[原创技术帖]浅谈D2的热处理~~~

小刘

自己做刀也有一段日子了~~
但一直没发表过关于这方面的技术性文章~
心里感觉实在过意不去~
于是经过一段时间的准备~
写一点关于做刀方面的心得体会~
希望对大家能有所帮助~~~

至于为什么要选择这个题材呢？

首先~~~
正如坛子上一位老兄所说：
热处理在一把刀子制作的上所花费的时间和成本也许不到整个制作过程的10%~~
但是其结果却至少决定了这把刀子性能的90%以上~~~
由此不难看出~
热处理程序在刀子制作过程中的重要性是绝对无可比拟的~~~
其次~~~
相信大多数的刀友刚开始自己DIY的时候~
身边能找到的可用钢材种类实在是少之又少~
在这其中~
D2凭借其低成本和高性能~
实在是很多朋友的上上之选~~~
（D2的工业名称为SKD11，钢号是Cr12Mo1V1，只要在规模稍大的钢材市场都不难找到~~~）

所以么~~~
关于D2钢材的热处理相信还是会有朋友感兴趣的~~~

小刘

首先~
孙子曾经曰过：“知彼知己，百战不殆”
要想对D2进行热处理~
先了解一下D2的成分还是很有必要的~~~

在国内市场容易买到的D2钢~
含碳量大约在1.4-1.6%~
铬含量大约在11-13%~
钒含量大约在0.2-0.5~
锰含量大约在0.5%左右一般不超过0.6%~
钼含量大约在0.8-1.2%~
另外还含有一般不超过0.4%的硅~

通过其各种成分比例可以发现~
由于碳和铬、钒、钼等稀有金属含量较高~
D2在性能方面就表现出高硬度、高保持性以及不错的韧性等特色~
尤其是含量高达11-13%的铬~
使得D2在耐腐蚀防锈性方面尤其突出~
差不多可以和一般的高铬系不锈钢有得一拼~~~

小刘

开始进入正题~~~

要进行热处理~
总得知道热处理的原理吧~~~
一般情况下~
钢材热处理是先通过加热而在内部得到奥氏体~
（大约在727摄氏度以上时钢材内部的珠光体开始转变成为奥氏体）
然后再通过不同速度的冷却使得奥氏体转变为不同的组织而得到不同的性能~~
例如让奥氏体转变为高硬度的马氏体~~~

看起来好象深奥~
其实就是通常实际操作中的加热、冷却、回火等步骤~~~

下面就根据在下自己在实际操作中的经验~
来介绍一下在广大刀友都能容易实现的简单条件下如何对D2钢材进行热处理~~~

（所需要的设备实在简单~~~一个普通的热处理电炉箱和一把铁钳、一双手套就够了~~~）

开工了~~~
通过前面已经知道了~
大约在727摄氏度以上时钢材内部的奥氏体开始形成~
但在实际操作中~
为了使得奥氏体的转化更加彻底~
通常需要更高的温度和更长的时间~~~

在这里需要说明一点~
加热时并不是温度越高越好！！！
以D2为例~~~
温度一但超过了1100度~
就会使钢材产生融相~~~
结果是造成最后成品的脆化！！！
所以么~
解决方法很简单：
用上普通的恒温电炉就不用担心这种情况了~~~

通过专业知识的学习和操作的实践~
个人建议D2的淬火温度大概控制在1000-1050摄氏度左右比较合理~~~
加热过程中的火力不能一下子太猛~
慢慢的来就行了~~
在加热到780-800度左右的时候可以保持这个温度20分钟~
然后继续加热到1000-1050摄氏度左右的时候再保持这个温度大约30分钟~
可以使得钢材内部的奥氏体得到比较完全的变态~~~
（汗~~~这句话自己都觉得变态~~）
在奥氏体变态比较完全之后~
就可以用铁钳把工件夹出来进行冷却~~~（要是怕烫的话就带上手套~~~）

对于冷却过程~
不一定非要采取油淬法或者气枪吹冷~
其实只要放在普通温度的室外或者空气流通的室内让工件自己慢慢的冷却就行了~~~

原因呢？很简单~~~
从奥氏体到马氏体的转变~
只是与温度变化有关~
而非冷却时间的长短~~~
自然状态下的冷却~
对于这个过程来说已经很足够了~~~
所以快了也没多大意义~~~

这样做不仅和油淬出来的性能没什么区别~
而且能有效的阻止钢材在急速冷却过程中由于晶体突然膨胀而造成的变形和断裂~~~

等到工件自然冷却到室温的时候~~
就得到了一块高硬度马氏体状态的D2~~~
这个时候~
D2的硬度可以达到63左右~~~

小刘

这样就行了吗？
当然不~~~
由于现在得到的D2钢材里面还残留有一部分奥氏体~
所以机械性能大打折扣~~
那么怎么样消除残留的奥氏体呢？
下面进行更重要的一步：
回火~~~

