圖片來源:大馬士革刀丨匠人工坊
人們在選擇戶外刀時,最看重的莫過于刀具鋼。經(jīng)常有讀者問匠人工坊,你們的大馬士革刀是用什么鋼材鍛造的?這個問題既好回答,又不好回答。保守商業(yè)秘密只在其次,更主要的是,現(xiàn)在不像古代,只有烏茲鋼等有限的幾種鋼材可供選擇。現(xiàn)代工業(yè)造就了成百上千種優(yōu)質(zhì)鋼材,雖然他們當(dāng)中絕大部分不是為了鍛造刀劍而特意生產(chǎn)的,但刀匠通常會嘗試用很多新型鋼材作為折疊鍛打的基礎(chǔ)材料。事實上,對于一個刀匠來說,不斷搜集各種各樣的鋼材,嘗試進(jìn)行混合鍛打,積累經(jīng)驗并期待奇跡發(fā)生,已經(jīng)成為一種樂此不疲的職業(yè)病。以下內(nèi)容由匠人工坊整理,轉(zhuǎn)載請注明出處。
△圖:匠人工坊手鍛大馬士革刀
今天就來介紹一些適合作為刀具鋼的現(xiàn)代鋼鐵材料。這些鋼材,也是工匠鍛造大馬士革刀的基礎(chǔ)材料。把它們和熟鐵、輔料混合鍛打,可以制作成各種性能的手鍛合金鋼,即手鍛大馬士革鋼。
先來溫習(xí)一下什么是鋼。鋼基本上是碳和鐵的合金(即混合物),通常富含一些元素以改善鐵的某些特性。
在刀具工業(yè)中,通過改變添加元素的類型,以及軋制和加熱的工藝,來生產(chǎn)不同類型的鋼。最終,能否成為優(yōu)秀的刀具鋼,主要看這五個關(guān)鍵特性:
1、硬度
硬度是在鋼受到壓力時抵抗變形的能力。刀具鋼的硬度與刀的強度直接相關(guān), 通常使用Rockwell C(又名“HRC”)測量。
2、韌性
韌性是指在受到?jīng)_擊或“突然負(fù)載”時能夠抵抗裂縫或破碎等損壞的能力。簡言之就是抗崩口和折斷的能力。崩口是刀具最大的敵人,很難修復(fù)。有許多不同的測量韌性的方法(夏比Charpy,伊佐德Izod)。一般來說,鋼越硬,它的韌性就越差。
3、耐磨性
耐磨性是鋼能夠承受磨損的能力。當(dāng)較硬的顆粒通過較軟的表面時會發(fā)生磨損。當(dāng)碎屑從一個表面移出并附著在另一個表面上時會發(fā)生粘合劑磨損。耐磨性通常與鋼的硬度相關(guān),但也受鋼的特定化學(xué)性質(zhì)的影響很大。在硬度相同的鋼中,具有較大碳化物的鋼(認(rèn)為是微觀的,堅硬的,耐磨的顆粒)通常會更好地抵抗磨損。然而,碳化物會變脆并且開裂,從而降低韌性。
4、耐腐蝕性
耐腐蝕性是抵抗腐蝕的能力,例如由濕氣、鹽等外部因素引起的生銹。請注意,較高的耐腐蝕性,往往要以犧牲硬度和切割能力為代價。
5、銳度保持性
鋼材打磨成刀刃之后,刃口邊緣保持其銳度的時間。這方面還沒有統(tǒng)一的測量尺度,目前只能通過主觀判斷來做比較。
△圖:匠人工坊手鍛大馬士革刀
不幸的是,“最好的刀具鋼”并不能使一塊鋼材的各項指標(biāo)全部最大化,而只能是一個折衷和平衡。其中最重要的平衡,是強度和韌性。有些刀具可以做得特別硬,但如果將它們和更加堅硬的物體碰撞,就會碎裂。換一種情況,如果刀身非常堅硬并且能夠有很好的彈性,又很難讓它的邊緣保持銳度,也就意味著將要在鋒利度上做出妥協(xié)?;旧?,給鋼增加更多的碳或者碳化物可以使鋼變強,但通常會降低韌性。另外需要注意,“不銹鋼”這一術(shù)語其實是一種誤導(dǎo),大多數(shù)類型的鋼暴露在環(huán)境中,經(jīng)過一定時間都會發(fā)生變色。通過添加一些物質(zhì),可以使鋼材對外界的影響變得盡量遲鈍,但同樣要以犧牲強度和邊緣銳度為代價。
△圖:匠人工坊手鍛大馬士革刀
