比不锈钢软的金属(「科普」小议材质对刀具锋利度的影响)

Posted 2023-05-30

篇首语：没有完美的个人，只有完美的团队!本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了比不锈钢软的金属(「科普」小议材质对刀具锋利度的影响)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

比不锈钢软的金属(「科普」小议材质对刀具锋利度的影响)

总有句话说“刀快不快只在于磨”，这在大多数的情况下是没问题的，但有一定的局限性。对于绝大多数普通用户的使用要求以及他们所使用的普通刀具来说，刀不快了只要再磨磨就好完全正确。不过绝大多普通消费者所理解的“快”和刀具能达到的极限锋利度相差很远。而且可能会有一把刀能被磨得“吹毛断发”而另一把刀却怎么都磨不到这种程度，这就不是单单靠磨就能解决了。这种现象的原因（摒除磨刀技术差异）就是因为两把刀材质不同所造成的。肯定的说，材质对于锋利度有影响。本文就从这个角度相对系统的谈一下刀具的材质对锋利度有怎样的影响以及怎么样去影响。

首先说决定一把刀的锋利度在于刀锋的几何形状。（很多人秉信“硬度决定锋利度”，这是一个挺让人难受的说法，不能说完全错误但绝对的不准确，就好像说“咸度决定一个菜好不好吃”。准确的说合适的硬度【太低太高都不可以】是高锋利度的必要条件但不是充分条件，为什么下面细说。）刀刃的角度越小，刀刃的厚度越薄，那么刀的锋利度就越高。决定刀锋能达到的几何形状上限的就是材料，不同的材料结果是不同的。换句话说，不是所有的钢材都可以把刀锋打磨得非常薄而且刃角特别小。

一把刀如果想要达到极限的锋利度必须要求材料可以支持将刀锋打磨的非常薄而且刃角非常小，同时还能有足够的强度令其保持在这个状态下。说的更具体点就是：需要材料有适合的硬度和韧性。太硬但缺乏韧性的材质会令刀锋还没到极限几何形状的时候就破碎掉；而太软韧性又高的材质会令极限几何形状很难打磨到同时无法稳定的保持。（从这一点就可以看出要根据不同刀的使用需要来选择适合的材质而非线性的某一个方向就一定好，大部分正统品牌的产品都会根据目标对象在两个极限之间选择一个不同的平衡点。）而决定材质所能达到的极限几何形状的是它们的微观组织结构。

首先说决定钢材硬度的主要元素是碳，而不是铁。说的更专业一点，应该是钢材中的“ 碳化物”，例如每种钢材中都会有的铁碳化物Fe3C，它们是形成钢材硬度的决定力量。而钢材中根据合金成分碳化物会有很多种，例如碳铬化物碳锰化物碳钼化物等等等等，每种碳化物物理性状都不一样，例如硬度大小在金属晶体中的形状和分布状态等。是的，不同碳化物的硬度是不同的，所以在碳含量相同的情况下不同成分的钢材所能达到的硬度上限不同。不是很多人想象的通过热处理可以无限提升钢材硬度。在各种碳化物中最基本的铁碳化物实际上硬度最低，只有69HRC左右，而淬火马氏体硬度上限只有66左右，所以传统碳钢的极限硬度也最多只有66HRC，商家吹嘘的碳钢能达到6768乃至逼近70的硬度是不可能的。而其他所有常见合金元素（铬钼钒锰钴钨氮等等）的碳化物都比铁碳化物要硬，而且很多还硬不少。这就可以解释了一个现象：为什么碳钢刀虽然硬但是相对容易打磨，而不锈钢软但难难下肉。这是因为不锈钢中的其他碳化物例如最常见铬碳化物等都要比碳更硬。（当然决定好磨与否的不光是硬度，从材质微观上说还有晶粒的粗大程度金相构成等等在此不过多展开）

