刀具钢材类型介绍:工具钢、碳钢与不锈钢的特点与应用

刀具钢材种类介绍
常见刀具钢材类型
最常见的钢材类型包括:
1. 工具钢 - 硬钢是切削工具的首选。此类钢材中,受欢迎的钢材包括 D2、O1 和 CPM 系列,以及更先进的过切钢材,如 M4。
2. 碳钢 - 通常制作粗糙,用于特别需要韧性和耐用性的地方。常用于生存刀和砍刀。它具有锋利的刀刃,相对容易磨锐。缺点是铬含量低,容易腐蚀。最受欢迎的碳钢是 1095
3. 不锈钢 - 基本碳钢,添加铬以使其具有耐腐蚀性,并添加其他元素以提高其性能,但会牺牲韧性。目前最流行的类型包括 400、154CN、AUS、VG、MoV、Sandvik 和 Crucible SxxV 系列。请注意,真正的不锈钢至少含有 13% 的铬。
当今最流行的刀具钢材
以下是目前最常用的刀具钢材,从技术上讲,确实有更好的钢材(CPM-125V、CPM-10V、K294 等),但这些钢材在市场上非常罕见。不要太纠结于分级,这不是一门精确的科学,这只是我根据某些因素按性能对钢材进行简单分组的方式。
1.超级钢铁
1.CPM S90V
Crucible 的 CPM S90V 钢具有最高的耐磨性和锋利度保持性。您可能认为它的碳含量非常高,但秘密在于它含有大量的钒,大约是 Elmax 或 S30V 的三倍。是的,它的价格高得离谱,而且需要很大的耐心才能打磨,但真的没有其他钢比 CPM S90V 更耐磨。
2. M390
M390是目前市场上的超级钢,由Bohler-Uddeholm生产。(奥地利Bohler和瑞典Uddeholm合并)。它采用第三代粉末金属技术,用于需要极佳耐腐蚀性和极高硬度的刀具,以确保耐磨性。添加铬、钼、钒和钨以提高锋利度和出色的边缘保持性。与ZDP-189不同,大多数碳化物由钒和钼形成,仅留下游离铬元素以耐腐蚀。M390硬度达到60-62HRC。Bohler称这种钢为“Microclean”,它可以抛光成镜面效果。打磨难度适中,但没有S90V那么硬。
3.ZDP-189
日立生产的 ZDP-189 是另一种新型超级钢,含有大量碳和铬,因此硬度极高。ZDP-189 的硬度约为 64HRC,但一些刀具制造商可以将其硬度提高到 66HRC。当然,这种额外的硬度带来了出色的边缘保持性,但代价是增加了磨刀难度。铬含量约为 20%,您认为它不受腐蚀吗?其实不然。ZDP-189 中的大量碳实际上与铬结合形成碳化物,而游离铬无法抵抗腐蚀。因此,虽然它比 S30V 更硬、更耐磨,但也更容易腐蚀。
4.Elmax
欧洲的 Uddeholm 公司生产的 Elmax 是一种粉末状高铬钒钼合金钢,具有极强的耐磨性和耐腐蚀性。Elmax 是不锈钢,但在某些方面表现得像碳钢。它非常锋利,而且相对容易打磨,同时还非常耐锈。这是最好的全能刀具钢吗?也许吧。很高兴看到 Bohler-Uddeholm 现在对 Crucible 构成了威胁。
5.CPM 20CV
CPM 20CV 是 Bohler 广受欢迎的 M390 的翻版。模仿 CTS-204P 的工匠也受到了影响。作为粉末冶金工具钢,它结合了出色的耐磨性和边缘保持性,再加上其高铬含量使其具有高度的耐腐蚀性。它在市场上仍然相当新,但像 Benchmade 这样的制造商已经在他们的 556-1 Griptilian 等新刀具型号中使用了 CPM-20V。事实上,Benchmade 声称他们的 M390 略微坚韧一些,但 20CV 具有更好的边缘保持性。
2. 高品质型
1. CTS-XHP
来自美国的CTS-XHP也是一种比较新的钢材,同样具有良好的刃口保持性,硬度约为61HRC。这是粉末冶金的又一创举,Carpenter技术人员将细小的粉末颗粒提炼至最佳性能。刃口保持性略优于S30V,但打磨过程需要多花一点功夫。一般认为CTS-XHP比D2钢更耐腐蚀,具有优越的刃口保持性。而且与D2钢不同的是,它不易磨,容易断裂。冷钢的大部分折叠刀都已换用这种钢材。不得不说,冷钢是刀具行业大规模采用新钢材、新材料的先驱。
2.CPM M4
一种具有高韧性的高性能工具钢,可以说比任何其他碳钢都好。与所有 CPM 钢一样,CPM M4 采用 Crucible 的专利 Crucible 颗粒冶金 (CPM) 工艺,与传统工艺相比,该工艺可生产出非常均匀、稳定且可加工的产品。CPM M4 通过添加大量钼、钒、钨以及大量碳,实现了耐磨性和韧性的完美平衡。硬度约为 62-64HRC,但请注意,M4 是一种铬含量相对较低的碳钢,而不是不锈钢。因此,虽然这是切割效果最好的钢材之一,但必须小心保养,而且随着时间的推移可能会生锈,一些制造商采用表面涂层来防止生锈,但这仍然不是长期的解决方案。它容易磨锋利吗?... 呃,不容易。
3.CPM S35VN
2009 年,Crucible 和 Chris Reeve 推出了比其优质 S30V 钢略好一些的 S35VN。这是通过使用更细的晶粒结构并添加少量铌来实现的,从而使优质的 S30V 更易于切割,并提高了韧性和锐化性。然而,在实践中,你几乎无法分辨出差异。许多人认为这是“主流”刀具钢的极限,并且很难找到在边缘保持性、韧性和防锈性方面价格更好的钢材。
4.CPM S30V
CPM 30V 钢由美国 Crucible 公司制造,具有出色的刀刃保持力和防锈性能。它在美国设计,用于高端小折刀和昂贵的餐具。碳化钒的添加大大提高了合金基体的硬度。一分钱一分货,它通常被认为是最好的刀具钢之一,具有刀刃保持力、硬度和韧性的最佳平衡。请注意,S30V 有一个出色的兄弟 S35VN,其形式相似,但由于添加了铌,无疑更容易加工。然而,S30V 如今仍然很常见,仍然是我们的最爱之一。
3.高端机型
1.154厘米
