刀具材料知识讲解doc.docx

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刀具材料知识讲解

钢材种类

中国

美国

德国

日本

钢号

标准（AISI/SAE）

DIN（德国工业标准）

JIS（日本工业标准）

高碳钢：

T10

1095

C92D（D95-2）

铬钢：

60Cr

5160

61Cr4

高碳铬轴承钢：

GCr15

52100

105Cr4

热作模具钢：

5CrNiMo

L6

55NiCrmOV6

SKT4

高速钢：

W6Mo5Cr4V2

M2

56-5-2

SKH9

冷作模具钢：

MnCrWV

O1

100MnCrW4

SKS3

Cr12MoV

D2

X155CrVM033

SKD11

------

A2

X100CrMoV5-1

SLD6

不锈耐酸钢：

9Cr18

440B

X90CrMoV18

SUS440B

4Cr13

420

X20Cr13

SUS420J1

9Cr18

425

425

 -----

不锈轴承钢：

9Cr18Mo

440C

X105CrMo17

SUS440C

Cr14MoV

------

ATS-34（Hitachi）

Cr15Mo

154-CM

－－－－

BG-42

-----

-----

二、碳合金钢（非不锈钢）

这一类钢材是通常用于锻造的钢材。

其实不锈钢也是可以锻造的（象SeanMcWilliams就锻造不锈钢）,但非常困难。

另外，同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端，而不锈钢不可以这样冶炼。

当然，在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈，也比使用不锈钢风险大--但我相信，只要热处理方法正确，下面举出的所有的钢材都相当不错。

在AISI钢材命名系统中，10xx是碳钢，其他的则是合金钢，例如，50xx系列是铬钢。

在SAE命名系统中，带有字符标示的（例如,W-2,A-2）是工具钢。

另外还有ASM命名系统，但它在刀具界中很少被提及，所以在这里我们可以忽略它。

通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量，如1095约含0.95%的碳，52100约含1.0%的碳，而5160则约含0.60%的碳。

O-1

这是一种应用得很广泛的优秀钢材，用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃，但它容易生锈。

Randall刀具和MadDog都用0-1。

O-1:

油硬级（Oil-Hardeningtypes）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。

0-1可能是用来做刀最容易的简单型合金钢材，用它制造的刀锋完全可以很好地胜任日常的用途；而且热处理很容易。

还有呢？

嗯，大师Cooper使用这种钢材多年，大伙儿都很喜欢他的刀，因为够结实。

还有，一位最杰出的刀匠曾经说过，0-1如果处理得好的话可以砍断任何一种大马士革；而且没人反驳他。

0-1刀锋保持力很强。

除非你运气不好遇到钢材中有瑕疵，一般来说0-1都能够被打磨得很精细。

就算你不怎么会热处理，你也可以用0-1来反复练习，只要你不把它熔掉。

而且，它很坚韧，你可以放心打磨。

0-6

0-6是仅次于0-1的容易热处理的钢材，但是打磨它绝对是个噩梦。

非常完美的晶状结构和硬石磨粒子组成了这种超级坚韧耐磨的钢材。

0-6的刀胚料都要经过高温碾压处理和精细打磨，高温碾压处理的价格还算合理。

0-6胚料有种奇特的近似桔红色的光泽，非常坚韧，在打磨时这一点更显著；用它做出来的刀锋保持性出奇地好，甚至胜过大马士革和0-1。

W-1，W-2，和10--系列

W-1，W-2，和10--系列（从1045到1095）等等都是构成非常简单的钢材，而且都只经过很浅的淬水过程，所以它们常被用来制作刀刃硬度分层次变化的刀具，比如传统日本刀。

