度达到 66HRC。当然,有了这种超强的硬度,就可以达到极好的 锋利保持度,但是要以增加打磨难度为代价。铬含量大约 20%,你认为它能够 免于腐蚀吗?并不是。ZDP-189 中大量的碳实际上是和铬结成一对来形成碳化 物的,那么就无法利用自由的铬元素来对抗腐蚀。所以,虽然它比 S30V 硬度更 大,更耐磨,但也更容易腐蚀。Spyderco(蜘蛛牌)的 dragonfly 2(小蜻蜓 2 代)就是个好例子。 4、Elmax 欧洲的 Uddeholm 公司生产了 Elmax,一种铬-钒-钼高含量合金粉末状钢材,拥 有极强的耐磨性和耐腐蚀性,Elmax 是不锈钢,但在某些方面表现的像碳钢。拥 有极好的边缘承受力而且相对容易打磨,同时有良好的防锈能力。这是最全面的 刀具钢材吗?或许吧。很高兴看到如今 Bohler-Uddeholm 公司已经对 Crucible 公司构成了威胁。ZT rexford 0801 就是一把极好的 Elmax 刀片的例子。 5、CPM 20CV CPM 20CV 就是 Bohler 受欢迎的 M390 的一个翻版。工匠模仿 CTS-204P 也受 到影响。作为粉末冶金的工具钢材,它结合了优越的耐磨性与锋利保持度,外加 它的铬含量高因而耐腐蚀性强。 它在市场上还是相当新鲜的, 但是像 Benchmade (蝴蝶)这种制造商已经使用 CPM-20V 制造了新的刀具模型像他们的 556-1 Griptilian.实际上,Benchmade (蝴蝶)宣称他们的 M390 稍微强硬一些,但是 20CV 锋利保持度更好。 二、优质型 1、CTS-XHP 美国的 CTS-XHP 也是一种相对新型的钢材,同样拥有良好的锋利保持度,硬度 大约 61HRC。这是另外一项粉末冶金学的创造,Carpenter 的技术员提炼出了 极好的粉末状颗粒以达到最佳性能。锋利保持度比 S30V 稍好一些,但是在打磨 这一工序上需要下的功夫更多一点。 一般认为 CTS-XHP 比起锋利保持度优越的 D2 钢更加耐腐蚀。并且不像 D2 钢那样,不容易打磨并且容易折断。Cold Steel (冷钢公司) 的绝大部分折刀都已经换上了这种钢材,不得不说冷钢公司是刀具 界大规模采用新钢材、新材料的先锋。 2、CPM M4 一种性能更高的工具钢,韧性好,可以说比任何其他碳钢都好。像所有 CPM 钢 材一样,CPM M4 运用了 Crucible 公司的专利技术,Crucible 粒子冶金工艺(缩 略 CPM),与传统工艺相比,该技术生产的产品形态非常均匀,稳定而且可削 磨。CPM M4 通过添加大剂量的钼、钒、钨元素理所当然还有大量的碳,极大 地平衡了抗磨损能力和韧性。硬度大约达到 62-64HRC,但是要注意,M4 是一种 碳钢, 铬含量相对较低, 并非不锈钢。 所以尽管这是运来切割的最好的钢材之一, 但它必须小心保养, 经过一段时间可能就会生锈,一些制造商借助表面涂层来防 锈,但仍不是长久之计。容易打磨吗?…额,不。 3、CPM S35VN 2009 年,Crucible 公司 和 Chris Reeve 公司 曾经生产过一种比他们的优质钢 材 S30V 略优的钢材型号 S35VN。它是通过运用更加精细的颗粒结构,并添加 少量的铌元素,使得出色的 S3OV 更易于切割,并提高了韧性,容易打磨。然 而在实际生活中,你几乎很难发现两者的区别。很多人认为这就是‘主流’制刀钢 材的极限了, 你很难以这个价钱买到一种在锋利保持度,韧性和防锈力方面优于 它的钢材了。 4、CPM S30V 由美国 Crucible 公司制造, CPM 30V 钢拥有非凡的的锋利保持度和抗锈蚀能力。 它是在美国设计而成的, 专门应用于制造高端小折刀和价格昂贵的刀叉。加入了 碳化钒大大增加了合金基体的硬度。一分钱一分货,基本上认为它是最好的制刀 钢材之一,其锋利保持度,硬度,韧性达到了最佳平衡。注意,S30V 还有一个 出色的兄弟款 S35VN,他们形态相似,但由于加入了铌元素,S35VN 无疑更易 打造。但是 S30V 如今还是相当普遍而且仍是我们的最爱之一。 三、高端款 1、154CM 相对硬度较高,普遍认为它是 440C 加入钼元素以后的升级版。相比于 440C, 拥有优越的锋利保持度,尽管铬含量稍低,但仍保留了出色的抗腐蚀能力。它有 适当的韧性,足以适应大多数用途需求。只要工具使用得当,就不难打磨。