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2015-8-19 18:50 |
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之前写过几个“科普”的帖子，是自己慢慢学习然后总结的一些东西。我发现，刀友现在慢慢都没什么探讨技术的帖子了。也是感慨，自己刚入门的时候都是看大神的帖子学习长大的，现在那些大神都不在真科普了。我也就班门弄斧的伪科普一下，才疏学浅，还请各位多指教。
我尽量白话一下，好懂也好记。
对于刀来说何为韧性？
一把刀在大力劈砍的时候，一定不能断，常言就是韧性好，使很大劲都没砍断。然而，在这句话后面，被某些人给置换概念了。
置换成：“砍的弯，但是砍不断才是韧性好。”于是乎一批一批的上台钳夹着然后使劲掰，给大家展示角度。瞅瞅，我这掰了90度呢......
那能叫韧性吗？当然不能。
先从力学上分析。
一把刀垂直劈砍在某物体上，然后刀身有个向上的作用力。这个时候无非刀身几乎没变形、弯了、断了。我们所追求的应该是几乎没有变形。
这时候主要考量指标为：抗弯强度、冲击性能。
（现实受力是复杂的，为了简化便于分析，我只说主要的。）
抗弯强度：这点很好理解，指材料被弯曲到断裂，断裂前达到的最大弯曲力。比如同等直径钢棒比塑料棒更不容易掰弯。
冲击性能：材料抵抗冲击载荷的能力。
抗弯强度和冲击性能越高，刀身就越不容易变形，更不会严重弯曲和断掉。这才是我们所追求的，一把刀越是形变小，对被受力体的做的功越多，也就是你砍的劲能最大化的作用到被砍的东西上面。
当然，某些人的意思是，反正我这个不断就行了，你管我？
为了不断，可以用65mn嘛，65mn，弹簧钢，弹簧能轻易弯断？一砍就弯，怎么容易断。。。65mn实际生产上一般只做抗拉强度测试，而不做抗弯强度测试。因为是弹簧么。
讲了这么多，意思是首先给大家说明白，传统的掰多少度属于误区。给你看多少角度，那和给你看挠度是一样的。没有实际的意义。如果有人掰的过程中用测力计全程计量，那么这个基本属于抗弯强度的测试。
现在才是说韧性。
韧性在科学中=冲击性能。
简单的说，就是刀砍在物体上，多大的劲把刀砍断了。比如一把刀掉地上碎了，人们说脆，这样的一砍东西就断了。若是你把刀扔天上掉下来都没断，你砍东西的时候也就更不容易断。人们就说韧性不错，砍不断。
凭什么说韧性等于冲击性能？
第一，请多看书。第二，冲击性能的测试基本和刀砍东西是一样的。
试样不动，冲锤砸，用了多大的劲，砸成什么样，最后算出来。反过来就是刀动，砍东西，刀裂成什么样。
举例，A、B两种钢放上面试验。同样的力量，A只砸出一个1mm深的裂纹，B被砸断了。那么A的冲击韧度值会比B高很多。反应在实际就是，你砍东西，从楼顶跳下来使劲砍，A可能就是裂了缝但是没有断，B也许你从窗户跳下来就砍断了。
有人说，那我不这样，我就要弯的，弯了也比断了安全。乍一听好像是这样哦，但是你无意中就设计了一个前提条件，就是这钢的其它性能都一样，一个弯一个断，弯的更安全。实际上怎么会有其它性能都一样的钢呢？
D2钢的抗弯强度可以高达5000MPa，冲击韧性可以有接近70J.CM2，而T10（非T10A）抗弯强度只有2000MPa，冲击韧性只有8J.CM2，真实情况是你用一样的劲砍，D2没有断，但是65mn却已经弯 了。。。而T10，同等力量的情况下刃口已经崩了。（前提条件为整体淬火）如果你的劲在大点，D2已经崩口了，65mn可能弯的像蛇一样了。而T10可能崩了一大块。等你把D2砍断的时候，65mn已经不知道是麻花钻还是已经刃口反咬你了，T10么，肯定断的稀里哗啦了。而这个力量，你的小胳膊是砍不出来的。有人会问，为什么有的刀甚至进口的都会砍断。其实原因非常简单，没有什么东西是100%完好的，都有良品率，你不过碰上瑕疵了，不然，你找个国外大厂，试试每个批次挑几把，你看看你能砍断几个？