这类钢材最显著的特征是坚韧，所以用它们制造专业切割刀、弹簧和锉刀等产品。

适合用打磨带来打磨。

用作刀锋的话，1045勉强可用，1060不错，1084更好，1095、W-1和W-2就很出色了。

W-1和W-2常常被称为O-F（Old-File老锉刀）。

这个系列中常见到含碳量过高的钢材，它们因为太硬，所以无法做成好刀。

W-2这种钢材由于含有0.2%的钒，因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。

大部分锉刀都用W-1，一种与W-2很相似的钢材，只是W-1不含钒。

10--系列1050-1095（1084,1070,1060,1050,等等）

在刀具业中，1095是被用得最广泛的10--系列钢材。

按从1095-1050排序，总地来说，含碳量从高到低，可达到的打磨度也从高到低，但坚韧性却从低到高到最高。

同样的，按从1060-1050排序通常适应于制剑业。

而对刀来说，1095是一种很“标准”的碳钢材料，性能良好而且成本不贵，具有适当的坚韧度和打磨度。

这是一种较单纯的钢材，容易生锈，仅含有两种合金成分：

0.95%的碳和0.4%的锰。

KABAR系列通常使用1095，再加上黑色涂层。

碳V

碳V是一个ColdSteel（冷钢公司）专用的术语，它并不一定是指某种特殊的钢材，确切地说，它指ColdSteel采用的任何一种钢材，代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。

碳V的性能大致在1095系列和O-1系列之间，抗锈能力和O-1差不多。

很多业界人士坚持说它是0170-6，而有rec.knives的读者作过粗略实验后，好象指出它是50100-B，其实50100-B和0170-6是同一种钢材（见下文）。

这就是今天的碳V的情况。

0170-6和50100-B

同一种钢材却有不同的名称：

0170-6是炼钢业的叫法，而50100-B是AISI的命名。

这是一种很不错的铬-钒钢，有点象O-1，但比0-1便宜得多。

刚去世的Blackjack曾用O170-6制造过一些刀。

碳V可能就是0170-6。

50100基本上是52100，但铬含量只有52100的1/3。

而50100-B中的B表示这种钢材加入了钒，是铬-钒钢。

A-2

A-2是一种非常优秀的压缩钢材，以很好的坚韧性和打磨度而著名。

因为是压缩钢，所以不能指望它可以进行分段冶炼，突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。

ChrisReeve和PhilHartsfield都采用A-2，而Blackjack的几款刀也是用的A-2。

A-2是一种非常特殊的钢材，抗磨损能力特别强，并且有很好的抗退火能力和抗变形能力。

打磨起来比0-1更困难，但也没到很极端的程度。

因为钢材中加有5%铬的缘故，所以锯料过程比较艰难。

它的打磨效果非常光整漂亮，难得见到瑕疵。

PhilHartsfield发现这种钢材的刀锋切割能力好得令人难以置信，而且弹性很好。

其他几种A-系列钢材都很适合用来做刀刃。

A-2:

