就簡單的碳鋼而言，1095通常是最受歡迎的刀鋼，也正是杰米·巴特利制作的這種精細切割菜刀的材料。

預期的切割用途和刀片類型

有助于確定適合您和您選擇的刀具的理想合金

這篇文章是節選自2025年度刀，GunDigestStore.com。

制造或選擇優質葉片的三個關鍵方面是刃材、熱處理和幾何形狀。這篇文章集中在第一個方面，任何有抱負的刀匠或愛好者的第一個任務是——為你和你的刀選擇正確的刀片鋼。

對于不經意的觀察者來說，鋼材的選擇似乎沒什么大不了的，但是盡管這篇文章如此深入，它僅僅觸及了這個話題的表面。

不是所有的鋼都是一樣的。每種刀都有不同的樣式，并且是為特定的應用而設計的。因此，將正確的鋼材與特定的刀片、預期用途以及刀匠或用戶相匹配，對于打造優質工具至關重要。為您的目的選擇最佳合金可能意味著通過毫不費力地讓鋼做它最擅長的事情來實現最高性能。

根據我一生為各種工業客戶和無數刀具制造商提供冶金咨詢服務后的觀察，后者很少選擇具有與前者相同分析能力的鋼材。刀具制造商通常選擇其他人都在使用的合金，而不是通過獨立研究將鋼的化學成分與工藝和產品相匹配。

美國刀匠協會的JS大師·約翰·舒爾茨選擇了1075鋼，因為它在他的彎刀上具有天然的韌性。

無論是無處不在的舊愛還是“每月之鋼俱樂部”的最新時尚，沒有一種合金是最適合每把刀、每種用途或每種制造商的。另一方面，刀制造商經常超過我的工業客戶的一個領域是讓節儉做出選擇。不幸的是，許多刀匠告訴我，他們使用特定類型的鋼材，因為他們可以獲得廉價或免費的供應。

這些方法的問題是，對于許多新手或刀使用者來說，不必要地增加了學習曲線。我已經數不清有多少次聽到一個沮喪的刀匠說他們嘗試過的合金是壞鋼。但是沒有所謂的壞鋼。工業界不會浪費時間、精力或金錢在不符合其預期目的的鋼鐵上。有糟糕的應用選擇和糟糕的熱處理。任何錯誤都在于刀匠或鐵匠，而不是鋼。

A36是用于建筑和橋梁的極佳鋼材選擇，但如果刀匠堅持用它來制造刀片，那將是一個不好的應用。A36的鋼屬性不利于刀片。像1095或O-1這樣的合金可以制成很好的獵刀刀片，但如果鋼像5160那樣熱處理，它們的刀刃性能就達不到標準。我不知道有多少次，當我看到由碳含量不足以達到足夠強度或耐磨邊緣的鋼制成的刀片時，我咬破了自己的舌頭。

如果刀具制造商不得不通過非正統的額外步驟偏離標準熱處理實踐，很可能是因為選擇的鋼材與其應用或方法不匹配。你可以對1%的碳鋼劍進行欠浸或過回火處理，或者使用更適合這種劍刃的合金。你可以增加幾個步驟在你的鍛造車間對富含合金的鋼進行熱處理，或者選擇一種容易響應熱源的鋼。

刀具的預期用途

作者凱文·卡申沒有使用硬層和軟層的夾鋼工藝，而是將韌性和耐磨性結合起來職稱了大馬士革鋼，即這把O1/L6剝皮刀所表現的。

問題是我們經常從錯誤的方向出發。不管是什么原因，許多制刀者在決定他們要制作什么樣的刀之前已經選定了他們的鋼材，但是在你甚至不知道它的預期用途之前，你怎么能對一種材料做出正確的選擇呢？

一個更好的成功模式是讓刀應該完成的主要任務決定需求和目標。制定一個計劃來實現這些目標，通過設計一個工具來完成一項特定的任務，甚至是多項任務，記住一把刀的預期用途可能比人們想象的要多得多。考慮到帶刃工具的預期任務，根據每種鋼的特定化學性質所固有的預期屬性來選擇材料。同樣重要的是認識到一個制造商的能力與特定的化學工作的限制。