你会 发现像 Benchmade (蝴蝶) 这样的制造商生产的许多小折刀就是使用了 154CM 钢。 CPM154 与同样使用 Crucible 粒子冶金工序生产的其他合金有所不同, CPM 工序优化了碳化物粒子, 从而产生了这种略优的锋利保持度优越的钢材…但是是 否每个使用者都能说出他们的不同,那就不一定了。 2.ATS-34 普遍认为这种产自日本的钢, 等价于美国生产的 154CM 钢。 事实上, 它和 154CM 性质特征十分相似,大体来说,它作为高质量钢材的代表,非常受刀具制造者的 喜爱。ATS-34 拥有优越的锋利保持度,但实际上,它的抗锈蚀能力照比等级较 低一些的 440C 钢略逊一筹。 3.D2 D2 钢是一种工具钢,常常被当做‘半不锈钢’因为相比铬含量要求达到 13%的完 全不锈钢来说,它的铬含量不足,尽管如此,他的抗腐蚀能力还是不错的。另一 方面 D2 钢要比这一组中其他型号钢材硬度大的多,如 154CM 和 ATS-34,边 缘也就会保持的更好一些。那就是说,它不如许多其他钢材有韧性,打磨起来也 就要难得的多。实际上,如果你想拥有一把锋利的 D2 钢的刀,那就真的要变成 优秀的磨刀师傅。 4.VG-10 VG-10 钢与 154CM,ATS-34 十分相似,铬含量多一些,提高了抗腐蚀能力, 也含有钒元素使得它的柔韧性比这二者要好。它从日本起源,产生时间并不长, 日本刀匠手工制造的大马士革菜刀几乎都在使用这个钢材, 包括日本人给德国双 立人代工的那些大马士革菜刀。 所以, 日本产的高端菜刀比双立人性价比高多了。 现在 VG-10 慢慢由刀具公司 Spyderco (蜘蛛) 引入美国市场, 它真的硬度很大, 需要特别打磨,也有点易碎。 5.H1 H1 钢产自日本 Myodo Metals 公司,基本上是抗腐蚀能力最好的, 基本上不生锈, 是不锈钢的典型代表。当然,它的价格相当高,但是锋利保持度一般。所以,非 常适合制潜水用具。价格非常昂贵的材料哦。 6.N680 N680 钢, 氮含量 0.02%,铬含量 17%,因此相当耐腐蚀。比如说,如果你的 刀片经常接触盐水的话,那么这种钢适合你。这也是一种细晶体的钢,所以边缘 非常锋利。可以把它当做 H1 稍微廉价的替代品,拥有适当的锋利保持度,只是 没有 154CM 保持力那样强而已。 四、中高档 1. 440C 曾经,人们认为美国产的制刀钢材 440C 是一种优势全面的好钢材,然而如今与 许多市面上新涌现出的钢材相比,已经相形见绌了。这是一种不锈钢,在很多大 批量生产的小折刀中有所应用, 这是一个可信赖的实惠又优质的选择。它相当的 有韧性,耐磨,而且抗腐蚀。440C 刀片打磨起来相对容易。在这一组里面,它 的碳和铬的含量是最高的。 2. AUS-8 AUS-8 钢产自日本,与 440B 钢格外相似,与 440C 相比,防锈,抗腐蚀能力稍 强一些,但是硬度稍差。韧性也相似,但是锋利保持度不如一些碳含量更高的昂 贵的钢材。要记住,碳含量越大,钢材硬度和锋利保持度越大。十分容易打磨, 保持锋利。 3. CTS-BD1 依照 Cold Steel(冷钢公司)的要求制造,CTS-BD1 是一款产自美国的真空条 件下熔炼的不锈钢,基于 Carpenter 公司,经常被拿来与 AUS-8 和 8Cr13MoV 比较,由于其优越的边缘承受力,很多人会将它置于这二者之前。因为铬含量稍 多,它的耐腐蚀性更强。作为一种细晶体,碳含量较小的钢材,保持边缘形态相 对容易,但保持时间不会像 VG-10 之类的高碳钢那么长。 4. 8Cr13MoV MoV 系列的钢材产自中国足以媲美 AUS-8,但是碳含量略高,价格便宜。像 Spydecro(蜘蛛)这种制造商会应用这种钢材到他们生产的便宜折刀。 5. 14C28N 14C28N 不锈钢由瑞典公司 Sandvik 生产,硬质合金刀片硬质合金刀板杆。是他们生产的 13C26 的升级版。实 际上,Kershaw(刀具品牌)要求 Sandvik 将 13C26 钢加以优化,使其更加耐 腐蚀,于是生产出了 14C28N。在实验室里你就会发现,14C28N 里面增加了氮 含量, 减少了碳含量, 然而真正的秘诀是添加氮元素提高了抗腐蚀性。 总的来说, 一款震撼的重等级别钢材应该可以制成非常锋利的刀。很有可能你花了不到 30 美元就买到了一把钢材材质最好的刀。 