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1、钢材硬度的指标与定义.在制刀界有一个重要指标硬度，金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。 A、布氏硬度（HB） 用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。 其计算公式为： 式中：F-压入金属试样表面的试验力，N； D-试验用钢球直径，mm； d-压痕平均直径，mm。
2、 测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。 举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。 B、洛氏硬度（HK） 洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸
3、除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。 硬度值用下式计算： 当用A和C标尺试验时，HR=100-e 当用B标尺试验时，HR=130-e 式中e-残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。 上述三个标尺适用范围如下： HRA（金刚石圆锥压头）20-88 HRC（金刚石圆锥压头）20-70 HRB（
4、直径1.588mm钢球压头）20-100 洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。 C、维氏硬度（HV） 维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力（F）压入试验表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度。 维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为： 式中：HV-维氏硬度符号，N/mm2(MPa)； F-试验力，N； d
5、-压痕两对角线的算术平均值，mm。 维氏硬度采用的试验力F为5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）Kgf(N)等六级，可测硬度值范围为51000HV刀具钢材的特性和区别.440-C : 美国制之优质不恴钢材, 含铬量高达16-18%。 最初被应用於外科手术刀具及船舶业, 耐蚀性及耐恴能力极优; 韧性强。 现更广泛应用於手制刀及优质厂制刀具。 含碳量约1%(440系分A, B, C, 及F级; C级及F级含碳量最高, 而A级刖刖较少)。 经熟处理後可达HRc58之硬度。154CM : 美国制之优质不恴钢材, 铬含量达
6、15%, 钼含量达15%, 钼含量达4%; 故定名为154CM。 乃近代手制刀之一代宗师 R.W.Loverless 率先所采用。 加工性极优, 耐蚀性, 刀锋耐损性及韧性皆强, 但售价较高, 故只见被应用於手制刀具。 含碳量约1.05%, 经热处理後可达HRc6061之硬度。ATS-34 : 日本“日立金属工业”针对美制154CM 而开发之优质不 钢, 用料和 成份与154CM相近, 而各方面之性能皆达至154CM之标准, 且犹有过之, 但价格则较廉, 被业内认定为最佳刀具钢材之一, 现已成为手制及优质厂制刀具应用之主流。 经热处理後可达HRc6061硬度。AUS8(8A) : 日本 “爱知
7、制钢” 所开发之优质不 钢材, 耐蚀性, 刀锋耐损性及韧 性皆达优异水平, 多被应用於日本制之优质刀具。 AUS 钢种分为10A (含碳量约1%), 8A (含量0.8%) 及6A (含碳量约0.6%) 三种。 8A 经热处理後HRc5859之硬度。D2 : 金属机械加工用之耐磨工具钢材D2, 属风硬钢 (Air-Hardening steel) ; 被广泛应用砍伐刀或猎刀次制作, 含碳量高达1.5%, 含铬量亦高达11.5%, 经热处理後可达HRc60之硬度, 但相对地廷展性(韧性)较弱, 耐 能力亦不甚佳, 钢材表面亦难作镜面磨光处理。Hi-Speed Tool Steel (高速工具钢)
8、: 高度加工制成成之工具钢材, 含碳量高, 而含铬量则低(约4%), 故打磨钢材表面之光泽较暗, 经热处理後可达HRc62之高硬度, 但耐 性能不甚佳。Cowry X(RT-6): 日本大同特殊纲 (株) 於1993年开发之超级粉末系合金钢材, 为近代日本冶金技术的新突破, 现已被日本刀匠们应用於大型砍伐刀具, 钢材含碳量高达3%, 经热处理後可得HRc67之高硬度。Cowry Y(CP-4): 日本大同特殊钢 (株) 於1993年开发之优质粉末系合金钢材, 含碳量达1.2%, 更罕有地混入金属元素 钶 达0.2%, 经热处理後可达HRc63之高硬度, 却仍保有极佳之延展性能。A-2 : 金属