為了解釋如何為你和你的刀選擇正確的鋼，無數的刀片設計被歸結為兩個主要類別。第一組是細切刀，旨在執行鋒利的切片或積極的砍削。它們最常用于拉伸型切割，這種切割在微觀層面上像鋸子一樣微觀鋸齒。想想手術刀、剝皮刀和獵刀，還有許多菜刀。它們的刀刃是薄的、平的或中空的，用于切割各種柔軟的纖維材料。

這一組有一個刀片子類，包括一些廚房刀具和剃刀，它們在許多設計特征和所需屬性方面是相同的，但它們更多地用于推切。不管怎樣，沖擊韌性遠沒有像這樣的刀的耐磨性重要。

簡單鋼中碳含量的影響可以在鐵碳相圖上看出。

相比之下，第二組——劈砍刀——用于直推式運動、劈開或切割，通常涉及沖擊。這些刀更像鑿子，而不是像鋸子一樣被拉進切口的刀片。野營刀、一些博伊刀和許多劍都屬于這一類。他們受益于拋光，更結實，凸邊研磨，不需要耐磨性而是更需要沖擊韌性。

顧名思義，刀是一種切割工具。如果我們發現自己在計劃的任何部分或執行過程中降低了刀片的切割能力，我們可能需要考慮其他刀或其他工具是否是更好的選擇。

因此，這里討論的所有屬性都與切割相關。刀片切穿材料的一個基本條件是它必須比切割介質更堅固。在微觀層面上有巨大的負載壓力，這是切割開始的地方。所以，幾乎從定義上來說，在任何刀刃上，實力都必須是重中之重。

就本文而言，強度是在負載下抵抗變形的能力。與這種珍貴的強度品質相反的是延展性，或者說是在不損壞刀刃或刀片的情況下容易變形的能力。刀具制造商對鋼進行熱處理，以強度代替延展性。幾千年來，刀片制造商的工作是在強度和延展性之間找到最可接受的折衷方案，使刀片能夠切割，同時避免脆性斷裂。

鋼鐵強度

該圖顯示了分別浸泡1分鐘和10分鐘的鋼中適當溶液的總硬度，說明了合金化對加熱要求的影響。

鋼的強度有很多種。一個例子是抗壓強度和抗拉強度。這些和剪切強度在一般刀的使用中并不明顯，所以刀匠更容易將它們概念化為硬度。

刀片的另一個重要品質是韌性，這應該被視為鋼材承受突然負載沖擊的能力，而不是在逐漸負載下以延性方式彎曲。這是兩種完全不同的行為，其中一種與用于劈砍的刀片更相關。與浮士德式的用強度換取延展性的交易不同，刀片制造的圣杯是保持高強度和沖擊韌性。在劈砍型刀片中，沖擊韌性幾乎與強度一樣重要。

刀片的另一個要考慮的特性是耐磨性。從微觀上看，即使切割看似柔軟的材料，刀刃也會受到極大的磨損。正是這種磨損導致工具在使用時變鈍。耐磨性是鋼承受這種摩擦作用的能力。雖然這種性能會隨著整體硬度的增加而增加，但鋼的獨特結構使其耐磨性高于硬度，甚至獨立于硬度之外。在鋼中，也可能存在硬度遠遠超過刀片的總體洛氏硬度測量值的碳化物顆粒。精細切割和切片刀片更多地受益于耐磨性而不是沖擊韌性。

雖然現代刀具制造商可能選擇的鋼是無窮無盡的，但為了簡單起見，這里的討論僅限于鍛造者和研磨者通常使用的非不銹鋼合金。盡管許多刀具制造商已經開始依賴AISI(美國鋼鐵協會)或SAE(汽車工程師學會)鋼名，但與研究單個鋼的化學性質以確定其潛在性能相比，1084、W-2或80CrV2等名稱缺乏特異性和意義。

合金化越有助于我們更溫和地淬火，就越需要注意適當的加熱，使一些鋼更適合鍛造，而另一些鋼更適合數字爐。

我強烈鼓勵刀匠研究任何潛在鋼材選擇的化學成分，以決定使用哪一種以及如何加工。為你的鋼鐵提供化學成分的供應商明白這一點，很值得與之做生意，而不是忽略合金成分的供應商。

碳含量是鋼的化學成分中首先要考慮的因素，也許是最重要的。碳是決定鋼強度的主要元素。鋼的含碳量越多，硬化后的強度就越大。然而，這只在某一點上是真實的；碳鋼的最大硬度是在大約0.80%的碳含量時達到的，超過這個值，在這個區域就不會有更多的硬度了。在硬化過程中，向溶液中加入超過0.80%的碳會損害一個鐵匠的目標。然而，如果允許碳以碳化物的形式存在，超過這個最佳水平的碳將增加耐磨性。