D2钢材的回火~
分为高温回火和低温回火两种~

先说高温回火~

所谓的高温回火就是把工件从淬火温度冷却到大概100度左右的时候直接扔回电炉内~
然后加热到550度的情况下保持大概一个小时~~~
再取出冷却一个小时后再加热到550度一个小时~~~
（一共三个小时~~~泡杯茶点支烟慢慢等吧~~~要实在坐不住就出去溜达溜达~~~）
在第二次回火后取出冷却至常温就搞掂了~~~

经过高温回火以后~
D2工件可以达到大约58左右的硬度~
虽然说硬度不算是太高~
但是日常是绝对够用的了~~~
而且便于刀具之后的精细打磨、修型和表面处理~~~
尤其是由于韧性比较好~
从而适合各种长刀和户外刀具的制作~~~
所以建议刚开始自己DIY的刀友使用这种方法~~~

附图：高温回火钢材制作的大猎刀一把~~~全长46厘米~~~




再说说低温回火~~~

低温回火的步骤和时间都与高温回火差不多~~~
区别就在于是将淬火温度的工件冷却到常温后再放到炉里加热~~~
回火加热的温度也比较低~~~
一般情况下在150到200度左右保持一个小时后~
取出冷却一个小时再加热到150到200度左右保持一个小时~
在二次回火后取出冷却至常温就行了~~~

通过低温回火~
可以达到60以上的硬度~
一般是60到62~~~
做出来的刀具具有高硬度和非常良好的保持性~~~
但由于得到高硬度的代价是牺牲了一部分的韧性~
所以一般适合用来制作追求锋利的短小型EDC刀具~~~
而且由于后期加工时比较难控制~
所以不太建议初学阶段的刀友使用这种方法~~~

附图：低温回火小直一把~~~硬度和锋利度超级好~~~



最后再简单的谈一下深冷回火处理~~~

其实所谓的深冷~
就是将从淬火温度冷却到常温或者第一次回火后冷却到常温的工件浸入液氮里面冷却~~~
可以更彻底的清除残留的奥氏体~~~
一般情况是浸没到液氮不再沸腾为止~
也就是差不多零下196度左右~~~
但是由于深冷处理需要比较专业的设备和技术~
不便于普通刀友掌握~
所以在这里就不多做叙述~~~

[ 本帖最后由 小刘 于 2007-3-16 22:04 编辑 ]

小刘

呼~~~~~~~~~~~~~~~~~~
终于写完了~~~
足足花了三个多小时~~~
虽然讲的都是比较初级的东西~~~
但还是希望能对各位有点帮助~~~

striderd8

好贴顶

sajala

学习了，呵呵

bass107

呵呵，又长知识啦！！
建议版主给楼主加精鼓励

蓝骑士

总结经典专业。

小狗摸摸

佩服!

瑞士自动

学习

zabc

怎样退火呢？

Brand

这样的贴怎么不加精？

MADPIG

好贴,顶一下

SCOUT

完全空冷？好像不行的吧？
个人觉得在500度左右的临界温度上可以用急冷，500-200多左右是最需要小心的地方，很容易出问题……要缓慢的冷却……到室温再加100沸水浴？（看材料的厚薄）小时，最后扔到干冰桶里做个小深冷……最后400左右回火……就OK了……
本来最该用液氮的，但是成本和容器都不是个人能够承受的了……
市面上好像有种叫什么的淬火液~可以通过水量的多少模拟出水到油的多种淬火液的性能~而且无毒害，很好用……

jhljhl

精贴,,,,,,,

小刘

原帖由 SCOUT 于 2007-3-17 19:14 发表
完全空冷？好像不行的吧？
个人觉得在500度左右的临界温度上可以用急冷，500-200多左右是最需要小心的地方，很容易出问题……要缓慢的冷却……到室温再加100沸水浴？（看材料的厚薄）小时，最后扔到干冰桶里做个 ...

在下其实在前文中也提到过了~
马氏体的形成~
只与温度的变化有关~
而与时间的长短没有多大的关系~
只要冷却的时间不超过一定限度就行了~~
在普通的条件下刀胚在这个时间内冷却是绝对足够的~
除非哪位仁兄是在超过上百摄氏度的室温里工作~~~

[ 本帖最后由 小刘 于 2007-3-17 22:14 编辑 ]

小刘

原帖由 zabc 于 2007-3-17 00:22 发表
怎样退火呢？

退火比较简单~~~
把钢材加热到比奥氏体生成的临界温度稍高一点的温度（以D2为例~大约780度左右）保持一段时间~~
然后减慢钢材的冷却速度~
例如把刚才埋到细石灰堆里~~
使其缓慢冷却到500度以下的时候再拿出来在室温下自然冷却就行了~~~

滴血的斧头

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jazzcat00

一个字代表对楼主的敬仰