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发表于 2005-11-14 09:57
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刀
刀具钢材篇《转》
碳合金钢材：
这一类钢材是通常用于锻造的钢材,属于非不锈钢。其实不锈钢也是可以锻造的, 但非常困难。另外，同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端，而不锈钢不可以这样冶炼。当然，在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈，也比使用不锈钢风险大，但只要热处理方法正确，下面举出的所有的钢材都相当不错。
在AISI钢材命名系统中，10xx 是碳钢，其他的则是合金钢，例如，50xx系列是铬钢。在SAE命名系统中，带有字符标示的(例如, W-2, A-2)是工具钢。另外还有ASM命名系统，但它在刀具界中很少被提及，所以在这里我们可以忽略它。通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量，如1095约含0.95%的碳，52100约含1.0%的碳，而5160 则约含0.60%的碳。
O-1: 属油硬级(Oil-Hardening types)工具钢，而且是其中性能最佳者。0-1钢是朴实的基本的工具钢，也是应用得非常广泛的优秀钢材，用它制造的刀锋完全可以很好地胜任日常的用途，而且热处理很容易。其高锰伴同铬与钨可增加硬化能, 使钢材可不需剧烈水淬 (代之以油淬) 也能硬化至高硬度(HRc62)水平。O-1钢的加工性能强, 用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃，但耐腐蚀能力则较弱，容易生锈。适用于大量通常用途，也被追求实惠的制刀师们广泛使用。0-1刀锋保持力很强，一般来说0-1都能够被打磨得很精细。这种淬油工具钢类似于1095钢。Randall刀具和Mad Dog都用0-1。
0-6: 是仅次于0-1的容易热处理的钢材，但是极难打磨。完美的晶状结构和硬石磨粒子组成了这种超级坚韧耐磨的钢材。0-6的刀胚料都要经过高温碾压处理和精细打磨，高温碾压处理的价格还算合理。0-6胚料有种奇特的近似桔红色的光泽，非常坚韧，在打磨时这一点更显著，用它做出来的刀锋保持性出奇地好。
10-系列 (1095 ,1084, 1070, 1060, 1050, 等等) : 这类钢材最显著的特征是坚韧，在刀具业中，1095被用得最广泛。10-系列钢材，按从1095-1050排序，含碳量从高到低，可达到的打磨度也从高到低，但坚韧性却从低到高到最高。同样的，按从 1060-1050排序通常适应于制剑业。而对刀来说，用作刀锋的话，1050勉强可用，1060不错，1084更好，1095就很出色了。1095是一种很“标准”的碳钢材料，性能出色而且成本不贵，具有适当的坚韧度和打磨度。这是一种较单纯的钢材，容易生锈，它仅含有两种合金成分：0.95%的碳和0.4%的锰。KA-BAR系列和TOPS系列通常使用1095，再加上黑色涂层。
碳V: Cold Steel公司的专利钢材，一种经过精心冶炼的高级的碳合金钢，是冶金学和实验科学的杰作，它也是一种纯粹的碳合金钢，冷钢公司在其购买的大量高级碳钢材中加入少量合金元素增加了这种钢材的坚韧性和持久性，然后按照严格的规则滚轧获得最好的结晶化，使刀刃可以充分利用钢材中的结晶粒方向，使刀刃变得出类拔萃，这种生产流程使每把刀都有同样的优秀品质，甚至比昂贵的手工刀更佳。碳V是Cold Steel（冷钢公司）专用的术语，它并不一定是指某种特殊的钢材，确切地说，它指Cold Steel采用的任何一种钢材，代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。碳V 的成分和O-1很类似，性能大致在1095系列和O-1系列之间，抗锈能力和O-1差不多。曾听人说碳V就是O-1或1095，现在知道它们当然是不同的。很多业界人士坚持说它是0170-6，而又有人说它是50100-B，其实50100-B和0170-6是同一种钢材（见下文）。这就是今天的碳V的情况。