9、加工用之高韧性耐磨工具钢材A-2, 属风硬钢, 含碳量颇高, 约1%,经热处理後可达HRc57之硬度, 铬含量约5%, 经打磨後钢材表面光泽较暗, 耐蚀性优, 延展性(极强), 刀锋之耐损性亦佳。VG10 : 日本 “武生特制钢” 之V金10号不 钢材, 乃V金, 系钢材之最优级别, 含碳量约1%, 含钼1.2%及钴1.5%, 经热处理後可达HRc60-62之硬度。 VG-10加工性优, 韧性及耐蚀性皆强, 多被应用於日制之优质刀具。BG-42 : 极优质之不 钢材, 含碳量1.15%, 含钒量则高达1.20%; 故钢材组织微粒细密, 经热处理後可达HRc60-61之硬度, 加工性优, 耐蚀力
10、极强, 韧性亦佳。 BG-42最初被应用於航天工业, 作为制造滑轮及机轴等之材料, 因价格颇高, 於制刀业则多被应用於刀匠之手制刀具。SANDVIK : SANDVIK 公司是北欧制钢及五金工业之翘楚, 120C不 钢材乃SANDVIK 之优良钢种之一, 含碳量约1%, 含铬量约14%, 经热处理後可达HRc56-58 之硬度, 加 工性优, 朡性 , 北欧出产之名厂刀具多以SANDVIK 之钢材制作。1095 : 高碳钢中最优质者莫过於1095, 其含碳量达1.03%, 经热处理後可达HRc58-60之硬度, 韧性十分好, 但不耐 , 多被应用於传统之欧洲式猎刀, 大型砍伐刀及军用刀。 如二
11、次大战时美国 “着明之 KA-BAR 军刀便是以1095作为刀身材料。W-2 : 高碳工具钢材被命为W型者为水硬钢(Water-Hardening Steel), 为工具钢中最廉价者。 W-2钢材(经热处理) 容易达至高硬度(HRc65), 兼且容易局部硬化, 兼且容易局部硬化, 以使邻近各部位硬得可以耐磨, 而又可以软得容易制造, 加工性极优良, 故用途广泛。 但W-2耐 力很差, 故钢材之表面多以涂层保护, 以防 蚀。O-1 : 油硬级(Oil-Hardening types)之工具钢材最广泛被使用, 而其中最佳者是O-1型, 其高锰伴同铬与钨可增加硬化能, 使钢材可不需剧烈之水淬 (代之
12、以嵹鵐的油淬) 也能硬化至高硬度(HRc62)水平。 O-1钢之加工性佳, 但韧性及耐 力则较弱。 美国着名刀匠Randall便多以O-1工具钢作其刀身之材料。ZDP-189 : 日本 日立金属工业 於1996年开发之粉末系新钢材, 其研发目标与 大同特殊钢 (株) 之Cowry X钢材一脉相承, 优良加工性之超硬合金钢, ZDP-189含碳量达3%, 含铬量亦高达20%, 经热处理後可得HRc67之高硬度, 加工性极优, 金属组织微粒比ATS-34及440-C更均一细密, 耐蚀性及朡性皆 , 故 日立 对外宣称ZDP-189乃跨向21世纪之次世代刃物钢。GIN-1(G-2): 日本 日立金属
13、工业 之银纸一号钢材, 为银纸系钢材之最优级别, 钢材特性与 爱知制钢 之8A相近, 但硬度则比8A稍软(HRc57-58), 价格较廉。ATS055 : 日本 日立金属工业继ATS-34後所开发之优质尸刃物钢材, 为ATS-34之改良品种。 ATS-34含钼量约4%, 故能耐极高温度, 适应范围较广(可适用於制作机械零件, 如机轴, 滑轮, 气舱阀等)。 ATS-55则减低了钼含量至0.6%, 但亦加入了0.4%之钴。 此毕令钢材本身减低了耐热性却增加了朡度(更适用於制刀业)。 整整体而言, ATS-55性能稍逊於ATS-34, 但比同厂之G-2较优。CPM440V : CPM (Cruci
14、ble Particle Metallurgy)粉末系钢材乃美国Crucible原料公司开发之新一代刃物钢, 厂方曾声称CPM440V乃超级钢材(Super custom knife steel of the 90 s)。 虽然CPM440V之含碳量比传统的440-C多出近一倍, 经热处理後得出之硬度却只为HRc57-58, 皆因受其他所含原素之影响(5%之钒, 17%之铬)。 其真正杰出之处 在於保留刀锋之耐损性及延展性(朡度)这两方面, CPM440V之售价颇高, 故多应用於手制(刀匠手作)刀具。CPM420V: 美国Crucible原料公司於1996年再次研制出较CPM 440V更高一级
15、之CPM钢材: CPM420V, 它比CPM440V多出近一倍之钒及钼含量, 故能保有更优越之刀锋耐损性及耐蚀性(比CPM440V优胜25-50%之多)。经热处理後可得之硬度则与CPM440V相等。 CPM420V之售价颇昂贵, 比ATS-34高出一倍。420J2: 420系钢材之碳含量低於0.35事无补, 经热处理後所得之硬度只得HRc52-55, 而耐损性等各方面之性能并不太出众。 因较容易切割及打磨, 故适宜於用作大量生产之厂制刀具, 420钢亦因碳含量低而耐 力极 , 故亦是生产潜水刀具之理想钢材。425m: 420系钢材之改良(Modified)品种, 定名为425M, 将含碳量提高至约0.55%, 并加进1%之钼, 经热处理後可违较理想之硬度(HRc58), 却保留了420系钢材之优良加工性, 故极宜应用於厂制刀具。 美国着明之BUCK及GERBER两大刀厂已於90年代选用425M作为其刀身材料。世界名刀-生产制造商大全.Allen Elishewitz Benchmade 蝴蝶牌, MISSION MPF 刀设计者，专门设计独特刀款
