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說說重房作的密藏鋼:ASSAB K120C粉末鋼【專欄:理論上的廚刀】

作者:由 二十五鈮 發表于 繪畫時間:2022-06-14

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理論上的廚刀

先說結論:重房的K120C粉末鋼是日本本土獲得瑞典許可之後在日本本土生產的粉末鋼,成分與白二鋼/1095/T10a鋼相似。

正式介紹K120C之前,先簡單說一下粉末鋼相比傳統冶煉鋼鐵的優點。

常規的金屬是熔鍊成液體,金屬液體凝固得到鑄錠(我當前的通訊單位之一就是凝固技術國家重點實驗室),鑄錠需要經過開坯改鍛,之後才能獲得可以用來最終成型鍛造的板料或者棒料。

細心的人可能會問一個問題。為什麼不能直接鍛造鑄錠,一定要先開坯改鍛呢?這是因為,

鍛造組織存在不均勻性

,不同部位的晶粒大小不一致。由於熱作用,從鑄錠的邊緣到心部依次是細小球狀(等軸)晶粒/放射狀的柱狀晶粒,中心的大尺寸等軸晶。晶粒不均勻會導致效能非常不穩定。

說說重房作的密藏鋼:ASSAB K120C粉末鋼【專欄:理論上的廚刀】

除此之外,由於不同部位凝固時間先後不同,會發生

成分偏析

,就是說,先凝固的和後凝固的成分不一樣。比如說邊緣的成分和心部的成分不同。成分不同對材料效能的影響更大。甚至有些時候因為偏析問題有些元素的含量就被限制了。因此為了解決這個問題,就需要在較高的溫度進行開坯改鍛,類似於揉麵擀餃子皮,先把金屬揉均勻了再進行鍛造成型。

熟悉了傳統鋼鐵的這些特點之後,粉末冶金的優勢就很容易理解了。粉末冶金就是把設計的成分對應的不同粉末倒在密閉容器中,攪勻後真空下震動緊實後,加壓加熱即可。優點如下:

1 冶煉過程中除雜很困難,但是粉末冶金就容易得多,不存在引入雜質的問題。因此可以獲得相當純淨的鋼材。

2 沒有偏析問題,成分非常均勻。

3晶粒十分細小。

不過粉末冶金也有存在空隙的缺點,本文就不過多介紹了。

說說重房作的密藏鋼:ASSAB K120C粉末鋼【專欄:理論上的廚刀】

然後來說一下這個K120C粉末鋼。

粉末鋼 - ASSAB Japan

據可以查到的資料,ASSAB K120C粉末鋼,說起來也算是瑞粉,但是實際產地還是在日本本土,本土企業拿到瑞典的許可證之後進行的生產。

K120C的優點是具有高度均勻的微觀結構(顯微組織),能夠將碳含量均勻地分佈在整個刀上,達到極高的程度,從而確保在回火時獲得均勻的最佳結果。一些網站上有售賣使用K120C打造的長刀,經過良好鍛造+覆土燒刃後,刀刃硬度可達59,刀背大約40左右。在邊緣保留和耐用性方面都有很理想的表現。

由於這種鋼材已經停產,問訊ASSAB後得到回覆中的成分如下:

碳1%,矽0.2%,錳0.3%,磷、硫等雜質小於0.03%.

這成分也和國產T10a高碳工具鋼、日本白二鋼、美國1095高碳鋼以及Uddeholm UHB 20類似。T10鋼的工藝規範是800°C淬火之後200度回火,最終可達59硬度,並具有良好的韌性。這一點和K120C的指標非常接近。此外,我查到1095的純淨度的紙面資料遠好於K120C,磷硫控制在0.015以內,低於K120C的0.03%,然而T10a或1095的成本都低於K120C。所以不難理解為什麼後面這個鋼停產了。

The chemical composition for the K-120C steel is pretty simple: Carbon 1%, Silicon 0。2%, Manganese 0。3%, Phosphorus, Sulphur less than 0。03%, which qualifies it as a High-Carbon Silicon Manganese steel。

很多網站或者論壇中有些過度誇大這種粉末鋼了。淨度和晶粒的細小程度是不錯,但是沒有比其他鋼鐵有質的飛躍。要知道粉末鋼的生產成本遠高於液態冶煉鋼鐵。

均勻度是不錯,但總體來說沒有那麼神。

標簽: K120C  粉末  成分  晶粒  均勻