硬度相对较高,一般被认为是添加了钼的 440C 的升级版。与 440C 相比,它具有出色的边缘保持性,尽管铬含量略低,但仍保持了出色的耐腐蚀性。它具有合理的韧性,可以满足大多数需求。只要使用得当,磨刀并不难。您会发现许多由 Benchmade 等制造商生产的折刀都使用 154CM 钢。CPM154 与通过坩埚颗粒冶金工艺生产的其他合金不同。CPM 工艺优化了碳化物颗粒,从而生产出这种边缘保持性略好的钢……但是否每个用户都能分辨出差异还不确定。
2.ATS-34
这种日本钢材通常被认为相当于美国生产的 154CM 钢材。事实上,它具有与 154CM 非常相似的性能,并且作为优质钢材的代表,通常非常受刀具制造商的欢迎。ATS-34 具有出色的边缘保持性,但实际上,它的耐腐蚀性略逊于较低等级的 440C 钢材。
3.D2
D2 钢是一种工具钢,通常被称为“半不锈钢”,因为它的铬含量不如全不锈钢所需的 13%,但它仍然具有相当强的耐腐蚀性。另一方面,D2 钢比该组中的其他钢(如 154CM 和 ATS-34)要硬得多,而且刀刃更锋利。话虽如此,它不如许多其他钢那么坚韧,而且更难磨锋利。事实上,如果你想拥有一把锋利的 D2 钢刀,你真的需要成为一名优秀的磨刀师。
4.VG-10
VG-10钢和154CM、ATS-34很相似,但是铬含量更高,提高了耐腐蚀性。还含有钒,比另外两种钢更柔韧。它起源于日本,出现的时间并不长。日本刀匠手工制作的大马士革厨刀几乎都用这种钢,包括日本人为德国双立人制作的大马士革厨刀。因此,日本制造的高端厨刀比双立人性价比高很多。现在VG-10慢慢被刀具公司Spyderco引入美国市场。它确实很硬,需要特别打磨,而且也有点脆。
5.H1
H1钢是日本Myodo Metals生产的,是最耐腐蚀的钢,基本不会生锈,是不锈钢的典型代表。当然价格也挺高,不过锋利度保持度一般,所以很适合用来制作潜水装备,是相当昂贵的材料。
6.N680
N680 钢含有 0.02% 的氮和 17% 的铬,因此具有相当好的耐腐蚀性。例如,如果您的刀片经常暴露在盐水中,那么这种钢材就非常适合您。它也是一种细粒钢,因此需要非常锋利的刀刃。可以将其视为 H1 的稍微便宜的替代品,具有不错的刀刃保持性,只是强度不如 154CM。
4. 中高端
1.440C
美国 440C 刀具钢曾被认为是一种全能型钢材,但与市场上许多新型钢材相比,它已经相形见绌。这种不锈钢用于许多批量生产的折刀,是一种可靠、实惠且优质的选择。它相当坚韧、耐磨、耐腐蚀。440C 刀片相对容易磨锐。它是同类钢材中碳和铬含量最高的。
2. AUS-8
AUS-8 钢产自日本,与 440B 钢非常相似。它比 440C 更耐锈蚀、耐腐蚀,但硬度稍低。它具有相似的韧性,但锋利度不如一些含碳量较高的昂贵钢材。请记住,含碳量越高,钢材越硬,锋利度就越高。它很容易磨锋利,而且锋利度非常好。
3.CTS-BD1
CTS-BD1 由 Cold Steel 按照规格制造,是一种基于 Carpenter 的美国真空熔炼不锈钢,经常与 AUS-8 和 8Cr13MoV 进行比较,许多人认为它优于两者,因为它具有出色的边缘保持性。由于铬含量略高,它更耐腐蚀。作为一种细粒低碳钢,它相对容易保持边缘形状,但不如 VG-10 等高碳钢保持时间长。
4.8Cr13MoV
MoV 钢产自中国,与 AUS-8 相当,但碳含量略高,价格更便宜。Spydecro 等制造商在其较便宜的折刀中使用这种钢。
5.14C28N
14C28N 不锈钢由瑞典公司 Sandvik 制造,是其 13C26 的升级版。事实上,Kershaw 要求 Sandvik 对 13C26 钢进行优化,使其更耐腐蚀,因此生产出了 14C28N。在实验室中,您可以发现 14C28N 的氮含量增加,碳含量降低,但真正的秘密是氮提高了耐腐蚀性。总的来说,一种令人震惊的重型钢材应该可以制成一把非常锋利的刀。您很可能只需不到 30 美元就能买到一把用最好的钢材制成的刀。
5. 中低档
1.440A
与 420HC 非常相似,但含有更多的碳,这提高了耐磨性和边缘保持性,但降低了耐腐蚀性。
2.420HC
420HC一般被认为是420系列钢材中的王者,与420钢材类似,但碳含量增加,以提高钢材的硬度。虽然它被归类为中低档,但一些有能力的制造商仍然可以使用热处理技术将这种廉价钢材的价值发挥到极致,使其锋利且耐腐蚀。事实上,虽然它价格便宜,但它是最耐腐蚀的钢材之一。
3.13C26
这是山特维克 AEB-L 钢的仿制品,最初用于剃须刀。与 440A 相比,它的碳含量更高,铬含量更低,因此硬度和耐磨性有所提高,但耐腐蚀性有所降低。在实际应用中,它们的性能非常接近,很难区分。山特维克后来生产了 14C28N,其性能略优于 13C26。
4. 1095
这是最受欢迎的 10 系列标准碳钢,耐腐蚀性较弱,刀刃保持性一般。那么你为什么想要 1095 呢?答案是 1095 是一种坚韧的钢,不易断裂,易于打磨,刀刃非常锋利,而且生产成本低。因此,它非常适合制作更大的重型刀片和生存刀,而不是像普通的日常携带刀那样被滥用。许多制造商在他们的 1095 刀上加了刀鞘以防止生锈,但最简单的防止生锈的方法就是在表面涂上一层油。
6.低端机型
1.420&420J
420 钢的质量等级较低,但足以满足一般用途。它的碳含量相对较低,因此刀刃较软,而且比高端钢材更容易钝化。用 420 钢制成的刀刃在短时间内就会钝化,也就是说,它相对柔韧且耐锈,但通常不耐磨损。可以想象,用这种钢制成的刀具通常价格低廉且批量生产。
2. AUS-6
产自日本,相当于420系列钢。低碳钢,质量不是很高,碳含量相对较低,但耐腐蚀性非常好。
刀具钢材性能表
以下是钢材在边缘保持性、耐腐蚀性、洛氏硬度和耐磨性的排名:

