刀具钢材知识
化学元素对钢材性能的影响：铝(Al) ：主要用作脱氧剂，
防止钢材中铁被氧化。并且少量的铝还可以控制钢材中晶粒的大小。硼(B) ：该元素在钢材中的标准范围应该在
0.0005%-0.003% 之间。硼元素可以提高钢的淬透性，尤其在
低碳钢中最有效。碳(C):在目前所有的制刀钢材中，碳是最
重要的硬化元素。碳可以提高钢材的拉伸强度和边缘保持性，提高产品的耐磨性。但同时加入碳元素则会降低钢材的韧性。一般来说，我们都希望制刀级别的钢材中含碳量超过
0.50%，即达到“高碳钢”范畴。而无论是低碳钢还是中碳
钢，因为属于“软钢”而不适宜用于刀具制造。铬(Cr) ：该元素的添加提高了钢材的耐磨损性，硬度，拉伸强度以及(最
重要的)耐腐蚀性。铬在钢材中主要形成复杂的碳化物，而非被认为是“不锈”钢，而另一种说法则规定钢材中含有至少
以元素单质情况存在。一般来说，铬元素超过13%的钢材即11.5%的自由铬元素(这与碳化物截然相反)即能被认为是“不锈钢”。尽管被称为是“不锈钢” ,但事实上这些钢材只是比
普通钢材在耐锈性上要好一些，如果保养不当的话所有的钢材都会生锈的。添加高量的铬会降低钢材总体的韧性，但碳化铬又为钢材增加了耐磨损性。钴(Co) ：增加硬度，并使钢材拥有较高的淬火温度。在一些更复杂的钢材中添加钴元素
则会加强某些方面的性能效果，添加过铬元素的合金钢，其
耐磨性、硬度和红硬性都得到了极大的改善。铜(Cu) ：钢材
中若含有大量的铜会对性能造成不利的影响。般来说，钢
材中铜含量在0.2% 到1%之间，这可以防止表面氧化。铅(Pb) ：少量的添加可以明显改善钢材的机械加工特性。锰
(Mn) ：一种重要的元素，锰有助于钢材内部生成颗粒结构，
并可改善钢材的淬透性，强度和耐磨性。在钢材生产(热加工
和热轧)中，可以帮助脱氧，排气和提高钢材性能。目前绝大
多数的刃具钢中都添加了锰元素，用来增加钢材的硬度和脆性。钼(Mo) ：在钢材中主要以碳化物形式存在，主要作用是预防钢材过脆并能在高温时保持钢材的强度，还可以提高钢材的机械加工性和抗腐蚀性。在目前的很多钢材中，气冷硬化钢(如A2 ，ATS-34 等)内总含有1%或更多的钼。氮(N)：
在合金冶炼过程中，氮起到的作用与碳十分类似。在改善硬度方面，氮完全能代替少量的碳(甚至在现代技术下，可以代替大量的碳) 。很显然，氮形成的是氮化物而非碳化物。像INFI
钢中含氮，Sandvik 公司甚至推出了含氮量达到3% 的一流钢材，完全取代了固有碳元素的地位。但是可悲的是，这种钢材不适合普通刀匠进行锻造。由于氮化铬的形成较碳化铬更难，所以钢材中可以留下更多的自由铬，这样大大提高合金的耐腐蚀性。由于氮形成的氮化物化学性能不活泼，在增加钢材硬度的同时，不会像碳化物那样不断增加体积和重量，
如Sandvik 的14C28N 钢。铌(Nb) ：钢材中的铌和碳元素结
合在一起，形成非常小颗粒，硬度极强的简单碳化物(NbC) 。
因为铌拥有细化钢中晶粒的能力，可极大的改善合金的延展性，硬度，耐磨性和耐腐蚀性。镍(Ni) :镍可以大大增加钢材的韧性，所以如L6,AUS6 和AUS8 等钢材中都会含有镍元素。在不锈钢中加入镍的话，可以增加其对硫酸，盐酸等酸性物质的耐腐蚀能力。此外，在锻造大马士革钢时也经常会
添加镍，因为镍造就了大马钢鲜亮的一部分。氧(O): 一种在钢材中不受欢迎的元素，钢中的氧化物污染物会令钢材更容易出现腐蚀。所以从本质上来说，对于钢材来说氧是一种污染物。磷(P):目前存在于绝大多数钢材中的微量元素之一，磷本质上是一种污染物，会降低钢材的韧性。但非常小量的