0170-6（50100-B）: 同一种钢材却有不同的名称：0170-6是炼钢业的叫法，而50100-B是AISI的命名。这是一种很不错的铬-钒钢，有点象O-1，但比0-1便宜。刚去世的 Blackjack曾用O170-6制造过一些刀。碳V可能就是0170-6。50100基本上是52100，但铬含量只有52100的1/3。而50100-B中的B表示这种钢材加入了钒，是铬-钒钢。
5160: 一种很普遍的高端钢材，它是在1060基础上多加1%的铬来增加硬度，具有很好的打磨度，但其更广为人知的是杰出的坚韧性（象L-6一样）。这是一种非常出色的做长剑的钢材，如果是长刃刀剑，硬度最好控制在HRC50；而用做工作刀具的话，加工到60HRC都无妨。用5160做的刀具刀锋保持性非常好，通常被用于制造剑类（硬度低于HRc50）和使用强度大的刀具（最高硬度大于HRc60）。
52100: 一种滚珠轴承钢，一般不容易找到打磨尺寸合适的胚料，但它具有刀锋保持力和坚韧度非常好。52100是把5160重加工，加入更多合金成分和碳(52100约含1%碳，而5160含有0.60%碳)，以达到更高的硬度。和5160一样，它也有亮黄色的金属光泽。比5160的打磨度好，但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不如5160那么高的刀具。
A-2: 一种高韧性耐磨工具钢材, 属风硬钢(Air-Hardening steel), 含碳量很高, 约1%，经热处理后硬度可达HRc57, 铬含量约5%, 经打磨后钢材表面光泽较暗。耐腐蚀性强, 延展性也很强, 并且有很好的抗退火能力和抗变形能力，打磨起来比0-1更困难，但也没到很极端的程度。因为钢材中加有5%铬的缘故，所以锯料过程比较艰难。A-2是一种非常特殊的钢材，抗磨损能力特别强，又以很好的坚韧性和打磨度而著名。因为是压缩钢，所以不能指望它可以进行分段冶炼，突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。其他几种A-系列钢材都很适合用来做刀刃。Chris Reeve和Phil Hartsfield都采用A-2，而Blackjack的几款刀也是用的A-2。
D-2: 高碳高铬工具钢, 属风硬钢(Air-Hardening steel)，杰出的制刀钢材，被广泛应用砍伐刀或猎刀的制作, 也经常被用做切割钢材。具有近乎完美的抗磨损能力，即使钢材经过完全退火，这种抗磨损能力仍然能够保留。它的含碳量高达1.5%, 含铬量亦高达11.5%, 经热处理后硬度可达HRc60, 但相对地廷展性较弱, D-2的退火温度比A-2要高，而且无法得到真正的镜面抛光表面，它有个缺点就是如果要做高光表面处理时，它的表面会出现桔皮状剥落现象。D-2 有时被叫作“半不锈钢”，但达不到不锈钢的程度，它比上面提到的碳钢的抗锈性都好，也有很优秀的打磨度。Bob Dozier爱用D-2。
L-6: 属油硬级(Oil-Hardening types)工具钢，是一种用于作锯片的钢材，最常用在伐木工具上，除此之外一般很难见到其它地方用它。热处理后硬度能达到HRc57，这样的刀锋适合大多数切割用途，特别是回卷形的刀锋尤其适用。其特点是坚韧度和打磨度都很好，但容易生锈，这是简单型碳钢的通病。L-7 和它很近似，只是含碳量更高一点。和0-1一样，L-6是锻工的最爱。如果你不计较成本，这是制刀的最好选择之一，尤其是坚韧性要求高的刀具。
M-2: 一种高速钢，可以承受很高的温度，所以被运用在高温下的切割工作中，如果用来做刀，有一定挑战性，但可以在退火之前就完成刀刃的表面处理。M-2可能比D-2的刀锋保持性更好，但它更脆，所以不适合做大型刀具。它可以达到非常优秀的打磨度，而坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材，但比不锈钢好，打磨度也胜过不锈钢。Benchmade在AFCK系列中开始用到M-2。
