使刀劍鋼材強度增加" 硬化 " harden 方法是将選擇過的鋼材加熱到一定水平 , 然後突然将其冷卻 , 冷卻的速度逾越鋼材自身可承受的臨界值。鋼材加熱到什麼水平 , 花多少時間來加熱 , 以及冷卻的速度都是重要的關鍵 , 并且相同的條件可以被一再重複執行 , 而得到相同的品質。其它條件還包括了加熱及淬火過程中大氣本身的狀況 , 以及進行熱處理之前鋼材本身的硬度。

擁有好的工程品質 , 以油來淬火的方法如下 :

1 閱讀有關鋼材與熱度之分析結果 , 選擇适合硬度之時間溫度曲線。

2 将刀劍鋼材表面清潔去油 , 檢查淬火的溫度 , 必要時調整一下。

3 将鋼材放入熔爐 , 氮氣可避免鋼材碳化。

4 将鋼材加熱到某一溫度上五度或下五度 , 維持一段時間。

5 使其淬火到室溫。

6 檢查一下硬度。

7 某一溫度再回火 ( temper )一段時間。現在來比比看一般的鍛造者處理淬火的方法 :

1） 将鋼材燒到通紅。

2） 鍛煉出 刀劍 型狀 , 如有必要時再重新加熱。

3） 再加熱到通紅 ( 真的很紅 )

4） 放到油槽中淬火 , 或者像雜志上講的采中斷式淬火。

5） 爐子中鍛造 , 溫度可能越來越高。不論你相不相信 , 這種鍛造法也由一個很有名的 " 俄勒岡州 " 刀子制作者所采用 , 特别是做鍛造的刀時就用這樣的方式。因為我目的不是要來使那個人難堪 , 所以他名字予以保存。并不是說像那樣的鍛造方式做不出好刀子 , 但事實上那樣的做法依賴人工技術比依賴科學方法還要多。含氧的大氣中 , 刀子的淬煉及鍛造會流失鋼材中的碳 , 碳會被氧分解到空氣中。鍛造中如果維持溫度越久 , 就會失去越多的碳。尤其是經過多次的加熱及回火的處置 , 最後做出來的廢品中含碳量多少隻能用猜的這邊要講的事情很簡單 , 如果對于合金自身的特性 , 熱處理及最後的硬度沒有正确了解的話 , 想要持續的維持産品的高品質就很困難。

熱處理是這世紀的一門科學 , 而且我也應該将它當成科學看待。最近我看到一位制刀者中很有名的做熱處理的人 , 一本光鮮好看的刀的雜志中展示如何做熱處理。這個人為業餘或是專業的人做熱處理的服務。喜歡讓刀子的制作者來控制那些熱處理時所需的臨界條件。有一張圖吸引了注意 , 圖中很多把刀彼此靠得很近的層架在一個淺盤中。讓我思考一下 , 這些刀被層叠在淺盤中差不多有 12" 寬 , 每把刀的長度 , 寬度及厚度都不盡相同 , 假設這些刀都是相同的 AirHarden 合金。

現在問自己幾個問題 , 第一個問題 , 那些在邊緣的刀會不會比在中間的刀更快加熱 ? 答案是 " 沒錯 ", 确是這樣。

問題二 , 這樣一次處理一批刀子不是表示了鋼材的時間溫度曲線會因此而受到影響嗎 ? 答案是 " 會啦 ! 當然會 !"

問題三 , 由于多把刀一起産生并維持大量的熱度 , 靠外圍的刀會不會比較容易冷卻 ? 答案你一定知道。問題四 , 那麼對這些刀的硬化處置的品質會不會有不利的影響 ? 保證一定會 ! 您知道我舉這個例子的用意嗎 ? 這個人擁有世界級的熔爐及設備 , 但卻似乎對于基本的熱力學方面缺乏了解。這些機器及設備不會自己運轉 , 需要有人去使用并且操作它操作的人必需是一流的高手才幹運用這些設備做出好的産品。

接着談的回火 ( temper) , 如果沒有經過好的硬化 , 再多的回火處理也沒啥路用。回火在處置時比硬化的溫度低 , 主要是使刀子維持一定的抗磨損能力。如果鋼材中含有大量的鉻則在液态氮中的低溫處置會非常有用 , 因為含大量鉻的鋼材在硬化後會傾向于變成一種鋼叫 Austenite, 而不是變成另一種叫 martensit 較有用的鋼。 Austenit 這種鋼質軟酥松富延展性 , 低溫處置協助将更多的 Austensit 轉成 martensit 而這就是 440C,A TS-34,154CM 不是可以變成良好制刀鋼材的重點。 Martensit 鋼材是一種針狀包含碳化物在中間的結晶 , 經過硬化尚未回火之前 , 硬度高達 61 68HRC, 頗為吸引使用者及制刀者 , 但同樣的也非常易碎。 ATS-34 及 400 系列的鋼有差不多 30\% 還是 austenit 鋼。這就是為何需要對硬化過的鋼材做回火的動作 , 這樣可以減少整體硬度 , 提升強度及抗沖擊力。請注意很多鋼材在提升其強度的同時也大量降低其抗磨度。而這種高強度低磨損的鋼比較合适用在一些便宜且較薄的刀制品 , 像是刮胡刀 , 手術用的刀等。

回想起以前的日子 ,GERBER 刀廠用快速鋼做出一些可以常保鋒利 , 很薄的刀 , 如果我沒記錯的話 , 這些鋼材大部份是 M2 鋼材 , 并在上面塗布 hardchrom 防鏽。這些刀不夠強悍 , 不适合拿來砍劈 , 但因為快速鋼的高抗磨性而使得刀子不易磨損。而現在 GERBER 跟它競争對手一樣使用一些經過粉飾的破銅爛鐵來蒙混社會大衆。

用傳統技術制造的日本刀并沒有經過回火。

有一些是使用 " 部份硬化 " selectivelyharden 處置 , 隻在刀鋒部份将鋼轉成 martensit 鋼。這樣的處置方式使得刀背不會被硬化 , 刀背的鋼為軟且有研展性的 pearliteandcementit (譯注 : 兩種碳化鋼 ) 這種部份硬化的技術始于三四百年前 , 當時歐洲人已使用這種技術制作高品質的鋼。有一些較堅持的人主張隻在刀子的刀鋒部份退火 , 并且很高興的指出其刀上的鍛造線 ( temperlin ), 這些不是真的鍛造線 , 硬化所産生的線 , 就是這麼簡單。所造的所有刀都經過完全硬化 ( fullharden 及部份回火 selectivelytemp , 每一把都有回火鍛造線 , 而且是真的回火鍛造線。不像硬化線那樣明顯炫目 , 也不是為了裝飾而出現在刀上 , 會出現在那邊是因為我讓刀刃更堅硬并且有更高的強度。

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