谁能介绍下粉末合金钢在低温条件下的性能

damasteelfan

美国ABS成立于1976， 美国knifemake's Guild则成立于1970，后者比ABS更大，成员更多。ABS成员和KMG成员的差异是他们锻打。
Bob Loveless是KMG的元老之一，他似乎不喜欢低合金高碳钢作刀，因为他不锻打，没理由弃更好的钢材而选择普通高碳钢。各大刀厂也不用纯高碳钢，即使制造非不锈钢刀具，也不用纯碳钢。

ABS喜欢使用碳钢作刀，原因很多，碳钢容易锻打是最主要的原因，并非碳钢刀具比其他钢材韧性好，更不是锋利度、锋刃保持性好。ABS成员当然喜欢说自己的碳钢好，但主要是手工象征意义罢了。

ABS成员能够锻打高级合金钢的聊聊无几，因为设备、技术要求高，相应的成本也高，质量却不易保证。 国内也是这样，手工锻打碳钢最容易，一般企业、一般设备、技术足矣。

从ABS喜欢用普通高碳钢得出碳钢好于现代高级钢材，绝对是错误的，各国军用制式刀具都把普通高碳钢踢出考虑范围，总不可能是因为碳钢好，最便宜，而是其性能（严格科学意义上的定量检测）不行。

就以冷作模具钢来说，其钢材性能（主要是硬度、强度、韧性、保持度）比较接近我们狭义所指的刀具所需性能，为什么不用便宜、方便的传统高碳钢？因为和现代高级冷作模具钢相比，在都进行了良好热处理前提下，它们的性能太差（几倍、几十倍甚至更多的差异）。否则，怎么理解钢材制造技术的升级投资。

来个T10A（或T12A）的例子， 这是纯高碳钢，有厂家用其作手工丝锥这种刃具，其锋利度、保持性、韧性比高速钢（HSS，比如M2）差了何止一星半点，而手工丝锥工作环境没有高温，对钢材的红硬性算没有要求，高速钢的红硬性无用武之地，它们比的就是上述性能，和我们对刀具所要求的性能很相似。如果你攻过丝，弄断过几只丝锥，用过带HSS标志的丝锥，这种比较及谁胜谁负实在容易得出结论。
对了，以前还常见高碳钢钻头，现在比较少了，性能太差缘故，因为可能牵扯到温度问题，比较不算公平，废话一句。

我准备在北京附近找锻造厂试锻粉末钢，给能找到的几十个厂家联系，仅仅将圆钢锻成方钢，没有尺寸要求，锻打费用提高到￥150/kg，总费用2w，也没人接单，因为加热温度要求太严，适锻温度区太窄，（有回复的厂家的话）。
托刀友之福，在北方现在找到的厂家，其设备纯进口，开动一次￥8k，是专门作工业刀具的国营大厂，是目前顶尖级的设备了，也只有他们敢于接单，因为他们的设备就是干进口刀具钢的。我打算先加工100公斤粉末大马试试，他们如果不成功，我就造大马金箍短棒，为什么叫短棒，因为料都是1米长。
当然，仅DIY一把刀、斧，没有必要、也不可能上专门设备，但质量未必能保证，也许把粉末钢锻打成普通钢了（或者更差），而以我的水平，很容易想象，“也许”该叫做“必然”。

[ 本帖最后由 damasteelfan 于 2006-9-4 16:10 编辑 ]

court0

高碳高合金钢早已颠覆了传统高\低碳钢与最初不锈钢的定义.而且,这个过程中还涉及到热处理技术的进步.

我认为,在70年代,不锈钢刀具材料及其热处理的最终结果肯定比不上高碳钢刀具的效能,尤其是大刀子,因为很多书上都是这么记载的.包括当年的书,当年的人的测试评价.

情况可能到了八十年代才发生改变,直到现在.MIKE NORRIS也许是第一个将D2钢成功揉入大马制钢中的MS,刀界对他的大马的评价很高,这是我所听说的第一个成功将高碳合金钢锻成大马刀的人.WH是一家绅士刀铺,但所作过的钢材测试也排在刀界前列,WH即用事实和时间证明了MIKE NORRIS大马钢高性能.而另一位ABS MS,Devin Thomas,也偶尔用高碳合金钢两两配制大马,比如他用过20CV与BG42做大马(性能不得而知),只不过他用得最多的还是AEB-L配304,1095配Nickel,1084配15-N-20.说白了,如今的高级合金"锻打"概念与传统碳钢锻打不是一回事,对于粉末合金(包括粉末大麻)的锻打须采用HIP,而非大铁锤.上述为同目标下锻打机制(mechanism)的不同.目标很明显:保证成分前提下的致密和匀化.

