《knife talk》这本书里记录了 Fowler 做刀的方法,其中对于锻造、淬/回火处理做了很详细的阐述。不过,我没有兴趣把这本书里的内容翻译出来。刚才在 iknife 论坛逛悠的时候,看到了早些年有个刀友翻译的 Fowler 的一篇文章(见:/www【.】iknife【.】org/viewthread.php?tid=186620),其中讲述了他是如何处理 52100 钢的。
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一.从冶金学角度看52100
通常来讲,个体刀匠能够接触到的评测方法只有简单但可靠的切割和破坏测试。从这些测试中不难发现52100是一种表现极佳的钢材(当然前提是正确的处理)。但是尽管这些测试以实际行动验证了锻造技术对刀子的优化以及52100本身卓越的性能,对于这些实验可靠性的质疑却一直存在,所以今天,就让我们用“专业分析”的眼光来看看52100。
在这里我想首先感谢金属学图片实验室以及ABS MS Rick Dunkerley的帮助,是他们的努力才让大家看到了经过简单但有效的热/机械处理的锻打52100刀具物理性质的实验室数据。
测试方法:
今天作为测试的目标刀是由直径1英寸的52100E钢棒锻造成的。整个加工过程由刀匠严格控制,不管是加热温度还是锻打塑形。刀匠使用了平模锻造来尽可能地让钢材伸展,并在锻造过程中对刀刃部分进行了三次油淬。油淬的介质是一种叫做Conoco石蜡淬火油的高密度矿物油,特点是淬火速度慢。三次淬火是在锻造过程中随机进行的,锻造结束之后刀匠再将刀子加热至刀身消磁,然后空冷正火。
之后再次将刀子加热至消磁,在蛭石(译者注:一种隔热材料)中冷却,冷却一次需要6小时,这个过程需要重复三次,分三天进行。
完成上一步骤之后开始研磨。首先用36目的砂带把刀子磨成凸磨,然后一路上到220目修整,刀刃部分要留出大约2.4毫米的富余空间,目的是保护刀锋在接受以下热处理时不会流失碳。
之后又是三轮热处理,每次都把刀子加热到消磁,而后空冷10分钟,再加热。三次之后将刀子空冷至室温。我和Rick都觉得这个过程非常有效地降低了钢材内部的晶体颗粒大小,让刀子经过下面的热处理之后能够发挥其100%的潜能。
之后刀子要经过三重淬火(译者注:看到这儿我已经快崩溃了),步骤如下:
首先将刀子加热至消磁,然后将刀刃部分浸入Conoco石蜡淬火油(首先要把油加热到华氏165°,约合摄氏74°),直到刀身的红色完全褪去。之后将刀身完全浸入油里,浸泡24小时。之后将这个硬化过程重复两次(译者注:又三天)。再之后刀子需要被回火至华氏375°(译者注:约合摄氏191°),空冷至室温,之后在液氮里浸泡24小时。
冷冻之后,刀子被静置至室温,然后再进行两次华氏375°的回火,两次回火之间要求刀子空冷至室温。最后将刀身凸磨,开锋,测试锋利程度以及韧性。
(译者注:这里简单解说上面这张图片,在显微镜的1000X图像里,左边的是刀刃部分的晶体结构,右边是刀脊部分的。我们可以看到,经过了Ed完整热处理的刀刃部分拥有极为细密的晶体结构,而在三次淬火中比刀刃晚一些进入石蜡油的刀脊的晶体颗粒则很粗大。)
以上过程使得这把刀拥有了比没有经过液氮处理的52100E刀强大300%的切割表现。而即便是没有经过液氮处理的52100E刀,也可以轻松通过以下测试:
用一根铜棒套在刀子手柄上将刀身弯曲,最大角度可以左右各90°,往返6次,直到第7次返回的时候刀刃才出现裂痕(译者注:汗...Hossom的CPM 3V是第四个往返出现裂痕,硬度60-61,Bos热处)。这种表现看起来没什么意义,因为没有人会这样用刀,但这无疑展现了这把刀的强大。
(作者友情提示:测试显示原始的52100E——即本文所述之钢材,是与由旧轴承锻造而成的52100E和经过原厂热碾压的52100E有些许不同的。热处理的复杂特性要求每个刀匠了解他们手中的钢材,这样才能将钢材的性能发挥至极致。一个出售各种52100的地方是Daryl Meier公司)