理优越”钢的刀具与不良或低于准则热管教的刀具之间的不同究竟在那里？。一些刀具缔造商因其杰出的热管教而享有近乎传闻的名望。就热管教而言，它的奇特之处在那里？钢材因它能提升几多本能？或不良的热管教的钢材究竟有多不靠谱？
上面一系列的测试，给您谜底。
甚么是热管教？
让咱们从基本最先。最简朴的形态是将钢加热，淬火和回火。这终究供应了所需的特征，包含高硬度和充分的韧性。这部份细究起来，能够写一册书。在高温下，钢动弹成称为奥氏体的非磁性相，其对碳的消融度比低温铁素体高很多。低温铁氧体将碳束缚在种种碳化物（碳和金属的化合物）中，是以碳在很大水平上不会提升强度和硬度。在高温下，碳化物消融，碳散布到领域的奥氏体中。时常，较高的奥氏体化温度致使更多的碳消融，进而在终究热管教的刀具中具备更高的硬度。在本文中，将钢迅速淬火，使碳没偶尔间像碳化物那样散布出去。这样能够“锁定”碳，进而赢得高硬度。造成了称为马氏体的新相，该相雷同于铁素体，但已被存在于铁原子之间的碳歪曲。本文陈说了马氏体的造成及其高硬度的起源。尔后对钢举办回火，这在某种水平上下降了钢的硬度并增长了其韧性。时常，较高的回火温度象征着较低的硬度但较高的韧性。
失利的热管教
即便大概会斟酌甚么使一种热管教优于另一种热管教，然则有些颠末或多或少地客观地致使了不良的事实。罕见的有下列几个方面：
1.肇端宏观机关不一致。不一致是指在钢内以及不同刀之间。这对于铸造刀片铸造者希奇要害，由于铸造者将在铸造的刀中占有种种不同的宏观机关。应哄骗一致的办法对钢举办正火和退火，以保证晶粒机关平均且碳化物机关可用于终究热管教。倘若每个刀的宏观机关产生变动，那末对热管教的反应也会产生变动。换句话说，即便终究的热管教延续举办，硬度，韧性等也会有所不同。
2.奥氏体化期间的温度/功夫不够。倘若钢的奥氏体化不够，淬火前大概会残留铁素体。铁素体柔弱而易延长，是以钢不会抵达齐全的硬度，铁素领悟下降强度。即便齐全动弹成奥氏体，也须要消融充分的碳化物以在溶液中具备碳，以实行所需的硬度。奥氏体化期间的温度/功夫不够最罕见于那些用铸造或火把举办眼睛热管教的人。这即是为甚么锻工经罕用锉刀反省颠末热管教的刀片的起源，由于倘若用锉刀轻松地切割钢材，这象征着他们没有齐全奥氏体化。倘若依然存在铁素体，则硬度大概会低于50Rc。
3.奥氏体化期间温度/功夫过量。倘若钢过热，大概的事实之一即是晶粒长大。大晶粒致使韧性差。另一个题目是溶液中的碳过量，致使造成脆性的“板状马氏体”。另一个潜在的题目是剩余奥氏体过量。较高的奥氏体化温度会下降马氏体造成的温度，直至其以至低于室温。在某一点上，即便举办低温加工也无奈将总共奥氏体动弹成马氏体。剩余奥氏体过量会致使强度和硬度下降。有些钢比其余钢对太过奥氏体化更为敏锐。简朴的钢理论上是最敏锐的，它们没有很多碳化物来避让晶粒长大，并且碳化物很轻松消融为溶液中的高碳。咱们发掘和CruForgeV的韧性都大大下降，即便热管教数据表提倡的温度也是这样。参拜下文，在韧性测试中，在°F（而不是-°F）下奥氏体化CruForgeV致使摄取的能量少于2ft-lbs。该数据表提倡-°F。
就硬度和韧性而言，像/这样的简朴钢在最好温度-功夫组合下具备最窄的界限。然则，这些钢最有大概被入门者的铸造匠用铸造用眼睛举办热管教。“不良”热管教相对广大。磁铁能够扶助一定何时钢处于约莫温度界限内，但这并不精准。