普通刀具鋼
最常見的刀具鋼分以下幾類:
1、工具鋼
主要用于切削工具的硬質(zhì)合金鋼。流行的有D2,O1和Crucible的CPM系列(即CPM 3V),以及更先進(jìn)的高速鋼,如M4。
2、碳鋼
通常用于粗糙使用,更看重韌性和耐用性。比如生存刀和砍刀。它們可以打磨得非常鋒利,并且相對容易多次打磨。一旦鋒利度降低,在大青石上重新磨一下,就又鋒利如初。由于碳鋼當(dāng)中的鉻含量低,所以更容易發(fā)生腐蝕。最受歡迎的刀具碳鋼是1095。
3、不銹鋼
不銹鋼基本上是用碳鋼添加鉻,以抵抗腐蝕。有時也會同時添加其他元素,來獲得進(jìn)一步的性能。這些元素提高了刀具的抗腐蝕能力,但通常要以犧牲韌性和強度為代價。常用的刀具不銹鋼有400,154CM,AUS,VG,CTS,MoV,Sandvik和Crucible SxxV系列鋼。請注意,要獲得真正的不銹鋼,至少要含有13%的鉻。
主流的刀具鋼
以下介紹一些世界各地刀匠使用比較多的刀具鋼。
CPM S110V
邊緣保持性:10;耐腐蝕性:6;易于打磨:1;市場人氣:1。
CPM S90V
邊緣保持性:9;耐腐蝕性:5;易于打磨:1;市場人氣:3。
Crucible的CPM S90V鋼,在耐磨性和邊緣保持性可以達(dá)到常用鋼材的頂峰。它的碳含量非常高,并且含有大量的釩,價格相對昂貴。本文由匠人工坊整理發(fā)布,轉(zhuǎn)載請注明出處。匠人工坊傳承古法,專業(yè)制作手鍛大馬士革獵刀,茶刀,工藝收藏刀。
M390
邊緣保持性:9;耐腐蝕性:7;易于打磨:2;市場人氣:6。
M390是新型的超級鋼之一,由Bohler-Uddeholm公司制造。它采用第三代粉末金屬技術(shù),專為需要特殊耐腐蝕性和極高硬度的刀具而開發(fā),具有出色的耐磨性。鋼材中添加了鉻,鉬,釩、鎢,以促進(jìn)鋒利度和邊緣保持性。與ZDP-189不同,它的大多數(shù)碳化物由釩和鉬形成,留下更多的游離鉻以抵抗腐蝕。
M390的硬度可以達(dá)到60-62 HRC(匠人工坊手鍛大馬士革刀的硬度通常為58-62。一般認(rèn)為,硬度達(dá)到55以上,即屬于高硬度刀具)。Bohler稱這種鋼為“Microclean”,它可以拋光成真正的鏡面。
ZDP-189
邊緣保持性:8;耐腐蝕性:4;易于打磨:1;市場人氣:2。
日立生產(chǎn)的ZDP-189,是另一種含有大量碳和鉻的新型超級鋼,可以達(dá)到難以置信的超高硬度。ZDP-189平均硬度約為64HRC。一些刀具制造商經(jīng)過加工,甚至可以令其達(dá)到66HRC的變態(tài)級硬度。當(dāng)然,在這種硬度水平下,您可以獲得出色的邊緣保持力,但代價是打磨極為困難。它的鉻含量約為20%,照常理來說應(yīng)該有很好的抗腐蝕性,但事實卻并非如此。ZDP-189中大量的碳與鉻配對形成碳化物,只留下了較少的游離鉻。因此,雖然它比S30V更硬,更耐磨,但也更容易腐蝕。
ELMAX
邊緣保持性:8;耐腐蝕性:5;易于打磨:3;市場人氣:6。
歐洲Uddeholm公司(現(xiàn)為Bohler-Uddeholm)推出的Elmax,是一種高鉻,高釩,高鉬的粉末合金鋼,具有極高的耐磨性和耐腐蝕性。Elmax屬于不銹鋼,但在很多方面可以媲美碳鋼的性能。它可以獲得極好的邊緣保持力,同時保持極佳的抗銹性,可以說是最好的全能型刀具鋼。
CPM-20CV
邊緣保持性:9;耐腐蝕性:7;易于打磨:2;市場人氣:4。
CPM-20CV是一種粉末冶金(PM)工具鋼,其耐磨性和邊緣保持性令人印象深刻。由于鉻含量高,同時具有高度耐腐蝕性。