W-2: 高碳工具钢材被命为W型的为水硬钢(Water-Hardening Steel), 在工具钢中价格最低。W-2钢材经热处理可达至高硬度(HRc65), 而且容易局部硬化, 以使邻近各部位硬得可以耐磨, 软得容易加工, 因此加工性极优良, 故用途广泛。但W-2耐腐蚀能力很差, 故钢材之表面多以涂层保护。这种钢材由于含有0.2%的钒，因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。另外大部分锉刀都用W-1（一种与W-2很相似的钢材，只是W-1不含钒）。
Vascowear: 是一种非常昂贵，很难找到的高钒钢材，加工非常困难，但抗磨损性出奇地好。未用于产品化刀具生产。
“不锈钢”钢材：
首先请记住，没有真正不锈的钢材，如果不保养，所有的钢材都会生锈。但是下面这些钢材由于含有高于13%的铬，所以具有比上面提到的钢材高得多的抗锈能力。我要指出的是并没有一致的标准来规定钢材需要含多少铬才能被认为是不锈钢。在刀具界，实际上规定为13%，但ASM金属手册说“大于10%”，而另一些书记录又不同。另外，其他合金元素的含量对含铬量要求的影响很大，如果使用的合金得当，即使含铬量较低也能达到“不锈钢”品质。
420J: 比440系列低的碳含量(<0.5%)，非常柔软，不能打磨，经热处理后硬度只有HRc52-55, 耐损性等各方面的性能并不太出众。因较容易切割及打磨, 故适宜用作大量生产厂制刀具，也被用于生产低成本刀具，420J钢因碳含量低而耐腐蚀能力极强, 故也是生产潜水刀具的理想钢材。但其过于柔软，不能用于日常实用刀具。
425M: 420系列钢材的改良品种, 定名为425M, 将含碳量提高至约0.55%, 并加进1%的钼, 经热处理后可达理想硬度(HRc58), 却保留了420系钢材之优良加工性, 故极宜应用于厂制刀具。美国BUCK及GERBER两大刀厂已于90年代选用425M作为其刀身材料。
440 A, 440 B, 440C: 含碳量和硬度由A-B-C逐次增加（A-0.75%，B-0.9%，C-1.2%）。这三种钢材的抗锈能力都不错，440A最好，而440C相比最低。SOG SEAL 2000用的是440A，Randall用440B来生产他们的不锈钢刀具。普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好，尤其是经过优质热处理的440A（SOG的440A热处理很受好评，不知道他们请谁来做这个），440B更加结实，而440C是最优秀的。440C用的非常普遍，是目前用在高档批量刀具市场上的优质不锈钢，其强度及锋利性甚于ATS-34，含铬量高达16-18%，可能是第二最常用的不锈钢（仅次于ATS-34），也是最早被刀匠接受的不锈钢，而且一直很受欢迎，尤其是在零下处理流程被开发出来后，这种处理加强了钢材的坚韧度。在打磨时，它的缺点是粘性比较大，而且升温很快，但它比任何碳钢都更容易打磨，用手锯切料也容易得多。440C的退火温度很低，硬度通常达到HRc56-58，耐蚀性和韧性都很强，现更广泛应用于手制刀及优质厂制刀具。保养得好的话，这种材料的刀刃是非常出色和耐用的。
AUS-6, AUS-8, AUS-10 (AKA 6A, 8A, 10A): 日本不锈钢材，大略与440A(AUS-6, 含碳0.65%)、440B(AUS-8, 含碳0.75%)、440C(AUS-10, 含碳1.1% )相似。AUS-6被用来制造Al Mar的刀具；Cold Steel使用AUS-8，从而使这种钢材变得很普遍，AUS-8是一种高碳低铬不锈钢，经过长时间证明具有非常优秀的折中特点，既坚硬又坚韧，既不易生锈又能保持锋利长久，刀锋耐损性及韧性皆达优异水平, 多被应用于日本制优质刀具。Cold Steel的热处理方法使AUS-8的打磨度不如ATS-34，但也使它更柔软，或许也更坚韧。AUS-10 的含碳量近似于440C，但是含铬量降低，因此抗锈能力也相应下降，不过也增强了坚韧性。这三种钢材都加入了钒（这是440系列没有的），因此增加了抗磨损能力。