4.在高温操纵颠末中，钢会结垢，并使碳得到氧气，这称为脱碳。希奇须要对高合金钢举办氧气守护，譬喻用热管教箔，由于所需的奥氏体化温度很高。倘若没有氧气的守护，钢会在碳中损失洪量碳，进而致使硬度低和本能差。还能够哄骗高温液体涂料，譬喻ATP-或Turco。液体防垢涂料对于须要油淬的钢希奇有效，由于在这样做昔时没有须要去除的箔。盐罐的哄骗更轻松，即便它们更昂贵。但是，盐罐正变得越来越宽泛地用于刀匠。
5.奥氏体化后淬急切度不够。不同的钢须要不同的淬急切率才气赢得齐全的硬度。有些钢能够简朴地留在空气中并齐全强硬，而另一些则须要希奇迅速的油淬或什至水淬才气齐全强硬。倘若冷却太慢，则会造成软相，如铁素体或珠光体，而不是所需的硬马氏体。这些相下降了钢的强度。某些合金元素（如锰，铬和钼）会抵制铁素体或珠光体的造成，是以大概会下降冷却速度。给定钢所需的冷却速度称为其“淬透性”。在慢慢冷却颠末中，碳化物还会沿晶界造成，而这些碳化物会下降韧性。能够在空气中冷却并齐全强硬的高淬透性钢称为“空气淬火”，而安排为在油中淬火的具备中等淬透性的钢称为“油淬火”，而硬度最低的钢称为“水淬火”。下图显示了水强硬，油强硬和空气强硬钢的硬度与冷却速度的干系，您能够看到要齐全强硬水强硬钢，须要更高的冷却速度。
奥氏体化管教也影响所需的冷却速度，时常较高的奥氏体化温度会致使较高的淬透性和较慢的所需淬火。这对于低淬透性钢（譬喻和W2）最为要害，在这些钢中，奥氏体不够会致使淬火后造成软点。出于数字3中所述的起源，这能够与在过高的温度下奥氏体化举办掂量。有很多可用的淬火剂，包含多种不同的油。安排用于淬火的油是最好的，务必按照速度取舍。“快”油险些能够和水相同快，而中或慢油对具备较高淬透性的钢来讲，变形较小，并且有开裂的危机。一些刀匠试图哄骗代价更低廉的油，譬喻低芥酸菜子油，即便它们能够做事，但对于某些钢材而言大概不是最好取舍，
6.淬火太快。淬火过快也是大概的，由于它大概致使“淬火裂纹”，翘曲和其余题目。对于较厚的零件或繁杂的形态，这希奇是一个题目。表面的冷却速度快于芯部，并且由于温度变动和相变（首先是较冷的相变而先动弹成马氏体的地区）而致使尺寸变动的不同，致使叶片应力。显然，倘若这些应力抵达了在叶片中造成裂纹的点，则它们是薄弊端。
7.回火不够。倘若钢没有在充分高的温度或充分的功夫回火，钢将不会像它大概的那样坚实。所需的回火温度取决于钢以及从前的奥氏体化和淬火程序。对于很多钢而言，硬度会相对慢慢下降，而韧性会反应增长。咱们曾经测试了回火温度仅为°F的几种具备优越韧性的钢的韧性，譬喻AEB-L。对于某些钢，回火温度低于此温度，则韧性会相对赶紧下落。在赶上行的韧性钻研中，咱们发掘°F的回火会造成很高的韧性，而°F的回火致使韧性不够一半。
8.太多的回火。在上头的图表中，您能够看到，哄骗°F的回火温度（而不是°F）的回火，韧性略有下落。这看起来好似没甚么大不了，然则颠末回火更高也下降了硬度，是以整体上下降了韧性-硬度均衡。这类效应称为“回火马氏体脆化”（TME），当在约莫-°F的温度下回火时，韧性下降。在TME温度界限内回火在刀匠中相对广大，固然大概会或大概不会致使轻松的毛病，但这并不睬想，该当避让。
诸如硅合金钢和高合金钢（包含大大都空气强硬用具钢）之类的某些钢不易产生TME。这些钢能够回火至°F以至°F而不会脆化。下图显示了A2（高合金）和O1（低合金）用具钢的回火与韧性之间的干系，您能够看到在A2的回火温度约为°F时抵达了峰值韧性，显示了将TME抵制到更高的温度。
