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本帖最后由 hustmseleon 于 2014-2-5 09:46 编辑
同志们新年好，我又来拜码头了。。。
最近在论坛里面看到大家对于一些钢材展开了热烈的讨论，有一些在工作中也经常会碰到。小弟不才，就平时的经验给大家简单说一下154CM，CPM 3V，S30V，S35VN以及M390的一些历史和性能分析。略带一点扯谈，大家请轻拍~
154CM和CTS-XHP
154CM这一款著名神钢最初是由Crucible开发，其实在研发的阶段这一款钢材并没有作为刀具钢，而是想将其当成著名轴承钢52100的升级版，14.0%的铬含量和4.0%的钼含量使这款钢材具有了远胜于52100的耐磨性和抗腐蚀性。作为对市场的补充，Crucible当时对这款钢材的定位是极恶劣环境下工作的滚珠轴承钢。
那么，这款钢材是如何流入刀界成为一代神钢的呢？
接下来有个如雷贯耳的名字就不能不提了——著名的Robert Loveless (R.I.P.，到现在都有刀具杂志依然称他为Forever No.1)
作为刀界殿堂级的人物，Loveless哥和很多知名大钢厂都有合作关系，当154CM面世的时候，他第一时间拿到了这款钢材并将之用于制作刀具，这款钢材优异的表现迅速征服了大神，然后大神对着身后一帮粉丝招手：
154，我看行！
以Loveness当时的江湖地位，他对追随者的影响力丝毫不亚于著名的棒男权志龙对于国内一帮少女的魅力（各位请自行脑补），于是154CM迅速风靡各大刀具商，一时风头无俩。
可是，后来的ATS34和RWL34是怎么来的呢。
大家还记得大明湖畔的Crucible么，作为美国粉末钢的开创者，Crucible在美国申请了一系列专利，在遥远的90年代，当瑞典的老牌名企Uddeholm带着自己的粉末钢来到美国时，Crucible以专利侵权为由一纸诉状将Uddeholm告上了法庭，将其赶出了美国市场并获得了巨额的赔偿金，之后便在美国市场所向披靡，环肥燕瘦尽入跨下，从此君王不早朝。。。
有句俗话叫做盛极必衰，2008年的金融危机给美国的制造业重创，钢铁行业更是受到严重冲击，而Crucible仰仗强大的财力依旧进行了一系列投资，其中就包括为粉末钢生产线投入的新一批粉末压制设备。。。然后貌似是2009年有一天，一个淳朴善良的工人在热等静压机上方附近溜达的时候，惨剧发生，设备。。。爆炸了。。。
具体惨烈程度我不是很清楚，但是听领导跟我说，当时那个上吨重的盖子，在傲娇地冲破天花板之后，最后是在一英里外的地方找到的。。。。。。
然后便是各种金融危机袭来，然后。。。就没有然后了。。。
在Crucible破产之后，买不到154CM的一帮资深刀友生活顿时黯淡无光，在他们人生中最低落的时刻，一个矮小的身影快速走到了他们身前，用大叔一般粗糙的手轻轻的托起了他们萝莉般梨花带雨的脸蛋，从裤裆里面温柔的掏出了ATS 34。
鬼子来了！
刀友们幸福的抚摸、吮吸着，从此和Hitachi幸福的生活在了一起。。。
甜蜜的日子总是短暂的，刀友们慢慢发现，Hitachi不仅要提前收取高额定金，并且由于是在日本生产，供货周期漫长，这就好比娶了个媳妇，所有小金库全部上交不说，每半年才能爽一次，这叫一帮美国硬汉如何能忍！
于是在这个时候，瑞典人(好像是斯堪纳。。。)又穿着性感吊带回到了美国市场，为了向大神Loveless致敬，隆重推出了ATS34粉末同款——RWL34 (In honor of Robert Waldorf Loveless)。于是短小的日本人被抛弃，刀友们又投入到了北欧粗又长的怀抱。。。
刹那间一阵电闪雷鸣，鸡飞狗跳，地下缓缓爬出一副耄耋驱干，对着刀友们大喊一声：
乡亲们啊，我Crucible又回来啦。
CPM 154CM从此诞生。。。
但是不知不觉，市面上出现了另外一款Carpenter出品的粉末钢，江湖人称CTS-XHP,这里把 CPM 154CM和CTS-XHP放在一起说，是因为看了jacktee的帖子（传送门http://www.knifriend.com/forum.p ... 62264&highlight=xhp），觉得这两款钢材确实具有一定可比性，首先让我们比较这两种钢材的化学成分：