下在我们一项一项来讨论（纯理论的，不考虑制造过程中出现的各类现实问题）

1、韧性。四个对象：低碳钢、高碳钢、早期不锈钢、添加（铬、钒或钼或锰、间或钴等）的高碳合金钢（含粉末制程产品），当然，这儿所指均为由实践证明了适合做刀的那些材料。简化起见，不比较钢材的长短。各自都采用自在热处理流程中的最优状态，哪一类的韧性最好？很显然，谁的碳含量低，谁的碳性最好。

2、刚性。手持刀具对韧性的要求只是一方面，更要求刚性。传统的低碳钢、高碳钢处理到RC58以上的硬度过程中，易淬裂或使用断裂；早期不锈钢在这个硬度时，刃口成渣；添加（铬、钒或钼或锰、间或钴等）的高碳合金钢（含粉末制程产品）则可以胜任，但对它的热处理研究花费了很长的时间去摸索。从理论上来说，依然是谁的碳含量越高谁的刚性越强，高碳合金钢中的各类添加剂则在于解决（类）纯高碳钢的问题，使得高碳钢在高硬度的状态下保持韧性。

3、锋利程度。我在《锋利的极限》一贴中引用的实验材料表明，各类钢在经历了合理的热处理制成成品刀后，锋利程度（从微观的角度，本质上就是锋利保持度）的排序为：高碳合金钢 优于 高碳钢  优于 低碳钢，而最初的不锈钢不在测试之列，它们制成的刀是垃圾，不能用。高碳合金钢锋利程度最优既受助于微量添加剂（材料匀度），也归功于热处理（材料匀度），但受制于材料的致密度（依然是材料匀度），后者原因：大量添加剂“铬”使钢材晶粒大小不一，状态不一，排列疏松。如果解决最后这个问题，即为根本。

上面三点的结论很明确。我们可以有机综合一下：

在较高的硬度下（例如，约60正负1），高碳合金钢的韧性是最好的，然而，这并非“高碳合金钢最优”的充分条件，其制约条件为硬度。如果你的使用环境为55RC以上，那么在55RC时韧性最好同时锋利程度最好的材料即为最优选择，当然，你也可以选择高碳合金钢（其实我也会选），但事实告诉我们，材料的最好粘合剂是材料自身，这一点尤其适用于钢的韧性，当钢铁中包含了几十个百分点的其它金属成份，它自身整体的粘合性（亦即韧性）无论如何比不上铁，而铬对钢的韧性往往是致命的；剩下的只有一个选择：除非存在某种高超的热处理技术，或者材料配比，能够较大程度地粘合钢材晶粒。

总之，

我完全赞同材料日益在进步的的观点，

同时我也注意到材料的适用性问题；

高级（粉末）合金钢用于制刀，而对的终极问题在于：

1、保留高碳钢的刚性（高碳），

2、为了防锈，大量加铬，部份丧失了材料的致密性和匀度，

3、于是有必要匀化，微量添钒、钼等等以及更合理的热处理，甚至粉末制作，

4、同时尽量去除硫、磷、硅等“杂质”。

解决之道：

1、高碳高铬高添加剂的配方同时配以合适的热处理甚至粉末HIP；例如COWRY X/Y，ZDP189等
2、低碳低铬高添加剂的配方同时配以合适的热处理甚至粉末HIP；例如3V、10V等
3、低碳低铬与高碳高铬混合粉末HIP；例如AB等。（注：高碳合金钢的常规锻打，那是一个笑话，成功的可能性根本不存在，只能HIP。）
4、上述三点，理论上，是铬的“同钢化”历程。