9.没有充分的回火周期。如不良热管教3（太过钢化）中所述，淬火后时常会残留一些奥氏体。在回火颠末中，冷却至室温后，该奥氏体不波动并动弹成马氏体。尔后将这类新的马氏体“不回火”，并且须要另一个回火周期，以使脆性马氏体不在终究的刀具中。大大都钢须要起码两个回火周期，核心要冷却到室温。一些钢须要更多的回火周期，希奇是倘若安排成具备很多在回火颠末中动弹的奥氏体，譬喻某些高速钢。
“优越”热管教的取舍界限
倘若避让了上述总共题目（以及其余我没有提到或忘怀的题目），咱们将赢得所谓的“优越”热管教。很多刀具缔造商施行优越的热管教。在大大都景况下，哄骗掌握优越的炉举办奥氏体化，在优越的介质中淬火并无误回火可致使优越的热管教。希奇是按照供应了提倡温度界限的钢数据表中的提倡时。然则，在优越热管教的界限内，有很多可接管的参数和管教组合。最好组合是甚么？种种参数怎样影响不同的属性？
硬度和强度
硬度是强度的度量。较高的硬度象征着更好的抗震动性，希奇是在薄边际。一种景况是残留奥氏体过量，即便硬度雷同，降服强度也会下降：
硬度和韧性
钢的韧性很大水平上受其硬度掌握。时常，较高的硬度象征着较低的韧性。是以，为刀子取舍指标硬度时常是硬度（强度；抗震动性）和韧性（抗粉碎性）之间的均衡。下图显示了CruForgeV钢的硬度与韧性。它还显示了在“纵向”方位和“横向”方位上的韧性测试。
硬度和边际保持力
较高的硬度象征着更好的切片边际保持力。切片边际的保存时常与耐磨性亲切关系。更高的硬度象征着更好的耐磨性，就像柔弱的材料更轻松被刮擦相同。对于给定的钢，每1Rc的切片边际保存率可提升约5-10％。绳子切割测试显示出与CATRA测试如同的事实。韦恩·戈达德（WayneGoddard）在他的绳子切割测试中还发掘，边际保持力与硬度都有雷同的提升。
硬度和热管教变量
能够颠末两种要紧办法赢得更高的硬度：更高的奥氏体化温度或更低的回火温度。对于给定的指标硬度，有一系列奥氏体回火温度组合。连系较高的回火温度在较高的温度下举办奥氏体化能否更好？照旧将较低的奥氏体化温度与较低的回火温度连系哄骗？这取决于指标硬度和所波及的钢。时常，较低的奥氏体化温度有益于韧性，由于晶粒尺寸较小且溶液中的碳较少。均已回火至雷同硬度的K的韧性与奥氏体化温度的干系，请参拜下表。
然则，奥氏体化越低越好。在某些景况下，最好让钢领会硬度和韧性的最好组合在那里，譬喻咱们在的测试中发掘，在奥氏体化温度为至°F的景况下，发掘了韧性峰值。与-°F界限内的奥氏体化比拟，不才哄骗该温度界限可造成更高的硬度和韧性。
钢的热管教测试
热管教和耐侵蚀性
然则，成分不但仅是韧性。较高的奥氏体化温度致使碳化铬更多的消融，这使铬“处于溶液中”以提升耐侵蚀性。是以，对于不锈钢，热管教的取舍也受耐蚀性的启动。增长耐侵蚀性是另一个要害成分，能够使不锈钢的均衡热管教安排越发繁杂。
低温与高温回火
诸如空气强硬用具钢和不锈钢之类的高合金钢能够在两个要紧界限内回火，即低温准则界限（°F）和高温“二次强硬”界限（-°F）。下图显示了具备洪量二次强硬的高速钢的硬度与回火温度的干系。
二次强硬的哄骗供应了“热硬度”，是以在高温下不会损失硬度。能够将钢加热到恰巧低于其原始回火温度，并且冷却到室温后不会得到硬度。是以，当在高温回火界限内抵达硬度时，钢就更不易软化，譬喻在磨削操纵中。
哄骗低温或高温回火界限都可致使硬度和韧性的如同组合。然则，在某些景况下，低温回火会致使杰出的韧性，譬喻，在举办Z-Wear（CPMCruWear）测试时，咱们施行了下列操纵：
耐侵蚀性和回火温度
