削铁如泥的真相:杨志砍铜钱与钢刀硬度的科学解析

我们来谈谈像切割粘土一样切割铁。事实上,杨志砍铜钱的行为是非常可耻的。众所周知,铜的硬度比铁低,所以切割铜币并不困难。就连家里的不锈钢砍骨刀也能轻松切铜钱。而削铁如泥,其实也没有那么困难。因为纯铁其实很软。纯铁的硬度是按维氏硬度计算的,在185~125HV之间。经过高质量热处理的钢刀,硬度在610HV以上。日本曾经对日本古代刀具进行过测试。当时测试的刀具中,硬度最高的一把叫做水神子正秀。切削刃最高硬度达到700HV。这种巨大的硬度差异就像是剥落的泥土。轻松有点夸张,但是削铁确实不难。

需要注意的是,钢刀之所以与纯铁硬度差距巨大,主要有两个原因:
首先,成分。字典中对钢这个词的定义是:“钢是含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金的总称”。钢的碳含量越高,其硬度就越高。当然,越高,韧性就越强。同时,在碳钢中添加适量的一种或几种合金元素,还可以使钢具有各种特殊性能。例如,钨钢和锰钢以其高硬度而闻名。在古代,很难像现在这样在钢铁中随意添加各种元素。在古代传说中,之所以有陨铁制成的剑,是因为陨铁中可能含有锰等元素。

▲炎夏渡铁剑
接下来是热处理。对于刀具来说,热处理就是我们俗称的淬火。钢的淬火是将钢加热到临界温度,保温一段时间,使其完全或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷却速度快速冷却,使其经历马氏体转变。钢中马氏体晶体的出现会使钢的硬度发生数倍的变化。如果不经过淬火处理,即使是锰钢、钨钢等以硬度着称的钢材,其硬度也远不如经过热处理的普通钢材。早在公元前770年至公元前222年,中国人在生产实践中发现,钢的性能会因温度和压力变形的影响而发生变化。中国河北省易县燕下都出土的战国时期的两把剑和一把戟,其显微组织中有马氏体,表明它们已经过淬火。可以说淬火是刀的灵魂。未经淬火的刀只能算是铁棍。

说到这里,大家就能够破译那些在旅游景点附近卖菜刀的商家所谓能削铁如泥的噱头了。其实,无论是刺锡桶还是砍钢筋,都没有什么技术含量。钢筋是未经淬火的钢材。即使是普通人也能弯曲较细的钢筋,但其硬度其实很低。如果只是想切割钢筋,只需要有足够厚的刀片和大的切割角度即可。

另一个例子是常见的钢筋剪。见过钢筋切割机的人都会知道,钢筋切割机的刀刃其实很厚,切割角度也很大,所以切割钢筋并不费力。如果你只是想能切割钢筋,即使是一台德国进口的小型钢筋切割机网上也只要60元,而国产的钢筋切割机也只要十几块钱……

接下来我们来说说吹头发的事情。一般来说,刀爱好者自己评判一把刀锋利程度的标准是,至少要锋利到可以抓起一张纸来推开纸并切开;然后变得足够锋利,可以剃掉头发,就像剃刀一样;无论多么锋利,都能将空气中的头发折断。如果你用刀在空中剪头发,那就被认为是非常锋利的。如果不用力就能剪断头发,那么它是非常锋利的。但如果刀不动,只要吹一下就能折断头发,那就非常锋利了。


但实际上,这种吹断头发的锋利度并不需要工具本身的硬度有多高。钢材不需要非常好。只需要刀片的厚度尽可能薄并且刀片磨得好即可。当然,要达到吹断毛的水平,对打磨的要求是非常高的。这就要求刀片的切削角度很小,打磨时最后一道磨石(油石)的目数也必须很细(指材料的粒度或厚度,一般用于砂纸)。不过这种程度的锋利度没有太大的使用价值,而且很容易割伤自己。而且由于刀片太薄,它会很脆弱,无法切割较硬的物体,而且更容易损坏和变钝。一般来说,被磨到这种锋利程度的物品,主要是用来炫耀自己的磨削技术的。

不过一般来说,锋利到能吹头发、断头发的刀多是短刀,因为短刀可以做得薄一点,不用担心折断或变形,而长刀则需要厚一些,才能保证使用的强度。现在有很多爱刀之人把玩菜刀,把菜刀的锋利程度推到了一个很高的水平。


例如,如果你不用手就能剥西红柿,那么西红柿落在刀片上就会断成两半;将切成两半的葡萄铺在桌子上,用刀横向切葡萄,葡萄就会被切平(利用葡萄汁的粘性)。这些看似耀眼的锋利,都是因为用于切片的菜刀非常薄,可以通过磨刀来实现这种高难度且耀眼的技术。

综合起来,能劈铁、铜、纸、断头发的刀还是可以存在的。毕竟,以目前刀具的生产和磨削水平,可以在不造成可见损伤的情况下切割铁器,然后像剃刀一样剃掉头发。 (刀片切削部分的锋利度必然会下降,基本上是刀片的其他部分完成剃毛的工作)。不过,它可以磨到可以剃掉毛发的锋利程度,并且在剪铁时仍然没有肉眼可见的损伤。这足以说明这把刀的韧性和硬度达到了完美的平衡。这种级别的剑,在古代确实可以称得上是宝剑了。即使采用现代技术,能达到这种程度的刀的价格也是非常昂贵的。但总体来说,现在市场上质量较好、老百姓买得起的刀,既可以剪指甲,又不会损坏刀片,同时还可以推纸。当然,这的前提是能砍能磨。
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