当然，有人是不服书本知识的，肯定会有人说T10如何如何，韧性虐不死你个D2？
1、书上都是大量工程师反复用仪器设备测试的，远比我感觉我认为准确。如果你不相信书本上的科学知识请无视我。2、请注意掰弯多少度不是韧性。3、说这个的一定忽略了我说的前提是整体淬火。如果T10是局部淬火，那么没有淬火的部分，虽然砍不断，但是其抗弯强度很低（比常见整体热处理低的多，这时候一般用抗拉强度来描述，其塑性和弹性不一样）。比如你暴力砍的时候，刀身一定是变形的，这时候，如果夸大的话，你直接侧向施力，就是上台钳掰。同等的力量，T10也许掰到了45度，而D2也许只有5度。再掰，T10也许到了90度，而D2也许只有10度，此时松手，D2也许弯成5度，而T10却弯成30度了。有条件的可以找个尾巴没淬火，刀身淬火的试试掰刀身和刀尾的区别。
塑性变形和弹性变形一定要先了解一下。例如某些模具钢，没有淬火前更容易发生塑性变形，就如你用手一掰就弯了而且不回弹。而淬火了，你掰弯一点会回弹回去。弹性变形极致了之后就是塑性变形。
和你看的实际不一样？
因为很多测试的力臂被拉长了，比如一把剑，夹住还剩60cm，然后再上一个活动扳手，这个力臂多长，好家伙，你掰不到回型弯才邪门。
所以，科学测试中，比如上诉的抗拉抗弯冲击等等，都是有尺寸要求的，要求所有试样是一样的，不仅如此，连长度都考虑好了，不会很长，也不会很宽。然后试验机器的尺寸，刀头、等等全部有标准。
详情可以参见国标，例如GBT 229-2007等。
既然冲击性能等于韧性，那么查看其数值就好了？
由于中西的标准不一样，西方直接用冲击吸收功来表示，而咱们都是冲击韧度。两者换算么。。。没找到，理论上来说，根据其两国标准通过计算可以得出。不过我是懒得去翻了。一般资料中有常见的，自己记住两种数据就行了。
国标咱们用的是夏比，有无缺口试样，V型缺口试样，U型缺口试样。每种试样得出的数据值是不一样的，而且不可换算。所以你看的时候一定要注意区分符号和单位。
aK,aKU,aKV,AK,AKU,AKV,K,KU,KV这是符号，然后还有J·cm2，J等单位。
例如已知200回火的D2有接近70J·cm2，但是在外籍资料中，也有写的是28J。A2大概在50J，3V不同工艺的话从50到110J不等。S7这种神钢有165J左右。
以上，也许有的人觉得我写这个得罪人什么的，尤其是我本身从事这个行业。不过我觉得各个钢材数据又不是保密的，很多热处理的书都有，这点我谈不上写出来就算黑吧。再有就是很多掰刀角度的会觉得我怎么怎么样。我认为不要想着怎么怎么我好像在黑你，大家多学习，互相讨论，共同进步多好。
没有专业测试设备的，或者说目前我已知平民化最接近冲击性能测试的方法是，台钳夹住刀，漏出刀尖上面一部分，然后拿铁棒顶住刀尖，不挨着台钳，靠上一点的那种。然后锤子砸。这个东西不具备直观观测能力，因为你肯定会砸断，但是自己私底下测试的话，你自己知道用了多大的劲。多对比的砸就好了。这个方法只是接近，而且不算很接近专业测试。但是比那个掰着看角度的好太多了，那个根本就不是说的韧性。我记得国内有些人这样测过，国外也有不少。我看西晋测试的时候突然想到和专业钟摆测试比较像。如果只是掰断的话，没有测力计的话建议直接描述感受，比如你觉得费力，觉得不费力。这个测的是抗弯强度，也很有用的。
还有就是受力一般是复杂的，比如你掰的时候，肯定不是XYZ轴弯曲对正，然后还有一点扭转，不规则么就会有一点的，涉及到扭转性能等等。但是主要的还是这几个。所以文中没有提到其它。
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发表于 2016-4-26 16:00
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