耐侵蚀性也是在高低回火温度界限之间举办取舍的一个成分。在高温界限内回火会致使造成希奇细的碳化铬，进而下降耐蚀性。是以，时常提倡将低温界限用于不锈钢。C，S90V和SV的侵蚀速度与回火温度的干系下列所示（越低越好）。
钢的冷加工
能够对钢举办冷管教以淘汰残留的奥氏体，譬喻液氮或干冰。这增长了强度和硬度。剩余奥氏体具备延长性并提升了韧性（请参拜韧性图），但它会下降降服强度，并且在哄骗颠末中奥氏体还大概动弹成未回火马氏体。有一些钻研声明，低温加工会提升耐磨性，然则我对钻研的议论声明，除了硬度增长外，事实还不是很使人佩服。而在CM一个CATRA钻研显示，与边际保持力实验低温无改良。
屡次淬火和热轮回
一些刀匠举办屡次奥氏体化和淬火轮回，以细化晶粒尺寸以改良本能。咱们本人的屡次淬火测试混杂在一同，显示CruForgeV没有任何改良，AEB-L没有几多改良，而A2没有改良。整体而言，我还没有看到一种致使韧性大幅度提升的案例。对于铸造派的刀匠来讲，在铸造颠末中炸毁晶粒尺寸大概更蓄谋义。
贝氏体
有钻研声明，对钢举办热管教以使其具备贝氏体而不是马氏体机关，能够提升韧性。
不同热管教
一些刀匠将施行不同的热管教，以供应柔弱的书脊和坚实的边际。即便边际依然雷同，也能够提升刀的团体韧性。往时，我没有写太多对于不同热管教的文章，但这是另一个例子，表明不同的热管教怎样致使不同的属性集。
超等热管教
一些刀具缔造商以“超等”，“杰出”以至“传闻”热管教而出名。很难评价此中有几多是传闻，有几多是谬误。好的热管教与本文发轫商议的“不良”热管教之间一定会有很大的不同。然则，要安排出能够使给定硬度在职何给定类型中提升10-20％以上的热管教是希奇痛苦的。这样做大概须要掂量其余属性。冶金学家消费洪量功夫优化热管教，并且随机的制刀师不行能选用超过准则钻研界限的办法。倘若没有定量测试和对照，我会发掘大范围的改良是希奇值得嫌疑的。即便很多制刀者施行希奇好的热管教，我会嫌疑任何说法，以为制刀匠的热管教办法比其余办法都要高。与“不良”热管教，制刀匠或制刀公司同日而语时，大概会有很大的不同。
热管教的变异性
Crucible，Uddeholm，Bohler和Carpenter钢的数据表时常显示指标成份，而不是每个元素的可接管界限。屡屡都不行能赢得精准的构成。即便终究的成份变动靠近完满，依然会有确定的界限，不过在较小的界限内。是以，即便在雷同品级的钢中，对热管教的反应界限也很大。即便哄骗齐全雷同的办法举办热管教，一批也能够造成61.2Rc，另一批能够造成60.5Rc。
热管教也有不同。没有一个炉子能够完满地保持精准的温度，惟独一个界限。炉子须要一段功夫才气“波动”在指标温度上。炉子内部存在变动，炉后角的温度大概比热电偶读取温度的温度高或低。大型产业热管教工艺哄骗大型炉子，它们将要承载的负荷尽大概靠近产能。炉内温度一定会有所变动，并且一切颠末中的温度都邑摇动。在家中举办热管教的刀匠时常一次只可做小数量以至是一把刀。然则，没有人会在齐全雷同的功夫内保持钢的温度或以齐全雷同的方法淬火。刀具备不同的尺寸和厚度，这将改革刀的加热速度和淬急切率。刀芯在峰值温度下的功夫会更少，而淬火时的冷却速度会更慢。当议论用眼睛热管教的刀匠时，不同更大。
总而言之，在这些成分和其余成分之间，时常不行行的是屡屡对每把刀举办热管教以使其具备齐全雷同的特征。终究本能会有一些变动。时常（期望这样），这个界限充分狭隘，没干系。
钢，热管教和边际几多