damasteelfan

court0兄，

我们的定义似乎出了些问题。

我的认识：粉末冶金是个冶炼过程； 热处理是个后续的、钢材性质（主要是硬度）的调整过程。

粉末冶金最主要目的是：材质均匀化，可以有效防止传统冶炼过程中的元素聚集，以及其所形成的孔隙、不同元素比的晶界斥力。
传统冶炼方法有个粗俗说法： 炉里是金（同温活动液态），钢包里是银（异温静止液态），箱里是屎（液态－固液态－固态）。
意思是只有炼钢炉里才存在理想配比的钢材；当钢水进入钢包，首先从活动状态变为静止状态，此时失去加热，冷却开始，元素聚集作用也开始，但不严重；当钢水进入钢箱（或固化装置），元素聚集作用因为和固化同时进行，表面必然先固化，无法弥补钢材内部元素聚集留下的空腔，留下的钢材或多或少失去均匀性，增加了内部缺陷，晶粒间拉力、斥力共存。
当然传统冶炼方法也采用了大量技术，但目的就是上述这么简单，解决不均匀问题。
粉末冶金技术则直接使钢水雾化，每粒微粒都是一个基本近乎同质的钢粒，由于雾化迅速，这个钢粒中的元素聚集基本来不及发生，因此内外也近乎同质。
粉末冶金的主要进步在于更均匀，主要的手段则是使粉末更细化、尺寸更均匀化。后续的高温静压固化则是在固态进行，包括轧制、锻打、热处理阶段的加热都在一定的温度下进行，以保证钢材内部均匀化不发生改变。 这也是为何粉末钢全部属于热敏感钢材的原因。

对于铬含量高影响钢材晶粒的问题， 我没有知识，但也认为可能， 这也是为何154CM、ATS34没有钒，而RWL34却增加了0.2%钒的原因吧？

court0

总体上，谈谈还是长学问，起码在逻辑上并不觉得问题太大。

关于粉末钢的“锻打”，我查到的资料表明，应为高温等静压，目标即为我们共同认为的那样。而常规锻打实为“舍本逐末”了。从这个角度来看，粉末治炼及后续的HIP应该是当前最先进的炼钢技术吧。

然而，在粉末流程领域，依然分了处理的层次，根据所看到的零星资料（主要是厂方介绍），高温等静压的次数多为一次，但也有多次的，比如COWRY X/Y即为四次。至于这种处理在操作上是如何实现的，我找不到资料。只能猜测YY一下：

第一次HIP，粉末成块；第二次HIP，块状成条（AB好象是两次）；第三次HIP，条状维度置换；第四次HIP，回到第二次的材料外形。至于每一次处理的临介温度与等压数据，还没找到。但“等压”是一个关键词，如果不等压，材料的致密匀度会被破坏。这也是常规锻打会破坏粉末钢的原因了。

对于微量金属添加剂（铬是巨量的，不在此列），事实上，钼与钒的作用类似，它们主要形成碳化铁等的偏析，当然，铬含量不同的情况下，钼与钒的配比可能会有变化，这反映出它们对于晶粒细化的功能，另外，通常人们都说钒与钼都可以提高材料的耐磨性，现象正确，但重点不对，原因在于：尽管它们的碳化物硬度非常高，但终究比不上碳化铁，最主要的耐磨原因在于后者的致密，而好的热处理是为了使后者分布更均匀。显然，碳化铁的密度过高将会是致命的，材料很硬但很脆。此时，珠光体的作用就表现出来了，它既要镶得牢（刚性）又不能太脆（韧性），此时，我们就发现，对于高铬合金（例如ZDP189， 20%）而言，要做到韧性优良是非常非常困难的。但很幸运，的确做到了，说这完全归功于热处理有失公平，不过要说最大的功劳是热处理的就不为过了。更进一步，我们发现，到达颠峰状态的高铬合金（包含粉末制程及微量金属添加剂）材料，它的韧性决定因素依然回到了起点：碳含量。在同为粉末制作，同为微量添加的制作工艺，谁的含碳量低，谁就更有韧性。CPM-3V很好地映证了这一点。从这个逻辑上，我们可以推断，154CM钢材以及ATS34钢材不如RWL34（我操过MT的RWL34钢的HAWK AUTO）真正的原因在于：154CM不是粉末制作，而并非它的微量添加剂中不含钒。

针对前面正面的证明所得出结论，我们也可以反证一下这个结论：1、154CM的升级产品为CPM-154粉末钢；2、S30V是高钒高钼，BG42也是高钒高钼，为何S30V得到的应用更广泛，它们的主要区别是什么？（千万别相信所谓谁比谁贵的谎言和人云亦云，那是啥都不懂的SB们的言论）。答案依然如上所述，一个是粉末一个不是粉末，而并不是钒多一点点钼多一点点的问题。至于我为何说上面括号中那句脏话，原因：在类似的成分条件下，粉末钢一定会贵于非粉末钢，这是成本决定的，而那些整天吹牛皮的家伙们很不愿意动用大脑。

