制刀合金——刀钢组成元素与性能指南

我们分解了添加到刀中的普通钢合金元素。

合金…在刀的世界里，我们经常听到这个词。刀片爱好者——许多几乎是熟练的冶金学家——对钢铁成分赞不绝口。然而，收藏和制作的新手可能会对材料的组成和设计到底是怎么回事感到有点困惑。

考虑到这一点，我们总结了某些元素——当与铁形成合金时——会给你的刀带来什么。现在，这并不是深入探究钢合金中每种元素的本质，包括金相图和淬火图。老实说，如果你需要快速切入主题，我们推荐Larrin Thomas的网站KnifeSteelNerd.com。刀片刀具名人堂成员Devin Thomas的儿子，冶金学家和材料科学家博士，Thomas从工程师和刀具制造商的角度对钢进行了更深入的研究。

我们这里有一个构成合金的不同元素和它们给刀带来什么的指南。

什么是合金————

如果你的高中化学课现在有点模糊，也许我们应该花点时间快速回顾一下合金的确切组成。很简单，合金是两种或两种以上元素的混合物，其中至少有一种元素是金属。合金是混合物，不是化合物——前者是物理结合，后者是化学结合。对于混合物来说，可以想象一些像油在醋中乳化来制作美味的沙拉配料，而化合物是两种气体，像氢和水结合在一起形成水。

加入合金元素是为了提高材料的性能。在刀的情况下，钢元素被结合以提高韧性、耐磨性、耐腐蚀性或其他因素。虽然我们不会在本文中深入探讨，但我们会指出合金可以分为两种主要类型:

替代合金:在这些合金中，金属晶格中一种元素的原子取代或替代另一种元素的原子。黄铜就是一个例子，它是铜和锌的合金。

间隙合金:在这些合金中，较小的原子进入晶格中较大金属原子之间的空隙。钢是铁和碳的合金，是间隙合金的一个例子。

既然我们已经重温了你学到的那些久违的材料课程，那就让我们深入了解一下每种常见合金元素给刀钢带来了什么。

刀钢合金元素————

碳:这种成分决定了铁和钢的区别；所有的钢都含有一定量的碳。它是最重要的硬化元素，但它通过与其他元素结合而产生硬度。作为一个简单的概括，钢中的碳含量能告诉你很多关于钢质量的信息。低碳钢的含碳量为0.3%或更少，中碳钢的含碳量在0.4-0.7%之间，高碳钢的含碳量在0.8%及以上，刀钢的含碳量最高约为1.2%。在一定程度上，该范围内的碳含量越高，钢就越硬。

铬:铬与碳结合生成碳化铬，这种物质耐腐蚀。不锈钢刀的主要成分是铬，通常含量至少为12-13%。铬也在一定程度上增加了刀的强度，但大量添加铬会降低韧性。

钴:少量的钴可以增加韧性。

锰:这会改变硬化的速度。碳钢中的锰产生“更深”的硬化，这需要更慢的淬火速度，并在淬火前提供更宽范围的可接受热量。如果大量添加，会增加脆性。锰使大马士革的钢铁变暗。

钼:添加钼可以保持钢在高温下的强度。

镍:镍增加钢的韧性。它也使大马士革的钢铁蚀刻光亮。

氮:这种元素有时被用作钢中碳的替代品.

硅:硅增加了强度，并在金属形成时去除了其中的氧。它通常在大多数钢中以少量存在。

硫:这增加了机械加工性，但降低了韧性。

钨:添加这种物质可以增加耐磨性，并形成非常坚硬的碳化钨。

钒:钒导致钢中的晶粒变小。碳化钒非常小且坚硬，这增加了耐磨性和边缘保持力。