关于RWL34的正常热处理效果和其他
2012年，针对RWL34的一场小风波，让我学习了很多关于这个材料的知识，不敢独享，请大家指正。
事情的起因是一位买家，从本店铺瑞典花钢处购买已经热处理好的RWL34钢板，直接发给一位刀匠粗磨刀坯。不想日后买家收到刀匠发出的包裹后，发现坯子已经断成4截。快递、刀匠、热处理，哪方应该负担责任？买家于4月12号在几个刀具论坛上广发英雄贴，发泄心中的闷忿。
由于瑞典花钢对自己的热处理服务非常有信心，因此全力配合买家和围观群众，在有条件、有兴趣的第三方刀友处进行材料检测。经多方检测，得出下面的结果：1、断刀原料是RWL34没有错。2、线切割下的刀坯边脚余料经过各种仪器微观验伤、宏观硬度、韧性试验，均毫无问题。3、瑞典花钢同批次热处理钢料，经4位刀友独立检测，均体现了卓越的韧性和强度。最后，买家声明认为是快递压断，不了了之。
在整个事件过程中，很多朋友提出了自己的看法，本人也多方查证，现把一些有价值的知识点呈现给大家。以后这个板块，将逐步添加，专门进行和RWL34相关的性能讨论。
1、 如何摧毁正常热处理条件下的RWL34钢板？ 在多次测试中，瑞典花钢提供了店铺里硬度在61-63之间，尺寸为长度250到304，宽厚为38*4以及40*5.2的RWL34钢板，各网友进行了脚踩、引体、液压设备静压、各种台钳上人力扳弯、锤砸等暴力测试。最终的结果，所有的钢板都可以承受变形30度左右的变形，并且完全回弹。 只有一根265*38*3.9，硬度达到62.5的钢板，用大扳手增加力矩，使用全身力量（脚蹬，桌上的台钻晃动），弯曲40度以上保持了20秒钟之后，在台钳固定的约1厘米处，发生断裂。粗估计力矩达到40倍以上，台钳固定处应该有3吨数量级的应力。断裂之后再用锤砸，由于内部应力聚集、出现暗伤等因素，又砸成了几段。 结论是，作为刀具正常使用的RWL34材料，在61-63的硬度区间内，性能也足够优异。除了RWL34本身的强悍，也和瑞典花钢采用的2-3次深冷、长达10小时以上的回火安排直接相关。但是从测试来看，薄钢板应该不能胜任撬棍，撬动数吨的重量。如果大家想对比其他材料的韧性，只需找到同样尺寸、硬度的对比样本，进行同样的测试即可。要注意，尺寸、硬度，和测试的结果关系重大，要比就用同样条件，否则没有意义。
2、如何正确加工热处理好的钢料？ RWL34是专门为制作刀具设计的合金不锈钢，不是轴承钢、弹簧钢、高速钢、普通碳钢，不能按土办法热处理，也不能承受长时间打磨高温。已经热处理好的钢料，在打磨的过程中，有出现温度过热，造成性能下降的可能。RWL34的回火温度是180-200度2个小时以上，打磨不太可能超过这个温度*时间数量级。但是如果打磨到800度左右的温度达到一定时间，轻则退火（缓慢冷却），重则变脆（急速冷却，例如蘸水）。 但是对于资深刀匠，以及肯动脑筋的diy玩家，这完全不是问题。下面说明一下“正确”的一些方法。 l 用质量好、非常锋利的砂带或者砂轮。用钝了之后及时更换（换下来的可用于磨刀柄）。锋利的砂带下肉快的同时，因为摩擦很小，所以反而不会过热。下图老外用砂带机直接对热好的钢板下肉磨大形，像热刀切黄油一样。可以看到，正确操作下温度不高，空手工作无防护不会有问题。 l 在保证温度没有过热的前提下，磨几秒钟蘸一下水。控制钢板整体温度不超过200度左右即可。磨一下，蘸一下水盆，很容易。l 一些聪明的做法：打磨的同时，用吊瓶滴水，或者如网友踏云这样，用吊瓶、滴管、吸水海绵制作冷却系统，保证刀坯的温度在一定范围内。我个人认为，如果明白原理，却没有能力想出各种办法，那么说明动手能力和脑筋恐怕不定能满足刀匠或高水平DIY的需要。
关于热处理在哪个环节进行，很多刀友根据自身条件不同，有不一样的理解。这里总结一下。大家可以结合一下本店铺的钢板热处理说明，斟酌考虑哪个方案最适合自己。
3 正常热处理条件下RWL34的防锈性能 对于钢材的防锈性能，一般来说影响因素有以下几点：1、钢材成分组成。2、热处理流程是否高要求，甚至是否正确。3、热处理条件是否造成材料表面渗碳、氧化。4、打磨加工时是否有退火现象。5、成品表面加工水平。 为了直观认识作为高合金粉末不锈刀具钢RWL34的防锈性能，对瑞典花钢店铺中出售的，正常批次军工热处理的RWL34，进行了简单的防锈性测试，仅供参考。-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------实验材料：经本店正常标准热处理而得的RWL34钢板，真空热处理+2次深冷+10小时左右回火，硬度大约61。简单分段打磨了实验材料，使用1000、600、120目砂纸。