换用另一种钢与改良热管教比拟，对钢本能的影响更大。颠末改革简朴钢的热管教能够赢得一系列本能。
韧性
然则，与在高耐磨钢赶上行以韧性为核心的热管教比拟，哄骗“韧性”钢将供应更高的韧性。上面显示了几种乌德霍姆钢的韧性与硬度的干系。设想一下，您曾经在60Rc的Vanadis8中临盆了一把刀（相当于10V，相当于K），然则您曾经看到了企图用的刀中的微碎屑。下降到58Rc或什至56Rc会增长韧性。然则，56RcVanadis8仅比62.5RcVanadis4Extra强。在这样低的硬度下哄骗Vanadis8大概会致使强度题目。以雷同的硬度转向Vanadis4Extra能够供应更大的韧性提升，同时保持与昔时哄骗的Vanadis8雷同的强度。在雷同硬度下，Vanadis4Extra中碳化物的含量较低，比Vanadis8具备更高的韧性。
边际保持
在边际保持性和耐磨性方面也合用雷同的轨则。转向更高的硬度将供应更好的边际保持力。但是，颠末哄骗具备更多碳化物和/或更硬碳化物的钢，能够大大提升边际保持性。下图显示了颠末Carpenter钢测试的几种钢的耐磨性与硬度之间的干系，您能够看到，转向更高耐磨性的钢比增长硬度更有效（在图表上越低越好）：
在CATRA和绳子切削刃保持力测试中能够看到雷同的不同。
边际几多
比钢的取舍和热管教更大的成即是边际几多形态。较薄，更尖利的边际对照厚，更钝的边际切割得更好，切割功夫更长。下图显示了在CATRA测试中针对种种钢材对切角相对于边角的切割后质料的切割量。每个侧边际为25°（在该图上共计为50°）时，边际固位最大为mm。即便哄骗希奇低的耐磨性钢，每侧哄骗15°仍可切割毫米的卡片纸，哄骗高耐磨性的钢则可切割至毫米。以恒定的角度能够看到雷同的成就，然则在边际反面更薄。
对于边际的强度和韧性，相同的道理也相悖。较厚，更钝的边际更难以变形或粉碎。
刀刃的几多形态是刀安排中最要害的部份，而最杰出的钢材和热管教组合无奈替换它。安排可于是一个屡屡的颠末，其几多形态部份取决于终究宗旨，也取决于钢的极限。杰出的钢材取舍和热管教能够使给定运用的刃口几多形态更薄，进而赢得更好的切削本能。仅改良钢或热管教而不改革几多形态将带来较少的收益。
明晰度
哄骗较薄的几多形态还象征着能够更轻便地举办锐化，由于要撤除的材料更少。然则，钢的取舍和热管教也会影响锐化的轻松水平。更高的硬度象征着更高的耐磨性，是以去除材料须要更多的功夫。但是，由于边际毛糙度的增长，低硬度钢不能抵达雷同的明晰度。低硬度钢和剩余奥氏体过量的钢轻松造成毛刺，希奇是在薄边际。硬钢不太大概造成大毛刺，即便倘若钢易碎，则在锐化薄边际时微碎屑大概是一个题目。
归纳与论断
由于上述起源，我以为很多刀匠的热管教之于是牛逼可归因于他杰出的刀具安排和完满的做品浮现。终究，客户看到的是一把制做精美，手感安乐，切削就手的好刀。我没说刀匠没有很好的热管教，然则与安排和形制富丽的刀具比拟，终究用户不太轻松仔细到比另一种热管教更好的热管教。然则，当波及到“不良”热管教时，倘若对刀片举办了软，脆等过失的热管教，终究用户就会仔细到它。刀匠或刀具公司的做事是保证他们取舍无误的钢，对其举办无误的热管教，并针对刀的安排优化其本能，并安排出环抱钢材极限的悦宗旨刀型，以供预期用处和终究用户哄骗。不存在攻破物理学的“戏法”热管教办法，然则，能够测试和调动种种热管教变量以找到指标属性的最好组合。
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