该元素提高合金的强度可加工性，和硬度。硫(S):刃具钢中
不受欢迎的元素，与磷元素类似，虽然硫能提高钢材的可切
削性，但却降低了韧性。镁(Mg) :在钢铁熔炼过程中，去氧
时所添加的一种元素，在制刀钢材中除了L6 、A2 及
CMP420V 以外，几乎其他的合金都含有镁元素，能略微增
加钢材的强度和耐磨耗性。硅(Si):和锰一样，在熔炼金属
时帮助进行脱氧，排气，柄有助于增强钢材的强度。钛(Ti):
用于控制钢材内晶粒大小，从而提高了韧性。同时也能将钢材中成球状结构的硫化物拉伸延长，再次提高了钢材的韧性和延展性。钨(W) :与碳结合形成的碳化物具有极佳的强度，
增加了所制产品的耐磨性。当与铬或钼进行正确结合时，钨就令钢材变为高速钢。如高速钢M2 中就含有大量的钨。钒
(V) ：钒是很强的碳化物形成元素，其碳化物的硬度非常高(事实上，碳化钒是最硬的碳化物)，所以钢材中加入钒可以提高
耐磨耗性和淬透性。此外，该元素还能细化钢材中晶粒的大小，这有助于提高钢材的强度和韧性，也可以让刀刃磨到非常锋利的程度。许多种钢材中都含有钒，而像M2, Vascowear
及CPM 10V, S90V, S125V等中更是含有大量的钒元素。锆
(Zr) ：通常添加到低合金钢，低碳钢中，以提高球状结构的
特性(将球状结构拉伸延长，提高钢材韧性和延展性)。下面进入正式的钢材介绍S30V：CPM S30V 是一种具有
耐磨损和抗腐蚀性的马氏体粉末不锈钢,是由坩埚材料公司
的Dick Barber 与刀匠Chris Reeve 联合开发的优质钢材。这种钢材内部均匀的分布有碳化钒晶粒，这比普通材质中的碳化铬更硬也更具实用性，令碳化钒刀具比平常钢材更硬、更具切割能力。这些碳化钒晶体排列紧密且颗粒非常细小，能进一步的提高所造钢材的锋利度和韧性。尽管热处理工序仍
然非常困难，但很多刀匠仍然喜欢使用CPM S30V，因为这
种钢材比其他碳化物的粉末钢更易被研磨。S30V 的组成成分：碳
1.45%，铬14%，钒4%，钼2%。诸如Sal Glesser,Ernest Emerson,Tony Marfione,Phil Wilson,William Harsey Jr.,Tom Mayo,Jerry Hossom 和Paul Bos 等很多著名刀具制造者都热
质级的制刀钢材，这种钢材昂贵的价格对刀具的价格造成了 非常严重的影
响。这种钢材主要被用来制作高端刀具，尤其
手工定制刀具。 Buck 刀具公司曾称其为 “绝对是可用的最 佳刀钢”。
Joe Talmadge 声称，它可能是最终极的高端不锈钢。
这些结论是否正确我们无法确定，但可以确信的是与同级的 其他钢材相比，
S30V 拥有更好的机械加工性和锋利度。
从性能上比较，CPM S30V 的韧性要超过440C 和D2等高硬
度钢，并在各种环境中的测试结果显示，其耐腐蚀性等同或
CPM(Crucible Particle Metallurgy) 钢的
制造方法，是先将合金钢水气雾化并随后形成粉末，对粉末 进行筛选并在随
后采用等静压成型粉末冶金方法，将粉末压 制成钢材。 CPM 过程产出的钢
材不会产生钢材的偏析， 并且 钢材中的碳化物分布非常均匀，并与传统工
艺生产的钢材相 比，其更具稳定性，可磨性和韧性的特色，同时还具有热处
理变形小、 锻轧性能和磨削性能良好等优点。 440：
然 440 钢实际上指的是 440A,440B 和 440C 等钢材组成的钢