154-CM: 美国产的优质不锈钢材，目前最热的高端不锈钢之一。含碳量约1.05%, 经热处理后硬度可达HRc60-61。154-CM是最初的美洲版本，铬含量达15%, 钼含量达4%，故定名为154CM。耐腐蚀性、刀锋耐损性及韧性都很强, 但售价较高。由近代手制刀之一代宗师R.W.Loverless率先所采用。它的加工和打磨虽没440C容易，但是154CM的成品无论硬度和坚韧度都比440C有明显优势。154CM 的命名并不符合命名规则，只是制造商的产品名。
ATS-34: 日本“日立金属工业”针对美制154CM 而开发的优质不锈钢, 用料和成份与154CM相近, 而各方面之性能都达到了154CM的标准, 但价格则较低。ATS-34是一种被手工刀和高端量产刀用得最广泛的昂贵不锈钢，现已成为手制及优质厂制刀具应用的主流。ATS-34也属于高碳钢，其硬度可作到HRc59-61，打磨度非常好，即使硬度如此高仍然具有足够的坚韧度，抗锈能力不如440系列，是目前最好的刀刃钢材之一。
ATS-55: 日本“日立金属工业”继ATS-34后开发的优质钢材，和ATS-34很相似，但去掉钼，加入了其他一些元素。目前对这种钢材所知不多，但它看起来具有似乎是保留了ATS-34的优秀打磨度并增加了坚韧性。钼是高速钢生产中一种昂贵而有用的元素，而刀锋并不需要用到高速钢，所以去掉钼可以大幅度降低钢材成本，且仍然保持了ATS-34的特性。整体而言, ATS-55性能稍逊于ATS-34, 但比G-2优秀。Spyderco选用这种钢材。
三美III（San Mai III）: Cold Stell公司出品的一种非常昂贵，品质极佳的日本薄片层压钢材。以坚硬的高碳不锈钢夹在中间作为刀刃的核心，上下各加一层韧性和弹性都很好的不锈钢来辅助和增强，最后的成品具有两种材料钢的特性，这种碾压出来的钢材比特韧的AUS 8A坚固25%。三美III的特征是刀锋处的线涡纹路，遍及整个刀刃的边缘，是由于打磨时各钢层显露出来而形成的。每把刀的线纹长度各有不同，因为每一片三美III都是独一无二的。象AUS 8A不锈钢一样，三美III由现代精确传送熔炉热处理和零下低温淬水流程，改进钢材的微观结构，去掉杂质。最后的成品刀刃比一般不锈钢刀刃具有更好的弹性和保持性。
BG-42: 极优质不锈钢, 含碳量1.15%, 含钒量则高达1.2%，故钢材组织微粒细密, 经热处理后硬度可达HRc60-61, 加工性优, 耐腐蚀性极强, 韧性亦佳。BG-42最初被应用于航天工业, 作为制造滑轮及机轴等的材料, 因此价格颇高。Bob Loveless 最近宣称他从ATS-34转向这种钢材，这是个征兆，BG-42在某种程度上与ATS-34近似，而有两个最大的不同之处: BG-42有两倍于ATS-34的锰含量，和1.2%的钒含量 (ATS-34不含钒), 所以可知它比ATS-34的打磨度更好。Chris Reeves 在生产Sebenzas时也从ATS-34转向了BG-42。
Cowry X(RT-6): 日本“大同特殊钢 (株)”于1993年开发的超级粉末系列合金钢材, 为近代日本冶金技术的新突破, 现已被日本刀匠们应用于大型砍伐刀具, 钢材含碳量高达3%, 经热处理后硬度可达HRc67。
Cowry Y(CP-4): 日本“大同特殊钢 (株)”于1993年开发的优质粉末系列合金钢材, 含碳量达1.2%, 更罕有地混入金属元素“钶”达0.2%, 经热处理后硬度可达HRc63, 却仍保有极佳的延展性。
CPM440V: CPM(Crucible Particle Metallurgy)粉末系钢材，美国Crucible原料公司开发的新一代刃具钢, 厂方曾声称CPM440V为超级钢材(Super custom knife steel of the 90's)，比目前市场上的所有不锈钢都经久耐用，但是它过于坚硬而难于打磨（因此它具有空前的刀锋保持性），但反过来，也就不需要经常打磨。虽然CPM440V之含碳量比传统的440C多出近一倍, 经热处理後得出之硬度却只为HRc57-58, 皆因受其他所含原素之影响(5%之钒, 17%之铬)。其真正杰出之处在於保留刀锋之耐损性及延展性这两方面, CPM440V售价很高, 故多应用于手制(刀匠手作)刀具。