CTS-XHP
邊緣保持性:8;耐腐蝕性:6;易于打磨:5;市場人氣:4。
產(chǎn)自美國Carpenter的 CTS-XHP,是另一種相對較新的刀具鋼,具有非常好的邊緣保持力,硬度可以達(dá)到61HRC。它也是一種粉末冶金鋼。Carpenter的技術(shù)人員開發(fā)出了極細(xì)的粉末顆粒,從而實現(xiàn)了目前相對卓越的性能。它比S30V在邊緣保持力方面略有優(yōu)勢,但在打磨過程中需要花費更多精力。
△圖:匠人工坊手鍛大馬士革刀
CPM M4
邊緣保持性:9;耐腐蝕性:2;易于打磨:2;市場人氣:2。
CPM M4是一種高性能工具鋼,韌性優(yōu)于絕大多數(shù)碳鋼。與所有的CPM鋼一樣,CPM M4采用Crucible專利的Crucible Particle Metallurgy制造,與傳統(tǒng)工藝相比,材質(zhì)更加均勻,穩(wěn)定和可研磨。CPM M4含有高劑量的鉬(M代表鉬),另外含有釩和鎢,以及相當(dāng)多的碳,極好地平衡了耐磨性和韌性水平。它的可以達(dá)到62-64HRC。但注意M4是碳鋼,不是鉻含量相對較低的不銹鋼。因此,M4的抗銹性能并不高。一些刀商喜歡在M4鋼刀上增加涂層,以提高抗腐蝕性,但這又會給刀具帶來新的弱點,這里就不細(xì)說了。本文由匠人工坊整理,轉(zhuǎn)載請注明出處。匠人工坊是一家手工刀坊,傳承古法制作手鍛大馬士革獵刀,茶刀,工藝收藏刀。
CPM S35VN
邊緣保持性:7;耐腐蝕性:7;易于打磨:5;市場人氣:8。
2009年,Crucible和Chris Reeve推出了一款優(yōu)質(zhì)S30V鋼,并命名為S35VN。通過使用更精細(xì)的晶粒結(jié)構(gòu),并添加少量的鈮(N代表鈮),使S30V更容易加工,同時提高了韌性和銳化能力。
CPM S30V
邊緣保持性:7;耐腐蝕性:7;易于打磨:5;市場人氣:7。
CPM S30V(通常簡稱為S30V)由美國Crucible公司生產(chǎn),具有出色的邊緣保持性,可輕松抵抗生銹。在美國,S30V通常用于制作高端口袋刀和昂貴的廚房餐具。釩碳化物的引入為鋼合金基體帶來了極高的硬度。
154CM
邊緣保持性:6;耐腐蝕性:6;易于打磨:5。
一種相對較硬的鋼,是在440C基礎(chǔ)上添加鉬的升級版。與440C相比,它具有優(yōu)良的邊緣保持性。雖然鉻含量不高,在耐腐蝕方面仍然有表現(xiàn)的不錯。它的韌性足以滿足大多數(shù)用途,打磨也相對容易。
ATS-34
邊緣保持性:6;耐腐蝕性:6;易于打磨:5。
這種鋼可以認(rèn)為是日本版的154CM,它與美國154CM的特性極為相似。ATS-34具有很好的邊緣保持力,但比440C更容易生銹。
D2
邊緣保持性:8;耐腐蝕性:2;易于打磨:3。
D2鋼是一種工具鋼,屬于半不銹鋼。13%的鉻含量使它還不足以稱為全不銹鋼,但它的耐腐蝕性仍然優(yōu)于多數(shù)碳鋼。另一方面,D2鋼比具有抗銹性能的同類鋼更硬,例如154CM或ATS-34,因此它的邊緣保持性更好一些。
VG-10
邊緣保持性:6;耐腐蝕性:7;易于打磨:6。
VG-10鋼非常類似于154CM和ATS-34,鉻含量略高,可提高耐腐蝕性,但也含有釩,這使得它比這兩種鋼更加堅韌。它起源于日本,并被Spyderco等刀具制造商引入美國市場。它相對較硬,可以非常鋒利,同時具有合理的韌性。
H1
邊緣保持性:2;耐腐蝕性:9;易于打磨:8。