五、中低档 1. 440A 非常像 420HC 但是碳含量多一些,提高了耐磨性和锋利保持度,但是削弱了抗 腐蚀性。 2. 420HC 一般把它当做 420 系列钢材之王,420HC 与 420 钢相似,增加了碳含量提高钢 材硬度。 尽管被列入中低档, 但是有些能力较强的制造商仍然可以运用热处理技 术使这种低廉的钢材实现最大价值,使其锋利保持度和抗腐蚀能力达到最优。事 实上,虽然它价格低廉,但这是最能抗腐蚀的钢材之一。 3. 13C26 这是 Sandvik 公司所制的 AEB-L 钢的翻版,起初是制剃须刀用的。与 440A 进 行比较,碳含量更高,铬含量降低,因此,硬度和耐磨性增强,但代价是耐腐蚀 性降低了。在实际应用中,他们性能十分接近,难以区别。Sandvik 公司之后又 生产了 14C28N,性能比 13C26 略高一筹。 4. 1095 这是最受欢迎的 10-系列标准碳钢,抗腐蚀性弱,锋利保持度一般。那么你为什 么还想要 1095 钢呢?答案在这,1095 钢是一款韧性钢,不易折断,易于打磨, 边缘极其锋利而且生产成本不高。因此,它十分适合制造大一些的重型刀片和生 存刀具,而不是滥用于普通日常携带刀具。许多制造商在 1095 制的刀具上加了 刀鞘,以防生锈,但是最简单的办法就是在表面涂层油。 六、低端款 1、420&420J 420 钢在质量排序中属于较低端钢材,但也能足够满足一般用途。它的碳含量相 对低一些,适合做较软的刀片,相比于高端钢材来说,边缘容易变钝。用 420 钢制的刀片用不了多长时间刀锋就会钝了,那就是说,它的柔韧性较高,抗锈蚀 能力强,但它一般对磨损和撕裂没有抵抗力。可想而知,由这种钢制成的刀一般 价格低廉,大批量生产。 2、AUS-6 产自日本,等价于 420 系列钢。一种软钢,品质不高,碳含量相对较低,但是 耐腐蚀性非常好。 制刀钢材性能图表 下面是对于钢材锋利保持度,耐腐蚀性,洛氏硬度,和耐磨性 几个方面的排序: 制刀钢材锋利保持度指数 制刀钢材耐腐蚀性指数 制刀钢材硬度 制刀钢材耐磨性指数 什么是 CPM 钢? CPM 代表 Crucible 粒子冶金工艺,这是制造优质的工具钢材的一 道工序。美国 Crucible Industries 是 CPM 钢的唯一生产商,就是 把金属溶液倒在一个小喷嘴中,利用高压气体,使其喷发成一片小液 滴。这些液滴冷却,固化,形成粉末形态,然后通过热等压使粉末粘 合压实。 成功之处在于 HIP (热等压) 工序确保每一个微粒成分均匀。 这也提高了钢材的韧性、耐磨性。 奥氏体和马氏体钢(austenitic、 martensitic) 奥氏体钢中镍含量高,因此缺乏磁性,相对较软,不适合做刀。它的 优点是,它的韧性和优越的耐腐蚀性,铬含量高,因此它最适合制成 刀叉, 勺子, 厨房的水槽之类的东西。 马氏体钢铬含量较少, 易锈蚀, 但是镍含量非常小,因而有磁性。真正区分出马氏体钢的是它的碳含 量较高,这种结构使它硬度更大,非常适合制作刀具。钢材制造商能 够通过快速冷却将奥氏体转化为马氏体钢。 大马士革钢怎么样? 大马士革钢产自印度,巴基斯坦这些中东国家,它的产生可以追溯到 公元前的古老时代。一开始就是两种不同类型钢材焊接而成,关于大 马士革钢有许多有关力量和能量的神话故事,如今,它因为美丽的外 观受到大家广泛欢迎。大多是用来收藏的。 其它考虑 记住,钢材不能代表一切。买刀的人应该注意,不要一味追寻最完美 的钢材,因为钢材并不是影响刀具性能的唯一因素。钢材分析已经成 为了一门科学, 不要轻易被统计数据所迷惑。 记住—上文所列出的那 些优质或高端钢材所制的刀片并不一定就比那些次等钢材制成的刀 更好。 制刀者所用的热处理技术也对刀具的最终性能影响巨大! 制刀者所用的热处理技术也对刀具的最终性能影响巨大! 制刀者所用的热处理技术也对刀具的最终性能影响巨大! 比如 Cold Steel(冷钢公司),他们的 CTS-XHP、CTS-BD1、 AUS-8A 钢材折刀,在美国做好最关键的工序---钢材热处理,台 湾工厂只负责其他工序。嘘---这是冷钢刀具号称高性价比的秘 密。 实际上,所有的现代钢材都足以适应大部分使用者需求,人们正在将 更多精力投注在小折刀的其他方面,比如刀的手柄还有其他特征。

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