材体系，但从制作刀具来说，一般而言所说的 440 钢指的是
锈钢合金中因具有高耐腐蚀，耐磨损性，强度和硬度品质而
空气，淡水和弱酸的腐蚀都具有良好的抗性，在制作刀具过
衷于使用 S30V 钢。
CPM S30V 钢被认为是一种优
优于 440C 。 440C 。
440C 不锈钢是一种现代化钢材，在所有的不
闻名，在经过热处理后其硬度最高可达到
HRC60 。 440C 对
程中可创造出光滑的抛光表面和剃刀般锋利的边缘。这种钢材可被用来制作切割工具，滚动轴承，阀门座，高品质刀具，
手术仪器，凿子，滚珠轴承和用于生产的切削工具，包括理
发剪刀，手术刀，匕首和刀剑。440C 的等级与440A
和440B 完全相同，唯一区别是其含碳量稍高( 其余两种钢的含碳量分别为0.65%-0.75% 和0.75%-0.95%) 。虽然较高的含
碳量会造成刀具的硬度偏高，但其耐腐蚀性却略微的有所降
低。虽然这三种钢是同档次的标准钢等级，但事实上440C 比A和B更具实用性。而另一种合金440F(UNS S44020)与
440C 具有同样的碳含量。从目前来看，440C 钢的使用非常普遍，可能在不锈钢的使用量中排行第二(仅次于ATS-34) 。
440C 在20 世纪80 年代左右是当之无愧的刀钢不锈钢的王者，这一地位直到90 年代才被ATS-34 所取代。440C 被认为是一种用途非常广泛的通用不锈钢，与ATS-34 相比更坚韧和更具抗污性，但保持性和硬度便有所不如。440C 是最早被刀匠接受的不锈钢，而且一直很受欢迎，尤其是在零下处理流程被开发出来后，更加强了钢材的坚韧度。在打磨时，它的缺点是粘性比较大，而且升温很快；但它比任何碳钢都更容易打磨，用手锯切料也容易得多。即使是新手刀匠，如果能够做好热处理和表面处理，也能用440C 做出很好的刀；而且保养得好的话，这种材料的刀刃是非常出色和耐用的。
请注意的是，440A 和440B 是与440C 非常类似的合金钢材，
经常容易混淆，但它们不适合用来做刀。商业性刀具公司常
常会因为概念不清，就故意含糊其词的把 440C 刃材标成
何其他合金不锈钢更适合刀具业，它能够胜任的尺寸和用途
非常广泛。很多藏家都痛恨自己的收藏品放在刀鞘里也会黯
在 440 钢家庭中，出现了一种被称为是 440V 的新型现代化 钢材。从根本上来说，这是 440C 钢的提高。这种钢具有与
440C 类似的硬度，但具有更强的耐腐蚀性和机械加工能力。
440A 碳 0.65%-0.75% 铬 16%-18% 钼 0.75% 锰
1% 硅 1% 硫 0.03% 磷 0.04%440B 碳
0.75%-0.90% 铬 16%-18% 钼 0.75% 锰 1% 硅 1%
磷 0.04%440C 碳 0.95%-1.20% 铬 16%-18% 锰 1% 硅 1% 硫 0.03% 磷 0.04%D2 工具
众所周知 D2 工具钢是一种高碳高铬的冷加工
方法是在真空环境下将钢材提高到很高的温度，并迅速进行 冷却的处理手
段，在碳钢的回火过程中析出了大量的二级碳 化铬沉淀，造成了钢材高碳高铬的特性，而这又大大提升了 钢材的耐磨性。这是一种理想的制作冲床、磨具或注塑模具 的钢材。并且 D2 钢一种难以用机器制造的原料，需要在热 处理后在特殊的磨轮处进行表面磨削。这种钢材在处理过程440，反而把真材实料的东西弄得不伦不类。
440C 可能比任
淡发黑，而 440C 恰好有抗腐蚀性强的优点。
而现
硫 0.03%
钼 0.75% 工具钢。 D2 钢是一种经真空热处理的钢材，这种