CPM 154CM——C：1.05，Mn：0.5，Si：0.3，Cr : 14.0，Mo：4.0
CTS-XHP ———C：1.6， Mn：0.5，Si：0.4，Cr：16.0，Mo：0.8，V：0.45，Ni：0.35
CTS-XHP提高了碳含量和铬含量，并添加了微量的V，从而能够达到较高的硬度和耐磨性，Mo含量的大量减少使得材料本身的韧性相对于154并没有太大的降低，而且提供了一个巨大的优势——易加工性。因为碳化钼的硬度可以高达77（参见我的另一帖http://www.knifriend.com/forum.php?mod=viewthread&tid=898333），所以含量过高的话对于刀具加工商来说就是噩梦。XHP在提供了良好的综合保持性的同时省去了很多加工的烦恼，因此一上市就备受关注。以下是扯谈时间：
在XHP被研发出来之后时，另一位年轻的大神级刀商，Kirby Lambert在使用后对其易加工性赞不绝口，也给我的领导提供了很多好的反馈，之后XHP便如当年的154一样开始慢慢流行，大浪淘沙，历史的轨迹总是如此相似。。。
大家好我是干货：所有含铬高的钢材都有一个共同点——铬含量越高韧性越差，这就是为什么大部分不锈钢韧性都较差的原因，所以将154制成粉末钢是为了提高钢材的韧性，将其的性能进一步优化，使各个性能都能够尽可能达到均衡，从目前的市场来看，154系列钢材还会是很长一段时间内的主流产品。但是CTS-XHP以其强大的易加工性和不输154的性能（尤其是良好的保持性）很可能会成为后起之秀，同时关于Crucible和Carpenter的加工工艺的区别也会在最后提到。
CPM 3V（PD#1），S30V以及S35VN
把这三款钢材放到一起比较是因为他们其实是同根同源。CPM 3V作为Crucible史上最经典的粉末钢产品（没有之一，个人看法），提供了接近高韧神钢S7的韧性以及牛逼的耐磨性，同时7.5%含量的铬也提供了一些耐腐蚀性。因此在非极端恶劣条件的情况下，作为刀具钢，除了加工麻烦一点之外，3V的表现几乎让人无可挑剔。由于这个钢种大受欢迎，Carpenter也推出了成分基本差不多的粉末钢——PD#1，从编号上面就可以看出来Carpenter对这款产品的重视。并且由于工艺的先进性，个人觉得PD#1应该比3V略胜一筹，具体比较见篇尾。
然后同样受到大家欢迎的CPM S30V是如何炼成的呢？这里又要提到另外一位传奇大神——Chris Reeve，在前面提到了，尽管CPM 3V性能牛逼，但是7.5%的含量决定了其耐腐蚀性的不完美，Chris哥在向Crucible提出提高3V的耐腐蚀性的要求之后，研发部门立马进行了讨论并提出了19种候选方案（顾客就是上帝，业界良心啊有没有~~~），最终选定S30V作为3V的耐腐蚀性提高版（14.0%的标准不锈钢铬含量，同时C，V和Mo含量都有小幅提高），前缀S代表的就是Stainless。在适当降低了韧性的同时达到了很好的耐磨性和抗腐蚀性的结合。
然后就要说到S35VN了，其实当时S35VN也在3V的19个候选升级版本里面，可惜争宠失败（宫斗戏永远都是惨烈的有木有！），本来S30V扶正之后应该统领后宫无压力，可惜皇帝总是挑剔的，由于拥有过高的合金含量，S30V给加工者造成了很大的难度，无论是加工还是抛光。。。一旦皇后难产，后宫的常在们便蠢蠢欲动，最后S35VN从常在荣升贵妃，秘密就在于那如香奈儿5号一般勾人魂魄的元素——铌（后缀那个N代表的就是Niobium，5代表的就是0.5含量的铌）。下面我们来看看S30V和S35VN两种钢材的韧性和保持性比较：
[size=13.3333px]Toughness(TransverseCharpy C-notch Testing)
Grade Impact Energy
CPM S35VN 12.0 ft. lbs.
CPM S30V 10.0 ft. lbs.
154CM 2.5 ft. lbs.
440C 2.5 ft. lbs.
