本文作为《为何要锻刀?》 的姊妹篇,主要是从工艺学角度对锻刀中的热处理工艺以及那四把火进行小小的介绍。(存在纰漏,还请多多指正)

(武器构造篇和技艺流派篇就后面就再看了)


万叶锻刀剧情
首先介绍一下热处理工艺

锻刀中,钢铁的性质(强度、硬度、韧性等)可通过热处理工艺来改变,
这就是锻刀中四把火(退火、正火、淬火、回火)的目的。
热处理
热处理是将金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却。通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。
目的是改善钢的力学性能或加工性能。
常用的方法也就是上面介绍到的“四把火”——退火、正火、淬火、回火。
(任何一种均由加热、保温、冷却三阶段所组成)
原理:
由于铁有同素异构转变,从而使钢在加热和冷却过程中,发生了组织与结构变化。
下面说说这热处理的四把火的关系:
《通俗版》
可以简单理解为:
退火 随炉冷却
正火 空冷
淬火 大于临界冷却速度
回火 合适方式冷却
退火和正火是初步阶段的处理,
回火和淬火是最终阶段的处理。
通过合理运用这四把火,就使得刀刃具有了一定的强度和韧性。


《学术版》
退火
将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。
目的:降低钢的硬度,提高塑性,细化晶粒,均匀钢的组织及成分,改善钢的性能,消除钢中的残余内应力,以防止变形和开裂。
正火
将金属加热到临界温度以上30-50℃(即铁碳合金的Ac3线, 727—912℃)保温适当时间后,在空气中冷却的热处理工艺称为正火。
目的:和退火差不多,主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火,退火和正火效果相似,但正火得到的组织也更细。
淬火
将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度,保温一定时间,然后快速冷却,以获得马氏体或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火;
目的:获得马氏体,提高钢的强度和硬度。
但塑性、韧性差,也就是很脆。
所以…
回火的作用就体现出来了!
回火
回火是将淬火后的金属成材或零件加热临界温度以下的到某一温度,保温一定时间后,以一定方式冷却的热处理工艺
目的
在这保温一段时间,金属内组织能够均匀分配
之后再冷却到室温,能得到既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性的成品。

最后补充介绍一下热处理的依据工具——铁碳相图

它以温度为纵坐标,碳含量为横坐标,表示铁碳元合金在不同温度下所呈现的相和这些相之间的平衡关系。
它提供了平衡状态下温度-成分-相(组织)之间关系,是铁碳合金加工工艺的依据,通过合理的加工得到性质合适(例如强度、硬度、韧性、抗拉强度等等)的成品。
关于材料成分可以看

相的转变
参考自《金属学与加工工艺》