另外，关于白痴言论，在这里还能顺便提一个有趣的现象。

人们通常相信“锋利度与保持度总是成反比的”。其实这是一句很白痴的话。

从材料的角度来审视它，第一，同种材料，这句话是对的，这是力的基本原理，但要命的是，这些人往往用这句话来评判不同的材料；第二，在微观上，每一种材料在常规的打磨设备和材料下都存在一个锋利的极限，该极限是由材料来决定的，（注意是微观）在微观上，一种材料能够磨得越锋利，就说明它的保持性越好，只有保持性差的材料才磨不快，其刃口在微观上很DULL（呵呵，双关一下），很容易就达到它的锋利极限，此时无论怎么磨都不可能更锋利。当然，各人有各人偏好，无法强求，明白就行了。

请DAMASTEEL兄弟继续下去。。。很有趣。。。

工特

俺这粗人也来凑凑热闹
一，偶觉得使用目的决定刀的类型，做什么类型的刀就用相应的钢材。
如果是大型刀具，钢材的要求不必苛刻，要求韧性好。其自身的重量，刀片形状等可以弥补锋利度的不足。一些老兵，厨师都喜欢用那些需要用时可以容易打磨的刀具，对保持度的要求并不高，只要使用时那一会够锋利就成。更何况有些钢材并不差，只是在某一方面不好，如汽车上的板簧，无论是韧性，弹性，保持度，制刀的工艺相对简单，还是打磨出来的锋利度都是不错的，只是爱锈。（偶一朋友用普通的板簧油淬做了把刀竟能刮胡子砍钢筋）。
小型刀具当然是要锋利，保持度好.......对韧性的要求低些。这也是其用途＆自身特点决定的。
二，单就材料本身而言，微观颗粒越小，性能就越好。俺对钢材没太多研究，但知道在玉石里结晶颗粒越微细的其材料的韧性就越好，颜色，质感也越好。在钢材上，颗粒越微细，就能磨的更锋利。二者有相似的地方。
三，适用为好，鬼子的COWRY X/y用四次纯化，S30V等粉末钢用一次，但是如果二者做成刀就使用而言都一样，或者说给您的使用感觉一样，都是切纸如丝，都是吹毛断发........那我干嘛不用成本低的？干嘛用丫小日本儿的？

[ 本帖最后由 工特 于 2006-9-14 16:14 编辑 ]

小东

纯技术的讨论 虽然还是有点不太懂得 收藏了

花开花落

学习了

多么好的一个学习贴啊

EDGE

222333

很佩服court的学识兼文采

青青河边草

收藏了，慢慢看，很专业暂时没看懂。

太禅

要想防止深冷下钢材变脆，合理加入铍元素是个不错的主意。

rocklee594

看看MAN VS WILD西伯利亚那两集，BEAR的刀是RWL的。估计没什么问题。

沧海鸿鹄

我准备在北京附近找锻造厂试锻粉末钢，给能找到的几十个厂家联系，仅仅将圆钢锻成方钢，没有尺寸要求，锻打费用提高到￥150/kg，总费用2w，也没人接单，因为加热温度要求太严，适锻温度区太窄，（有回复的厂家的话）。
托刀友之福，在北方现在找到的厂家，其设备纯进口，开动一次￥8k，是专门作工业刀具的国营大厂，是目前顶尖级的设备了，也只有他们敢于接单，因为他们的设备就是干进口刀具钢的。我打算先加工100公斤粉末大马试试，他们如果不成功，我就造大马金箍短棒，为什么叫短棒，因为料都是1米长。
:)当然，仅DIY一把刀、斧，没有必要、也不可能上专门设备，但质量未必能保证，也许把粉末钢锻打成普通钢了（或者更差），而以我的水平，很容易想象，“也许”该叫做“必然”。...
damasteelfan 发表于 2006-9-4 14:45

不知道你联系过北京安泰科技吗？他们好像可以做粉末冶金，不过不知道具体要求是什么……我是个外行，呵呵

SerialThriller

好贴，很专业，一些回复也很好。问个问题，为什么一定想要锻打呢，锻打的目的和好处在哪里。提高材料的致密度还是纯粹的打造需要的形状？

laserbobs

学习了很多知识。

天越设计

我想请教RWL34的钢在热处理前会生锈吗

gangs

深度学习了