討論: 什麼是好彈性的鋼,什麼是彈性不好的鋼?

HOHOLO

各位大大指導一下:
  比較大一點的刀具都會對彈性有比較高的要求, 歐洲劍刃長90cm,刃根厚卻只有6mm厚,某些個別例子只有4.8mm厚, 單手中國劍刃長70cm,刃厚6mm, 日本刀刃長70cm, 刃厚 6-8mm, 大家都是長刀劍,也是對鋼材的彈性,韌性的考驗.....
  現代科技先進,很多刀匠劍匠都選用現代鋼材打做刀劍~ 當中不乏大家熟悉的鋼材,好似是 O-1, W-2, L6, 5160, 5120 也有刀友提出過用440C 等不鏽鋼做長刀,有人說可以,也有人說不可以, 有人提出過如果5160 的硬度提升到60HRC, 長劍掉在地上可能會斷(比較誇張了吧), 那麼其實大家是以什麼來衡量夠彈性不夠,夠韌性不夠的, 會斷,還是不會斷呢?

  我最近花了一些時間上網上找資料,嘗試找一些科學代數據去衡量一塊鋼材的彈性和韌性.....結果卻有些出乎意料之外~有些不解..
發上來大家參詳一下.....

我從外國的鋼材資料庫 MATWEB :http://www.matweb.com 找了近10隻刀劍業界常用鋼材..作個比較:


先是彈性,由最低數值到最高數值:

鋼種:                                   硬度(hrc):        彎曲臨界拉力(Tensile Strength, Yield MPa)也就是彈性啦~
10 系列
AISI 1050 845C油淬540C退火直徑100MM      22                476
AISI 1060 845C油淬480C退火直徑100MM      27                518
AISI 1095 800C油淬480C退火直徑100MM      36                640
51 系列
AISI 5160 830C油淬540C退火直徑100MM      30                703
AISI 5120 845C重熱150C退火直徑025MM      30                758
O 系列工具鋼
AISI O1   800C油淬425C退火直徑050MM      50               1500
AISI O2   800C油淬260C退火直徑050MM      55               1750

AISI W2   775水淬+回火                   NA               1625

440C 系列
Allvac Vasco 440C 1525F油淬317F退火      57               1895   (這是一隻特種鋼)
MIM 440C 正常版  熱扎,1吋厚              NA               1240
LSS 440C 刃鋼(ASTMA 276)                57.5-62            NA


AISI L6   油淬至:                      61-62              1910

我不知道我的理解有沒有錯,還得請教各位前輩多多指教,不過以我看來:
彈性嗎~ 就是斬東西時刀具不會彎的...原以為O1 W2 一類的工具鋼會比5120,5160,1060等彈簧鋼易彎,但數據上看來不是..
440C 不鏽鋼, 原來比高碳鋼好多了~而且, 如果以特種鋼Allvac Vasco 440C 為彈性的極限值, 440C 可以說是強得很,只是略為比L6差少少吧了....
10系列鋼材的彈性我想大家十分清楚,國內10分之9的刀劍都要這類鋼材,我就沒有見過有這些刀劍掉在地上會斷....我想51系列的也不可能吧?

接下來是韌性,由彈性的最低數值到最高數值:
鋼種:                                   硬度(hrc):        最終極限拉力(Tensile Strength, Ultimate MPa)也就是韌性啦~
10 系列
AISI 1050 845C油淬540C退火直徑100MM      22                834
AISI 1060 845C油淬480C退火直徑100MM      27                931
AISI 1095 800C油淬480C退火直徑100MM      36                1140
51 系列
AISI 5160 830C油淬540C退火直徑100MM      30                965
AISI 5120 845C重熱150C退火直徑025MM      30                938
O 系列工具鋼
AISI O1   800C油淬425C退火直徑050MM      50               1690
AISI O2   800C油淬260C退火直徑050MM      55               1930

AISI W2   775水淬+回火                   NA               1800

440C 系列
Allvac Vasco 440C 1525F油淬317F退火      57               1964   (這是一隻特種鋼)
MIM 440C 正常版  熱扎,1吋厚              NA               1650
LSS 440C 刃鋼(ASTMA 276)                57.5-62            NA


