这是门工众与你相识的第个星期六
「本文资料均来自实际实验数据」
刃具的「热处理」过程中
由于条件限制
许多传统匠人无法依靠可控温加热炉
而只能依经验判断
除非是富有经验且技艺精湛
否则难保刃具拥有一致的性能
这也造成了绝大多数传统匠人的刃具
产量较低
价格居高
...
下面就让我们试着从科学的角度
去理解传统刃具的「热处理」
去看看
它是否真如有些传统匠人描述的那样“玄”
“实验材料“
这次实验使用的是常见钢材
白纸钢2号钢棒
「一种量产碳钢，本次试验选用直径20mm型」
此种钢棒主要被用于制凿
只是如今的制凿匠人为提高效率
多直接使用钢片
实验材料成分表（%）
▼
“试验方法”
「水冷淬火」
使用可控温度的电炉
将钢棒加热至℃、℃和℃
并保持20分钟后
迅速放入20℃蒸馏水中搅拌降温
完成淬火
「深冷处理」
钢棒完成淬火后
放入零下℃液氧中冷处理
30分钟和60分钟
「回火」
钢棒完成淬火后
放入℃和℃菜籽油中
进行30分钟回火处理
「测定硬度」
测量部位如下图所示
使用的是洛氏硬度测定机
同时为了考察时间对硬度的影响
分别检测完成上述热处理
经过2小时、1天、2天、4天、8天
16天、25天和32天后钢棒的硬度
钢棒端面硬度测试部位
A表示钢棒靠外围部分
B表示钢棒中间部分
C表示钢棒中心位置
▼
"实验结果"
「淬火后测试结果」
℃水冷淬火后
纵坐标表示硬度
横坐标表示淬火后经过的时间
▼
从上图中
可看到经过℃水冷淬火的钢棒
测试点的硬度随着时间
都呈现了下降的趋势
并且最终硬度也没有达到刃具的使用要求
例如刨刀的硬度大多在Rc65左右
℃和℃水冷淬火之后▼从上图中
可得知经过这两个温度的
水冷淬火之后的钢棒
测试点的硬度随着时间皆趋于稳定
且最终硬度也都达到了使用标准
「原文推荐使用℃作为标准水冷淬火温度」
「水冷淬火+深冷处理测试结果」
℃水冷淬火之后
放入液氧中冷处理
▼
℃水冷淬火之后
放入液氧中冷处理
▼
从上两图中可得知
相较于只通过水冷淬火处理的钢棒
经过℃和℃水冷淬火+深冷处理的钢棒
测试点的硬度
能更快的趋于稳定
「水冷淬火+回火测试结果」
℃水冷淬火之后
℃与℃的菜籽油
▼
℃水冷淬火之后
℃与℃菜籽油
▼
从上两图中可得知
水冷淬火后的钢棒
经℃菜籽油回火后硬度更低
相比深冷处理
菜籽油回火后的钢棒
内外硬度的差异也较大
“重点”
白纸2号钢水冷淬火的温度
至少要在℃以上
℃与℃水冷淬火后
至钢材硬度稳定需要至少半月
回火调整时的温度
要视刃具具体使用情况而定
譬如清久凿中的“家纹清久”
在水冷淬火后加上了℃回火
以调整硬度
使得家纹清久凿具有较高的硬度
虽然在某些特定场合
可以得到更好的使用体验
但大部分专业匠人使用过家纹清久凿之后
都给出了“刃口易崩”
及
”钢材硬度过高而韧性不足”的评价
▼下周六见
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