Edge Retention
[size=13.3333px](CATRA Testing Relative to 440C)
Grade %
CPM S35VN 145
CPM S30V 145
154CM 120
440C 100
大家可以清楚的看到，在维持相同的保持性的情况下，S35VN的韧性有了一部分的提高，除了低于S30V的碳含量之外，工程师将V的含量从4.0降到了3.0，同时加入0.5的铌作为补充。铌在钢铁中形成的碳化物具有和碳化钒相当的硬度，所以降低V含量之后耐磨性并没有降低。这个时候有人可能会问，那为什么韧性提高了呢？
大家好我还是干货：虽然硬度相同，但是铌在钢铁中形成的碳化物体积远小于碳化钒，因此在保持耐磨性的同时降低了晶粒大小，韧性从而得到了一定的提升，而且加工性能也不如S30V那么困难，因此也赢得了自己的一片市场。
M390（Duratech 20CV，CTS-204P）
M390是一款以高耐磨性和极强的抗腐蚀性为卖点的钢材，高达20.0的铬含量使其在抗腐蚀性上傲视群雄，由于极高的合金含量，因此出于韧性和冶炼技术的原因，各大厂家推出的都是粉末版本，最有名的当属波勒-呜跶哄推出的M390，然后在美国国内，Latrobe也跟风推出了化学成分几乎完全相同的版本——Duratech 20CV（根本就是孪生兄弟好不好~），但其实是由本文的男主角代工（镜头再次扫过角落的Crucible），Carpenter见了蛋糕，也学两位大哥推出了 CTS-204P（你们是三胞胎上帝知道嘛。。。），但是这款钢材有一个致命的弱点，在这么高的合金含量下，即便是在粉末钢的形态下，韧性也远不及其它的热门钢种，因此并不适用于高冲击强度的应用场合，我在给客户推荐这款钢材的时候也会比较谨慎。
干货再次出现：以上就是小弟对于几种流行钢材的介绍，我觉得通过了解钢材开发的历史更有助于大家针对性的选择最适合自己的那款钢材（不喜勿喷），总之归纳起来就是八个字，只买对的，不买贵的。大家在DIY过程中尤其要注意到的是，钢材的热处理成本虽然仅占刀具的10%，却可以决定最终的性能，粉末钢的热处理相对普通钢材来说更为难以掌控，所以希望大家在手握好钢的同时仔细研究性能，确定最适合自己需求的热处理流程，否则一样的原料，最终性能可能会是天壤之别。最后再给大家比较一下Crucible和Carpenter粉末冶金技术的区别：
很多顾客经常会问我们，Crucible的CPM和Carpenter的PM系列哪个比较好。我们内部也做过一些调查，发现在造粉阶段，Crucible的粉末粒度为30目，Carpenter的粉末粒度为100目。也就是说Carpenter的粉末要更精细一些。更细的粉末意味着更高的比表面积和表面能，这样在热等静压的过程中可以更快的达到烧结的状态，而且晶粒度会更细小，对于钢材的直观影响就是可以提高韧性。Crucible由于粉末的粒度偏大，在更长时间的热等静压之后通常只能达到97%左右的致密度（Carpenter是100%），因此还会加一道后续的轧制以达到完全致密，这样就在晶粒度方面和成本方面处于了下风，所以我们的判断是同样的钢种，Carpenter的性能可能会比Crucible略胜一筹，当然两家的产品都是佼佼者，这里只是做了一个相对比较而已。至于瑞典的粉末钢，小弟没有第一手资料，所以不敢妄下结论，可是同学你都上这个论坛了还对他们有怀疑么，品质必须杠杠的嘛！业内公认无疑问。。。
以上就是小弟个人的一点愚见，希望可以对大家有帮助，朋友们以后有什么钢材方面的问题（仅限材料方面，刀具加工小弟不是很熟~~~~）欢迎和我联系，大家一起探讨交流，共同进步，谈笑风生，走向新时代。。。
2.6更新：看到回复里面有朋友问到一二三代的粉末钢的差异，其实主要体现在两个方面——制粉和钢水的纯净度控制，粉末的粒度以及最终影响到的产品晶粒度，瑞典人的牛逼之处在于可以将钢水处理的极其干净，而且最终粉末粒度也很细，这样就使得钢材的抗冲击性得到了很大的提高，即便是传统非粉末钢材的性能也远胜于国产同类型产品。Carpenter在钢水的纯净度方面做的不错，造粉的技术水平也和瑞典钢材比较接近，所以性能应该不会输掉太多。总之这只是粉末钢的内部比较，不管是第几代粉末钢，拿出来秒杀传统钢材必须都是杠杠的不解释。
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发表于 2014-2-5 15:36
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