金属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。

L-6

L-6是一种用于作锯片的钢材，最常用在伐木工具上，除此之外一般很难见到其它地方用它。

采用油冷硬方法，使其硬度达到57HRC，这样的刀锋适合大多数切割用途，特别是回卷形的刀锋尤其适用。

其特点是弹性很好，但容易生锈，这是简单型碳钢的通病。

L-7和它很近似，只是含碳量更高一点。

和0-1一样，L-6是锻工的最爱。

如果你不计较成本，这是制刀的最好选择之一，尤其是坚韧性要求高的刀具。

M-2

M-2是一种高温钢材，主要用于制造伐木工具。

如果用来做刀，有一定挑战性，但可以在退火之前就完成刀刃的表面处理。

M-2可能比D-2的刀锋保持性更好，但它更脆，所以不适合做大型刀具。

M-2是一种高速钢，可以承受很高的温度，所以被运用在高温下的切割工作中。

可以达到非常优秀的打磨度。

它的坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材，但比不锈钢好，打磨度也胜过不锈钢。

Benchmade在AFCK系列中开始用到M-2。

5160

5160是非常普遍的弹簧钢，它是在1060基础上加多1%的铬，所以更加坚硬（如果需要的话，它仍然可以加工出硬度层次来）。

这是一种非常出色的做长剑的钢材，JimHrisoulas就用它做出了很多很好的刀剑。

如果是长刃刀剑，硬度最好控制在50多HRC；而用做工作刀具的话，加工到60HRC都无妨。

用5160做的刀具刀锋保持性非常好，适合用粗质打磨带打磨。

它的外号是O-C-S（Old-Chevy-Spring老弹簧）。

5160

一种很普遍的高端钢材，主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度，具有很好的打磨度。

但其更广为人知的是杰出的

坚韧性（象L-6一样）。

通常被用于制造剑类（硬度低于50sRC）和使用强度大的刀具（最高硬度大于60sRC）。

*********热处理********

材料：

5160（弹簧钢）

　　一种很普遍的高端钢材，主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度，具有很好的打磨度。

但其更广为人知的是杰

出的坚韧性（象L-6一样）。

通常被用于制造剑类（硬度低于50sRC）和使用强度大的刀具（最高硬度大于60sRC）。

　　800度油淬,250度回火,保温几分钟,回火250度,保温几分钟意思是,如果你有热处理炉,达到250度时控制在这个温度

过几分钟后即可开炉.用土炉子时估计到250度左右了,把刀夹出迅速插入热煤灰堆几分钟即可完成回火.水冷,弹簧钢空

冷有回火脆性,所以要水冷.没有高温计热处理炉,目测火色估温度.淬火后尺寸没变化,表面会有些轻微脱炭,不过没关

系,研磨过后脱炭层就会被磨掉,弹簧钢都应该用油淬，可以达到60度或者再高一点，但是那样子落到地上或者用手掰都

会断。

油的冷却速度在工件温度200-300度跟水比肯定是不够，但是可以有效防止开裂。

而且弹簧

钢的淬透性很好，如

果坚持用弹簧钢做刀，那么还是用油淬比较合适。

-------------------------52100----------------------------

52100

52100是一种滚珠轴承钢，一般不容易找到打磨尺寸合适的胚料，但它具有刀锋保持力和坚韧度好得令人恐怖。

52100

是把5160重加工，加入更多合金成分和碳，以达到更高的硬度和坚韧度。

和5160一样，它也有亮黄色的金属光泽。

EdFowler开发出对这种钢材做热处理的高层技术。

52100是一种滚轴钢材，只被锻工们使用。

它和5160很近似，（但52100约含有1%碳，而5160约含有0.60%碳），比

5160的打磨度好，但不如5160坚韧。

常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具52100

是一种滚珠轴承钢，一般不容易找到打磨尺寸合适的胚料，但它具有刀锋保持力和坚韧度好得令人恐怖。

52100是把

5160重加工，加入更多合金成分和碳，以达到更高的硬度和坚韧度。

和5160一样，它也有亮黄色的金属光泽。

Ed

Fowler开发出对这种钢材做热处理的高层技术洛式硬度在58~67高硬度的高碳鉻鋼52100則被廣泛地使用於內,

外環,其工作溫度不得高於華氏350度

名称对照：

  中国|美国|日本|德国|法国|瑞典

        Gcr15|52100|SUJ2|100Cr6|100C6|SKF3

化学成份（%）

C:

0.95-1.05,Si:

0.15-0.35,Mn:

0.25-0.45,P:

≤0.025,S:

≤0.025,Cr:

1.40-1.65

*********热处理********

52100（GCR15）轴承钢：

  52100是一种滚轴钢材，只被锻工们使用。

它和5160很近似，（但52100约含有1%碳，而5160约含有0.60%碳），比

5160的打磨度好，但不如5160坚韧。

常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。

轴

承钢做刀不错，都能做砍刀了。

回火的时候温度低一点就可以，200多度应该比较合适.

  GCR15球化退火工艺:

加热到790-810度.保温.2-4小时.等温700-720度.保温.1-3小时,随炉冷至500度出炉空冷.

  淬火温度850.C.油淬.

  回火温度240.C保温90-120分钟.硬度HRC59。

第二种方法：

淬火（盐浴）650-700度预热8分钟再加热到850-860度  保温8-9分钟后油淬

回火  160-180度  8小时

-----------------------D-2------------------------

D-2

D-2有时被叫作“半不锈钢”，含铬量较高（12%），但不到不锈钢的程度。

它比上面提到的碳钢的抗锈性都好，也有

很优秀的打磨度，但坚韧度不如前述碳钢，也不能达到完美的表面处理度。

BobDozier爱用D-2。

D2:

金属机械加工用之耐磨工具钢材D2,属风硬钢（Air-Hardeningsteel）;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。