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------为了简单起见，实验中完全是简单打磨，而非正常做刀标准的表面处理。如1000目，只是磨光，连原厂轧钢的痕迹（图中小点）都没有去除。-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------为方便大家重复测试，使用大量食盐，造成饱和食盐水浸泡 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------测试6小时之后的样子-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------浸泡23小时之后的锈迹 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------浸泡37小时之后的锈迹。可以看到，锈蚀主要出现在钢板侧面、锯口等没有打磨到的地方。120目打磨区域有个别生锈区，可能是钢板表面不平整，没有充分打磨到所致。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------37小时后停止实验，拿出钢板的过程中，大部分锈迹晃掉了。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------在自来水下冲洗之后，锈迹很不明显了。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------分段细节图片。可以看到，1000和600目打磨之下，没有锈迹。120目打磨之下，锈迹集中在某些区域，其他部分没有锈蚀。可以推测，如果认真进行表面拉丝处理，即使是120目打磨，也不会有明显锈蚀。 综上，经过正确、高标准热处理的RWL34钢板，其防锈性非常出色。如果有号称RWL34的刀具出现防锈性问题，那么有可能出问题的环节包括：1、假冒RWL34。据我所知某些模具钢材商，冒名RWL34出售国产钢材。请认准瑞典原厂出品的材料。2、没有经过热处理、热处理流程错误，或者水平低下。目前不清楚深冷的具体效果，只知道深冷可以提高防锈性能。不过即使没有深冷，也不会严重锈蚀。3、采用普通热处理炉或者油淬，此时钢材表面会有脱碳/氧化/渗碳层，需要打磨掉表面皮壳。刃区应该没有生锈问题。4、刀匠制作过程中出现退火等现象。5、成品表面过于粗糙，或者有机械损伤。
4 关于RWL34的硬度 首先，老鸟们都知道，一把刀的最优硬度，要根据刀的形制、用途、材料特性、热处理工艺综合考虑。不考虑其他只看硬度，以及硬度控，是不折不扣的新手风范。 其次，对于同种钢材来说，在正常范围（例如57-62）内，随着硬度的增加，耐磨性增加，韧性降低。强度和保持性要根据材料的特征，如果韧性下降太多，那么硬度超过临界点之后便适得其反。 最后，正确测量硬度的方法，是选用较厚的、两面平行的试样，打磨光滑，用校正过的硬度计进行3次以上的测量，取平均值。除此之外的简便测试，一般只能进行参考。 现在说说本店铺里RWL34的硬度。1、作为粉末冶金，厂家的说法是在相同的韧性下，粉末材料的硬度可以提高3度左右。根据厂家给出的图表，RWL34的强度（受多大的力会破碎），在63+的时候达到峰值。 2、RWL34是专门为做刀设计的，不是车刀，不是耐磨轴承钢，不是高速钢钻头等等。因此，不要指望RWL34的硬度超高。希望使用67硬度的朋友请走好不送。 3、不同的热处理方法，在相同硬度下，对材料的韧性有较大影响。虽然除非用仪器进行科学检测，否则这类区别正常使用中并不能感觉出来，但是本店仍然采取成本较高、流程复杂的热处理方案。和普通小热处理作坊相比，在深冷处理和回火时间上下功夫较大。全套流程在15小时左右，基本属于不计成本，在本店知识水平范围内得出的最好的热处理方案。 4、按照本店对材料的理解，RWL34在硬度61-62的时候，应该具有最好的综合性能。但是有经验的朋友都知道，同一炉出来的钢板，硬度不可能完全相同。有些工业热处理的要求是+/-2度即可。本店对热处理厂的要求是+/-1度，即基本落在60.5-62.5之间。曾经有朋友使用62.5的RWL34大博伊，大力劈砍后，精细开刃也只是扭曲，没有崩裂。何况一般比较薄的钢板，做出小刀切削为主。 由于本店都是包炉操作，如果有朋友对这个硬度范围不太满意，可能只能购买退火钢料，请别人单独进行热处理了。 5、有时候有人会按照自己使用刀具的经验，对热处理好的钢板进行互划，感觉硬度范围。首先，科学的互划，应该是两块相同尺寸的试样，角度相同，并且打磨成统一的光洁度，然后进行互划。其次，有人理解，粉末冶金材料在互划上，似乎不如普通冶金产品（有人说因为晶体尺寸差别，微观上粉末材料容易位移。） 根据若干次本店顾客的反馈情况来看，真相只有一个。即，凡是“感觉”钢板硬度不足的朋友，在上硬度计检测之后，都只能承认他们的“感觉”偏差较大。特别是用不锈钢和高碳合金钢比较的话，“感觉”更容易出现偏差。因此，如果“感觉”硬度不足，请先上硬度计试试看。