刀具钢材锋利度保持指数

刀具钢耐腐蚀指数

刀具钢材硬度

刀具钢耐磨性指标
什么是 CPM Steel?
CPM 代表 Crucible Particle Metallurgy(坩埚颗粒冶金术),是一种制造优质工具钢的工艺。美国 Crucible Industries 是 CPM 钢的唯一生产商,其工艺是将熔融金属倒入小喷嘴,使用高压气体使其喷射成小液滴。这些液滴冷却、凝固并形成粉末形式,然后通过热等静压将其粘合并压实。成功之处在于 HIP(热等静压)工艺,可确保每个颗粒具有均匀的成分。这也提高了钢的韧性和耐磨性。
奥氏体钢和马氏体钢
奥氏体钢镍含量高,因此缺乏磁性且相对较软,不适合制作刀具。它的优点是韧性好、耐腐蚀性强,铬含量高,最适合制作刀具、叉子、勺子和厨房水槽等。马氏体钢铬含量较少,易生锈,但镍含量极少,具有磁性。马氏体钢的真正区别在于其碳含量较高,这种结构使其更坚硬,非常适合制作刀具。钢铁制造商能够通过快速冷却将奥氏体钢转化为马氏体钢。
大马士革钢怎么样?
大马士革钢产于印度、巴基斯坦等中东国家,其生产可追溯至公元前古代,最初由两种不同的钢材焊接而成,大马士革钢的力量与能量流传着许多神话传说,现今因其美丽的外观而广受人们欢迎,多用于收藏。
其他考虑因素
请记住,钢材不是万能的。刀具买家应注意不要追求完美的钢材,因为钢材并不是影响刀具性能的唯一因素。钢材分析已经成为一门科学,所以不要轻易被统计数据所欺骗。请记住 - 上面列出的高质量或高端钢材并不一定能使刀片比劣质钢材更好。
比如冷钢的CTS-XHP、CTS-BD1、AUS-8A钢制折刀都是在美国制造,最关键的工序——钢材热处理在美国完成,其他工序则由台湾工厂负责。嘘——这就是冷钢性价比高的秘诀。
几乎所有现代钢材都适合大多数用户,而且人们越来越关注小折刀的其他方面,例如刀柄和刀的其他特征。
结尾..
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