钢材太多不知如何选?详解不同"钢材"的刀剑特点

百科   2024-11-14 08:01   江苏  
同样粗细材质的两根棍子哪个更易折断?
相信上面两个问题没有人会不知道。作为一种常识,刀剑同样适用~在其他条件都相同的情况下,性能就要看其本身的材质了。(单就刀剑长短来说,长剑的工艺较之短剑就更为复杂,对钢材的韧性与硬度要求就更高。)
本文详细介绍一下钢材的成分与分类,帮助大家了解钢材在冷兵器中的应用及性能。文字略多,可先收藏再看哦~
钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至1.7%之间的铁碳合金的统称。钢是以铁、碳为主要成分的合金,它的含碳量一般小于1.7% 。
图:碳元素在刀剑钢材中的含量示意图
钢的化学成分可以有很大变化,按化学成分可分为碳素钢(简称碳钢)与合金钢两大类。只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;碳钢是由生铁冶炼获得的合金,除铁、碳为其主要成分外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能,又有良好的工艺性能,且价格低廉。因此,碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展,碳钢的性能已不能完全满足需要,于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上,有目的地加入某些元素(称为合金元素)而得到的多元合金。与碳钢比,合金钢的性能有显著的提高,故应用日益广泛。比如现在广泛应用含铬或镀铬的钢铁来防锈(俗称不锈钢)。此种不锈钢降低了刀剑强度,提高防锈能力。铬钢在刀剑重普遍应用于太极剑。
在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今,钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。(了解更多刀剑详情,直接与师傅交流:longquanzsf)
由于钢材品种繁多,为了便于生产、保管、选用与研究,必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同,可将钢分为许多类:
(一). 按用途分类
按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
1.结构钢:
(1).用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。
(2).用作工程结构的钢。它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。
2.工具钢:用来制造各种工具的钢。冷兵器属于此类。根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。
3.特殊性能钢:是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。
(三). 按化学成分分类
按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢:按含碳量又可分为低碳钢(含碳量≤0.25%);中碳钢(0.25%<含碳量<0.6%);高碳钢(含碳量≥0.6%)。
合金钢:按合金元素含量又可分为低合金钢(合金元素总含量≤5%);中合金钢(合金元素总含量=5%--10%);高合金钢(合金元素总含量>10%)。此外,根据钢中所含主要合金元素种类不同,也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。(了解更多刀剑详情,直接与师傅交流:longquanzsf)
元素在钢材中的作用
碳:
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0.6%以上的碳,也称为高碳钢。
铬:
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。铬钢也正因为起耐磨性,所以开刃比其他钢材费工,且硬度不高,开刃意义不大。所以一般在冷兵器重的应用一般作为观赏、剑身、镇宅、COSPLAY。
锰:
重要奥氏体稳定元素,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:
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。(了解更多刀剑详情,直接与师傅交流:longquanzsf)
镍:
保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅:
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:
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:
增强抗磨损能力和延展性。在许多种钢材中都含有钒,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。
磷:
是有害元素,降低钢的塑性和韧性,出现冷脆性,能使钢的强度显著提高,同时提高大气腐蚀稳定性,含量应该限制在0.05%以下。
硫:
通常硫是有害元素,使钢热脆性大。导致材料易断裂或碎裂。
1)铬钢特点:
优点:不易生锈,耐腐蚀,耐酸,不易氧化,韧性好,可以做软剑。
缺点:硬度不高(软剑没有硬度)
硬剑硬度:HRC=45-52HRC(了解更多刀剑详情,直接与师傅交流:longquanzsf)
2)花纹钢特点:
花纹钢指通过折叠锻打将不同含碳量的钢材锻打到一起,通过不断折叠锻打去除钢材中的杂质,使钢材结构更加致密从而达到刚柔并济的性能(就龙泉宝剑为例,原料采用龙泉当地铁英砂炼制成草钢(毛铁)+高碳钢(T10)百炼折叠锻打而成。
优点:手工作品,纹理不规则,天然形成的花纹。可以配合更多工艺提高性能(添加工艺:覆土烧刃----增加刃口硬度),花样繁复有艺术美感,有收藏价值。
缺点:会生锈,需要保养。硬度高,制作周期长,报废率高 。
硬度:55-60HRC 未覆土烧刃的硬度在55左右,覆土烧刃硬度58HRC--60HRC 是否开刃:是(1.粗开刃-砍硬物:铁丝 2.细开刃-削纸,劈草席)达到58HRC砍铁丝 没有烧刃的4000以上57-59左右,4000以下的56左右;(了解更多刀剑详情,直接与师傅交流:longquanzsf)
3)锰钢特点
锰钢在冷兵器中也有应用,其优点为:价格低 ,硬度适中。粗开刃可砍铁丝。
缺点:会生锈 需要保养。
硬度:52-55HRC(硬度适中)
4)碳钢特点
大家知道,钢铁主要是由铁和碳元素组成,碳元素占比虽少,但是关系到刀剑的软硬。太软易弯或卷刃。太硬易断或崩口。碳钢是按照化学元素的分类命名的一种钢材,按含碳量的多少又分为高碳钢、中碳钢、低碳钢。在合理范围内高碳钢的硬度较高,单独做刀剑性能也相比中、低碳钢要好。这里主要讲下高碳钢的特点。
优点:硬度(较)高
缺点:会生锈,需要保养
硬度:55-58HRC 细开刃可削纸、粗开也可以做到砍铁丝。
看到这里,或许你已经明白,没有100%完美的钢材。要看什么用途,需要什么性能和效果。来决定它的制作工艺及成分。一件衣服光有好的料子还不够,还要有好的裁剪、缝纫与版型。好的刀剑除了基本的原料外,还需要一些特殊工艺处理,比如热处理与开刃研磨方法。(了解更多刀剑详情,直接与师傅交流:longquanzsf)

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