刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

2018年9月20日18:09:12
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关于钢材:

刃材是刀具的核心。最年来人们总在寻找更高性能的刚才。当然钢材本身并不是刀具性能的唯一决定因素。热处理,刃形、刀柄设计和柄材都对刀具是否能胜任一些特定工作有很大影响。这些因素很难衡量。你很难看出来一把刀子的热处理情况怎么样,你只能大概猜测刀子的设计是否合理。但是对钢材来讲,有很多的直观的参考因素。

这样说的话我们很容易掉进另一个--过分强调钢本身。刀具的内涵比钢材复杂得多,我们千万不能忘记这一点。另外,很多现代钢材的性能已经非常好了,所以我们在设计刀具的时候应该综合考量,而不仅仅在钢材的选择上花费时间。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

诸如"什么是最好的钢"和"把下面这些钢按照好坏排序"这种问题很常见。得到的回答往往不可能是完全正确的。因为这个问题的答案取决于刀子的用途,刃型,热处理情况,单纯的比较钢材是很不准确的。

开刃方式对性能的影响:

根据用途选择正确的刃材会大大提高工作效率。事实上,钢材选择对刀具性能影响是很显著的。假如一种很软,很脆的钢在50度的开刃角度下可以完成一件工作,那么当你在选择另一种更强壮,韧性更好的钢来完成同样工作的时候,你可以尝试40度,或者更小的开刃角度。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

硬度高,韧性好的钢的优势就在于可以在更小的开刃角度下保持住刀刃。开刃角度越小,切割能力越强。当你降低10度开刃角度的时候,很容易获得10倍的切割性能。

这样可以总结出如下规律:

如果你想通过选择更好的钢来提高性能的话,请尝试降低开刃角度。如果你把所有的钢都用同样的开刃角度的话,很快你就会对钢材选择失去兴趣了。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

比如有人说想从ATS-34升级到S30V,然后又声明说自己的刀子都在20度开刃角度下(比如定角磨刀器)。那为什么要多花钱升级到S30V呢〉?仅仅是为了那点耐磨性上的优势而不是其他性能的提高?如果有人把S30V使用在15度的开刃角度下,他会看到真正的切割性能的飞跃。这个时候你花在S30V身上的钱才真正发挥了作用。

常见开刃角度以及对应的刀具用途如下

17度:一般剃刀或者厨刀的最佳角度。刀刃十分锐利,但保持性差。

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20度:随身小刀或十分锋利的刀子的角度。可以提供相当锐利的刃面,比如水果刀、小猎刀。

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25度:野外用刀多是这个角度。比随身小刀有稍差的锋利性和较强的保持性。

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30度:刺刀、户外刀多为此角度,不容易变钝,易于研磨,但锋利性较差。

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刀具设计对性能的影响:

刚才我们从用户的角度解释了如何更好的提高钢材的性能。现在我们看一下刀匠师怎样发挥好钢的性能的。刀匠往往能通过改变设计来充分利用钢材的性能,从而提高刀具的性能的

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比如说,我们可以用ATS-34来做一把干硬活的战术刀。为了保证ATS-34能承受住大的压力,刀刃的厚度可能会稍微增加一点(牺牲切割效率),或者刀刃硬度下降一点(降低耐磨性),如果这个刀匠使用S30V,他也许可以考虑降低一点刀刃的厚度,提高硬度,从而提升刀具的整体性能。如果制作战斗刀,从1095升级到CPM 3v可以允许刀匠把整刀的厚度大大降低,同时还能显著提高切割性能和保持性。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

所以要想真正意义上的发挥更好的钢的性能,我们会要求刀匠随着钢材的变化改变刀具的设计,如果一个刀匠做的刀在更换钢材的时候设计完全一样,问问他为什么这样干。当然刀匠有的时候会做一些权衡,比如说某个刀匠特别善于某种刃形的打磨,或者刀匠宁愿提供同样的切割性能来避免误会,或者某个刀匠的客户只喜欢厚的刀子。。。所以在制作刀具的时候,跟刀匠沟通是很重要的。这样能更多了解你要的刀的详细性能,你才能在钢材选择上做出明智的决定。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