下面请看一个实例：图1，退火状态钢料（黑色）和真空炉热处理钢料（白色）。钢板在负压高温下，可能会发生脱氧/碳反应，造成热轧钢板的氧化层变色（并非所有真空炉都有这样的效果。前一炉入料不同，可能会造成表面效果有区别）。 图2，用HRC60的硬度锉对钢板进行刻划，有明显的切入感，划痕比较明显。这时很容易产生钢板硬度不足的误解。 图3，用砂布对钢板进行简单打磨1分钟，可以很容易的打磨掉非常薄的表层物质，露出白亮的内层钢质。 图4，再次用硬度锉进行测试。经过打磨的部分，锉刀明显打滑，无法下肉，只会出现微量痕迹。而未打磨的部分，仍然可以看到明显划痕。 这说明，钢板表面的氧化层，经真空热处理之后，硬度较低，容易锉动。打磨出钢本质之后才能体现本底硬度。因此，正确和规范的预处理，是检验硬度的必须程序。而不能根据“感觉”评价材料的硬度。
5、关于粉末钢 RWL34的生产母厂是瑞典的Erasteel，一家专门生产特种合金钢材的跨国钢铁集团，代表欧洲冶金最高水平。RWL34采用第三代粉末冶金技术，国内目前还不能达到这个级别。 查资料的时候看到一个老外讨论RWL34的时候，对粉末钢的描述，觉得挺直观。翻译了一下，贴在这里。这就是成分相同情况下，粉末冶金要比普通冶金方法，各项指标有很大提升的主要原因。 一般炼钢，一炉差不多得3吨钢水，钢包要过好久才能冷却。结果就是长了好多铬和铁碳晶体。这种情况是冷却巨慢的时候才会出现的极端例子。这些个晶体附近是应力集中点，一般要裂缝的话都从这地方开始。粉末钢没这问题，它那一个钢包，就是0.1mm的一个铁粒，高压氮气下一吹就凉了。所以热处理正确的话，这钢的结构基本完美，能够在更高硬度下韧性更强。
粉末冶金的技术，能保证（小滴）钢水的成分完全均匀。一般冶金那些个（较重）元素，总要从钢水里析出的。跟这我可得提一下我哥们Wolf Borger怎么说的：钢水就跟一锅汤似的。刚上桌的时候那汤挺热的，里面油跟肉搅和的很均匀；可要是汤放凉了，搁冰箱里冻上了，不管开始你搅的多均匀，最后也都分层了。上面是油，下面是菜和肉。可要是你把汤分成小滴再冻上，那就没这问题了。每滴里面都是同样的成分，不会有有多有少的。 下图就是普通冶金和粉末冶金材料的金相照片对比。均匀程度差别巨大。 下图是刀友高人AC米兰兄测试的显微图片，分别是RWL34和国内大厂生产的D2。前两张是RWL34，后两张是D2，放大倍数相同。可以看出，国产D2的晶体粗糙程度，是RWL34的数十倍。而右下角D2显微照片中能够看到的晶体间“网格裂隙”状线条，即是材料结构的微观脆弱点。在宏观上，钢铁受力达到脆弱点的阈值，即会发生断裂。而在RWL34的同比例照片中，没有这样的“裂隙”。因此，RWL34在微观结构上不存在脆弱点，在宏观上表现强度的提高。
6、关于强度 考虑一把成品刀的强度，要从很多方面进行研究。刀形设计、材料加工、保养方法等有所不当，都会降低强度，造成风险。1、横截面的面积，和强度直接相关。同一材料不同尺寸的两把刀，横截面大的强于小的。尺寸相同的，那么其强度因设计造成的横截面不同而不同。例如刀刃强度，半V>全V，V磨>凹磨。刀柄强度，无孔处>开孔处，只有一个孔>并排2个孔 。因此，在设计的时候要避免刀（柄）处出现横截面格外小的点。这个点就是将来断裂的地方。下图中的减重孔排列就是考虑了这个问题，没有并排设计。 2、应力集中。材料受力后，会产生内部的应力。应力集中的地方，就是受力最大，最容易崩断的地方。应力集中在形状急剧变化的点，比如沟槽、孔洞、缺口等处。对于刀具来说，就是护手、打孔、刀柄连接处等。朝向内部的角，是应力集中最明显的地方。为了改善应力分布，需要尽量减少尖角，例如下图，刀柄连接处设计成圆角而非简单的直角。 3、如果刀具因为种种原因产生内部微小裂缝，那么这些裂缝处就是非常明显的应力集中点，是最脆弱的所在。如果知道刀具某处出现瑕疵，应该尽快修掉，以免扩大。 4、如果使用或加工不当造成过热，钢材微观结晶产生会变化。例如如果在过热的情况下急速冷却（例如蘸水），会造成晶格粗大，降低强度。使用离子焊打孔，是用高热熔融钢板再吹掉钢水，孔的周围必然过热强度降低；又因为孔的形状不规则、容易产生凹陷和裂缝，因此造成应力集中。下图便是离子焊孔断裂后的样子。