虽然纯碳钢中的铁碳化物（相对）硬度最低，然而它却有个非常大的优点，那就是适当的热处理后它的晶粒最小，所有传统工艺下（粉末工艺除外）其他合金元素的碳化物基本上都要比铁碳化物大。晶粒细腻的结果就是：1它可以被打磨到相当薄的程度，2它会有更高的韧性。最直观的结果就是碳钢更容易打磨得异常锋利而且还有非常好的保持性。相对其他碳化物例如不锈钢中的铬碳化物，它们相对铁碳化物来说要粗大的得多，打个比方，如果分别用碳钢中的铁碳化物和普通不锈钢中的铬碳化物来做一支笔，那么碳钢做成是圆珠笔，不锈钢出来的则是刷子，它们写出的字粗细是绝对不同的，碳钢明显要细得多。这就是为什么普通不锈钢很难磨到极致的锋利度。

显然普通不锈钢的这种特点令其很难达到高品质刀的性能，因此随着近年来冶金学工艺的进步有了新的合金元素和制造工艺令不锈钢性能大大提升，例如研发新的合金材料，例如粉末冶炼工艺。

合金元素钼和钒等是强烈的碳化物构成元素，它们会优先同钢材中的碳结合形成各自的碳化物，而这些元素的碳化物更硬同时相对晶粒比铬钢要细小得多。因此含有这些元素的钢材就要比普通的不锈钢可以获得更高的性能——更高的锋利度以及更长的保持性。当然对于传统冶炼工艺来说这些高性能的获得也必须在正确的热处理的前提之下。热处理绝不是很多人以为的把刀烧热了往凉水里一插，某些“大神”将当代西方精密热处理技术形容为“我们老祖宗玩剩下的”这是非常无知浅薄的行为。热处理工艺相当复杂而且严谨，正确的热处理可以令钢材获得我们需要的金相结构从而令产品——一把刀可以被磨的更加锋利同时锋利保持时间更长。

简答说下粉末钢。粉末钢是个与传统冶炼技术完全不同的存在。它可以让钢材以人们需要的微观组织结构来构成，也可以令以前钢材中完全不可能实现的元素比例成为可能，例如含碳量达到3%（ZDP189，对于传统工艺来说这个碳含量只能形成“铸铁”。），这令粉末钢的性能比起传统材料有着数量级的提升。不过要注意一点，粉末钢的这些超高性能出厂之前就已经定下来了，完全不需要也不应该再被“私自”“深加工”，例如锻打或者再次所谓的热处理——不少广告写的“锻打粉末钢”——它只能会让粉末钢本身的性能大大下降乃至还不如同成分的普通钢材，如果这些广告中的产品真用的是粉末钢的话。所以只要看到这类广告语俺就直接跳过了。

综上所述，材料对于刀具的锋利度一定有影响，不过对于绝大多数的普通消费者来说这个只针对极限的影响对他们意义不大。追求超高性能的可以参考材质，对于普通人产品设计所能提升的使用感要高得多。当然，只买正品远离忽悠的指导思想一直不变。

只说大实话——俺是Damahu79。

11.12.2020

这张刀刃结构图其实属于当今机制刀的典型结构之一，有时间细讲~

而这张组织结构图将的也是类似“概念图”，实际应用还要复杂的多。相对具体一点的讲解可参考俺的另一篇白话科普~

关于现在国内广告一堆堆的“锻打粉末钢”再多说几句：
以正文的ZDP189为例，如果你真的自己把它“锻打”了或者再次“热处理”了，那么它原先优秀的组织结构就会完全被破坏而且你要命也没能力让它再回到初始状态。后果有多严重来打个比方：就好像你把一个超级材料一下子变成了地沟井盖类似的东西[奸笑]

粉末钢的成型绝不是私人小作坊乃至普通冶炼企业能够完成的，广告可以吹，但也不能离谱，如果广告里真的是粉末钢而且真的那么去做了，那么产品也就比废铁强点有限了= =