AISI L6   油淬至:                      61-62              1950

我也不知道我的理解有沒有錯,不過如果你覺得O1,W2 等工具鋼材韌性不足似乎有點過憂了~
我之前一直以為1095會比1060,1050等易斷,不過數據說不是~
看上去51系列的韌性似乎比10系列的差,不過5120的樣品厚度只有25MM, 而其他的是100MM,所以100MM下5120應該比10系列的好....
而且10系列的硬度也是在低水平,在5X HRC的硬度下,韌性應該比這裡指出的更低一些~
一樣,如果以Allvac Vasco 440C  為韌性極限值,!440C 韌性幾乎是最好的了~比L6還要好一些!
我反而覺得440C的確是做長劍的好材料~

10系列嗎...幾乎是最差的>...<"

PS:我的分析能力太低..我在數據中看到了而能夠說出來的就只有這些了......有一些看到,可是不會分析出來,有些看到些看不到一些,不會說~只是知道似乎跟大家普遍認為的有點距離,不過讓大家討論一下也好,作個參考也好~

不過有點得說清楚,上面選出來的鋼材,我是以比較常見或是比較有名的拉出來看,可能有些例外,而且有些參數不同,不是完全的公平比較,可是有齊了熱處理的參數, 自我調整一下再作比較還是可信的.....

有沒有高手可以再作一些系統化的分析讓我可以學習學習呀><?

[ 本帖最后由 HOHOLO 于 2007-12-28 13:31 编辑 ]

HOHOLO

另外有一點: 大家常說:高硬度就脆,易斷!
不過看看上面的數據: 22hrc的1050鋼夠軟了吧? 卻幾乎是最易斷的.....
而看看L6/ 440c ,55hrc以上硬度的,L6更加是60 以上的硬度,抗彎和抗斷的系數仍然幾乎是 1050 的雙倍!!我想人力要弄斷它幾乎是不可能的~
想到這時候,不禁令人想起..硬度vs韌性 ,真的不能共存嗎??(我不知道的,因為只看到數據,沒法實驗),不過似乎這定理只在簡單碳鋼中存在...合金鋼似乎能夠突破這一點呢!

damasteelfan

刀剑业， 弹性的意义和上述弹性定义不完全一致。
刀剑业里， 更在意的是弯曲回弹而不变形能力。而LZ上述概念则不同， 简单来说， 完全一样的形制，两把剑格挡位置一致，则Yield Mpa值大的剑弯曲变形（非指塑性变形）小， 反之则大。

HOHOLO

um, 樓上說得有道理,瞬間值應該跟上面的數據有些不同...
Tensile Strength不包括回彈,旨在借其定義作個平台來比較,請不要在意科學定義上跟實驗定義上的誤差 :p

不過Tensile Strength, Yield 應該仍有些參考價值的...正好跟你說的一樣,Tensile Strength, Yield 愈大,塑性变形愈少,...

而前輩你指的Yield值,是指對格時瞬間變型(之後再回彈)的測量嗎?也就是說是吸收及轉化應力的能力嗎?

這點提醒了我,haha 我分析時沒有考慮這個Yield值..haha
我研究Tensile Strength,主要是想看看那一隻鋼材在刃筋錯誤,或是對付強度過高的試斬物時,刃部斷裂或是彎曲的趨勢...

[ 本帖最后由 HOHOLO 于 2007-12-28 14:09 编辑 ]

ntz

急着上课来不及细看，匆匆扫了一眼，你那个数据不是韧性吧？抗拉强度？
和韧性不一样的。
回来再细看。

HOHOLO

原帖由 ntz 于 2007-12-28 14:09 发表
急着上课来不及细看，匆匆扫了一眼，你那个数据不是韧性吧？抗拉强度？
和韧性不一样的。
回来再细看。

我的理解時....韧不韧,不就是看易不易拉斷嗎? 抗拉强度大,那就是難拉斷,那不就是韧性高了嗎??

HOHOLO

沒有人討論? 難道我發出版了嗎?
研究鋼材性能,不算是diy 範圍的嗎??

寂静岭

不是弹性及韧性,Ultimate MPa,MPa也是强度单位.

wolfy_loner

我对拉伸强度比较熟悉，我觉得韧性是与拉伸比相对应的，和拉伸强度好像关系不是太大

我研究高分子的，和金属离得有点远

冷月宝刀

我觉得钢材的弹性或强度和钢材做刀时候的长度也有关系。01那么强，可是做50公分以上的刀剑可能就不是5160的对手了。还有是不是L6的性能首屈一指啊？