這個碳含量在0.80%左右的最佳點被稱為共析。這是對鋼中碳的最有效利用，沒有殘留的鐵(鐵素體)或任何殘留的碳化物(滲碳體)。含碳量低于0.80%的鋼具有內在的韌性和較低的脆性，而含碳量高于0.80%的鋼具有更高的耐磨性，但韌性往往較低。這是重要的考慮時，選擇鋼為您打算刀片的目的?？车缎枰湍?？剝皮刀需要堅韌嗎？選擇1075作為一個或1095作為另一個可能會有很大的不同，有一種鋼將為你工作或反對你創造這種刀片。

在過去的幾個世紀里，當使用簡單的鐵碳材料時，鐵匠別無選擇，只能在強度和延展性之間妥協。但是，從19世紀初開始，合金化改變了一切。最后，通過有意在鋼中添加其他元素，鐵匠們可以魚與熊掌兼得。

鋼合金

將它結合在一個圖表中有助于根據刀具的用途和刀具制造商的熱處理設備選擇正確的鋼材。

13世紀的劍必須保持在低硬度范圍內，現在可以在高得多的硬度水平上制作同形制的劍。精細切片刀具可能具有遠遠超過簡單滲碳體能力的耐磨碳化物增強。但是隨著這些性能的提高，對熱處理、環境和更精細的葉片淬火的更精確控制有了更大的需求。今天，即使是最基本的碳素鋼也有足夠的合金從根本上區別于舊鋼。任何人誰認為他們會水淬1084，就像傳統的tamahagane鋼，可以證明這一事實。

因此，在選擇合適的鋼材時，除了要制造的刀具類型之外，還必須考慮另一個關鍵因素。這就是為什么這篇文章的前提是為你和你的刀選擇正確的鋼。我們的現代鋼鐵煉金術士可能已經為刀匠的應用創造了完美的高科技鋼。但是如果他們正在學習訣竅，或者他們所擁有的只是一個簡陋的鐵匠鋪，這對他們的刀來說仍然是一個可怕的選擇。

如果你的商店配備了數控烤箱，所有許多現代合金選項都是可用的，如果你知道每種鋼選擇所需的規則。使一種鋼在幾乎任何油或空氣中硬化的化學物質，使它在淬火前加熱時變得更加挑剔。合金鋼可能有超越普通碳鋼的潛力，但如果你缺乏釋放這種潛力所必需的設備，那就不是這樣了。

圖1顯示了一系列測試的淬火硬度結果，這些測試包括簡單加熱和常用鋼的標準10分鐘浸泡。在這里，當觀察每種鋼的時間和溫度要求時，增加合金化的效果是顯而易見的，許多明火熱源或鍛造可能難以滿足。除非對冶金學有很好的理解，否則一個想繼續使用傳統工具的鐵匠最好使用傳統的鋼材。簡單的碳鋼，如“W”或10XX系列，就像鍛造最初是為了什么，將允許傳統的鐵匠毫不費力地生產出一個好的刀片。

了解每一種額外的合金元素對了解在鋼中尋找什么是有價值的。如果你在尋找沖擊韌性，考慮包含鎳或硅的化學物質。這些添加物會影響鐵的原子晶格，就像減震器一樣。對于需要耐磨性的刀來說，更強大的碳化物形成物可以比簡單的滲碳體提供更長的磨損時間，兩個最常見的例子是釩(占總元素的0 . 25%以上)或鎢。鉻在這方面也有一定的幫助。

如果你希望用最少的努力獲得完全硬化的刀片，超過1%的錳或相對適度的鉻添加量正是讓你擺脫水淬的緊張日子的門票。當然，對于簡單碳鋼會很快生銹的應用，超過11%的鉻也有助于抗腐蝕。

圖2中的圖表匯集了所有這些考慮因素。最后，必須承認的是，一個有著扎實的熱處理知識的熟練的鐵匠可以將這些合金中的幾種推向相鄰的類別。不過，在這里，我們已經把重點放在了阻力最小的路徑上。

通過利用合金的化學特性，制造商可以花更少的時間讓它以期望的方式運行，而花更多的時間最大化它的性能。