D-2是另一种气淬水工具钢材，但它含有12%的铬，具有近乎“完美”的抗磨损能力。

即使钢材经过完全退火，这种抗

磨损能力仍然能够保留，在锯料和打磨过程中你都可以感受到这一点。

虽然打磨D-2时打磨带消耗

得比较快，但如果用

新的打磨带的话，它并不是很难打磨的钢材，而且旧打磨带摩擦产热厉害，会使钢材变硬。

D-2的退火温度比A-2要高，而且无法得到真正的镜面抛光表面。

有一点很明确，这是一种更适合高层刀匠实用的材

料。

它有个很大缺点是如果要做高光表面处理，它的表面会出现桔皮状剥落现象。

有个刀匠关于D-2的说法常常被引用

——D-2的刀锋很恶心，更气人的是它还能永远保持。

D-2常被用作刨木刀。

D-4和D-7都是很好的厨具合金钢材，但是因为过硬所以不容易找到尺寸适合做刀的胚料。

如

果在打磨时温度太高，空气淬水钢材都会变硬，这一点在打磨时没什么影响，但是当你在刀脊上刻指槽时，锉刀就会打

滑。

冷作模具钢Cr12MOV

我国的Cr12MoV钢中，钼和钒的含量较低，比D2钢综合性能差

化学成份（%）

C:

1.6Mn:

0.30Si:

0.3S:

≤0.020P:

≤0.030Ni:

≤0.50Cr:

11.7Mo:

0.5V:

0.2

*********热处理********

D-2（cr12mo1v~cr12mov）

  Cr12Mo1V1850-870度保温2-3小时每小时降温<30度到740-760保温4-6小时，每小时降温<30度到550出炉，空冷

，这是退火，退火后很软，钻头就可以钻得。

  第一次预400-500第2次预热820到1000-1020用油/水/或者盐

浴.950度油淬不错.

  回火温度200-250硬度60-63，320-350硬度56-59回火2-3次，这东西很好用D2别空淬，会很脆。

--------------------------Vascowear--------------------------------

Vascowear

一种很难找到的高钒钢材，加工非常困难，但抗磨损性出奇地好。

未用于产品化刀具生产。

---------------------------高速工具钢------------------------------

Hi-SpeedToolSteel（高速工具钢）:

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,但耐锈性能不甚佳。

--------------------------CowryX（RT-6）--------------------------------

CowryX（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。

--------------------------CowryY（CP-4）--------------------------------

CowryY（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。

----------------------------SANDVIK-------------------------------------

SANDVIK:

SANDVIK公司是北欧制钢及五金工业之翘楚,120C不锈钢材乃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---------------------------------

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,但不耐腐蚀

多被应用於传统之欧洲式猎刀,大型砍伐刀及军用刀。

如二次大战时美国“著明之KA-BAR军刀便是以1095作为刀

身材料。

-------------------------------T10----------------------------

T10：

国产之优质高碳钢材，含碳量达1%,经热处理後可达HRc58-60之硬度,韧性十分好,耐磨性好，切削刀口不变热的

工具钢，但不耐腐蚀，广泛应用于我国出口制刀业。

*********热处理********

T10（1095）/T8:

  特10用水淬！

用油是淬不起来的!

没有温度计！

烧到橘红色，用普通煤炉不行！

加热不均匀，温度也达不到要求！

一

定要用普通煤炉也可以！

！

不过你要加个煤炉，关键你刀尺寸问题也许会有限制。

T8正火后球化退火,然后780--800

度水淬,150--170度回火.

-------------------------------W-2---------------------------

W-2:

高碳工具钢材被命为W型者为水硬钢（Water-HardeningSteel）,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,以防腐蚀。

------------------------------ZDP-189-----------------------

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CowryX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）----------------------

GIN-1（G-2）:

日本"日立金属工业"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-------------------------

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,TS-55性能稍逊於

ATS-34,但比同厂之G-2较优。

------------------------------CPM440V--------------------

CPM440V:

CPM（CrucibleParticleMetallurgy）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（Supercustomknifesteelofthe90'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------------------------

CPM420V:

美国Crucible原料公司於1996年再次研制出较CPM440V更高一级之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。

三、"不锈钢"钢材

不锈钢定义

在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等

表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。

代表性能的有13铬钢，18-

铬镍钢等高合金钢。

　　从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作

用为了保