CPM420V: 美国Crucible原料公司於1996年再次研制出较CPM440V更高一级的CPM钢材, 它比CPM440V多出近一倍的钒及钼含量, 故能保有更优越的刀锋耐损性及耐蚀性(比CPM440V优秀25-50%)，或许比440V的坚韧度也更高。经热处理后的硬度则与CPM440V相等。CPM420V售价昂贵。
GIN-1（AKA G-2）: 日本“日立金属工业”研发的优质钢材，性能与8A相近, 但硬度则比8A稍软(HRc57-58), 价格较低。一种很好的不锈钢，含碳量略低，含铬量略高，而钼含量比ATS-34低，是一种低成本的钢材，经常被 Spyderco选用。
ZDP-189 : 日本“日立金属工业”于1996年开发的新型粉末钢材, 其研发目标与“大同特殊钢 (株) ”的Cowry X钢材一脉相承, 是具有优良加工性能的超硬合金钢, ZDP-189含碳量达3%, 含铬量亦高达20%, 经热处理后硬度可达HRc67, 加工性能极优, 金属组织微粒比ATS-34及440-C更均匀细密, 耐蚀性及韧性均良好, 故“日立”对外宣称ZDP-189为“跨向21世纪的次世代刃具钢”。
VG10 : 日本“武生特制钢” 开发的“V金10号”不锈钢材, 是“V金”系列钢材中的最优级别, 含碳量约1%, 含钼1.2%及钴1.5%, 经热处理后硬度可达HRc60-62。VG-10最显著的特性是可以造出非常非常锋利的刀锋，而且是非常完美的刀锋。它的加工性能优秀, 韧性和耐腐蚀性都很强, 以VG-10 作刃材的刀，其刀锋保持度都比常用不锈钢的刀要好得多，多被应用与优质刀具。Fallkniven 的产品多采用这种钢材。
大马士革（DAMASCUS）: 是一种被广泛制造的钢材，因此几乎不可能精确地定义它，不过有一点是无庸置疑的：它比任何其他类型的钢材都更受收藏家的青睐。每个铁匠做出的大马士革都略有不同，而且层数差别很大，从最简单的三层开始到数百层，甚至有人用每击40吨的压力将300层钢箔冲压成大马士革。无论哪一种大马士革都是非常美丽的。
附：钢材中的化学元素及其作用
碳（Carbon）:存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.5%以上的碳，也成为高碳钢。
铬（Chromium）: 增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。
锰（Manganese）: 重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。
钼（Molybdenum）: 碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼，这样它们才能在空气中变硬。
镍（Nickle）：保持强度、抗腐蚀性和韧性。出现在L-6，AUS-6和AUS-8中。
硅（Silicon）：有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨（Tungsten）：增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。
钒（Vanadium）：增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM440V和420V含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。
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发表于 2005-11-13 08:32
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