钢材的性能指标:

钢材的性能主要包括:耐磨性,强壮性,韧性,防锈性,保持性。

耐磨性:就像定义一样,耐磨性就是钢材耐磨损的能力。总体上讲,钢材碳化物的数量,种类,分布状态决定了耐磨性。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

强壮性:钢材能承受一定的压力而不发生永久变形的能力。对很多应用来讲,强壮性极其重要。当切割硬度很高的物体的时候,或者刀刃受到侧向压力的时候,强壮性是最关键的因素。对于钢来说,强壮性直接与硬度有关。钢材越硬,就越强壮。说明一下,洛氏硬度通常用来描述钢的硬度,注意是钢基质而不示碳基质。硬度低的钢有可能比另一种硬度高的钢有更好的耐磨性。比如S60V,就算在HRC56的情况下,依然比HRC60的ATS-34有更好的耐磨性。不过这个时候ATS-34要更强壮些。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

韧性:钢材在受到冲击时不受损坏的能力。比如崩口或者碎裂。韧性在砍剁这一类用途的时候是极其重要的,当刀刃在切割时接触到更硬的杂质的时候,韧性也是极其重要的(比如说纸板里经常含有硬度很高的杂质)。

刀匠经常要在强壮性和韧性之间做出抉择。总体来讲,在钢材的正确使用硬度范围内,随着硬度的提高,韧性下降。这不一定严格正确,但是在大多数情况下是准确的。另外,不同的热处理程序可以把钢材处理到相同的硬度,但是强壮性,耐磨性,防锈性会有所变化。

防锈性:防止氧化的能力。这种能力有助于钢材在腐蚀性环境下工作,比如盐水。另外,有很多物质是酸性的,比如很多种木头。微观的氧化可能致使随着时间增加,微观刀刃锯齿的的缺失。钢材中,自由铬的含量对钢材的防锈性起决定性作用--自由铬的意思是指没有跟碳化物聚合。所以说,跟碳化物聚合的铬越多,自由铬就越少,防锈性就越差,耐磨性就越高(应该是由铬带来的耐磨性加成)。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

刀刃保持性:刀刃保持锋利的能力。很多人误认为耐磨性跟保持性是一回事,准确来讲,是两码事。保持性是跟使用用途有关的特性,可以这样说,保持性是硬度,韧性,耐磨性的综合表现。不同的使用用途要求钢材不同的特性来体现保持性。比如,切割含有很多硬微粒的纸板的时候,韧性发挥着最重要的作用,因为这个时候刀子变钝主要因为微观的崩刃。在切削硬木的时候,强壮性发挥着最重要的作用,因为这个时候刀子变钝主要因为微观卷刃和挤压。耐磨性主要体现在切割耐磨材料的时候,比如地毯。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

钢材还有其他几个重要的特性

钢材能达到的锋利程度:很多钢材就算采用同样的打磨方式也能比其他的钢材能磨出更锋利的刀刃,微观结构更好的钢材比结构差的钢材能造出更锋利的刀刃。这对刀具的性能也有很显著的影响。加入一定量的钒能很容易的得到微观结构更好的钢材。另外,锻打的过程也是为了改造钢材的微观结构。所以钢材的选择,所选择的钢材的冶炼方式,都能影响切割性能。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

钢材的制造:纯净,杂质含量低的钢材往往比杂志含量高的钢材更强壮,韧性更好。

刀刃的微观锯齿:很多钢材制造的刀刃容易形成微观锯齿,这些钢材就算是按照推式切割的目的来抛光打磨,也会形成很多微观锯齿,有利于切割。

什么是"最好的钢"?

在理解了这些以后你会开始在基础上理解钢材和怎样选择钢材。经常看到人问,最好的钢是啥?答案取决于你要用来做什么和钢材将会怎样被热处理。这样问的人永远不会得到满意的答案。

刀具的钢材和刀剑本身性能有何关系?什么样的钢材才是最厉害的?

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