大马士革钢秘籍:如何选择材料以及如何锻造

玮宇匠心 2024-08-19 13:36:37

图1克里斯·麦克弗森用1075碳钢和15N20镍合金钢锻造了他的战术刀——10.5英寸大马士革刀。虽然他听说1075由于锰含量较低,对比度可能会稍低,但大马士革在更深的蚀刻后表现出了美丽的对比度。

铁匠概述了他们使用的碳钢组合及其原因

大马士革钢是一个广泛的类别,几乎有无限的变化。它包括从低层随机图案到粉末罐创作和复杂的马赛克图案的一切。

大马士革的基础包括钢的锻焊组合。钢的选择、焊接或锻造过程、甚至蚀刻方法的改变都会产生各种各样的图案和外观。让我们通过几位优秀铁匠的作品,深入了解大马士革的诸多层面。

史密斯挑战大马士革钢

ABS学徒史密斯克里斯麦克弗森四年前才开始制作刀具,但他参加了ABS大师史密斯杰森奈特和乔什费舍尔教授的课程,势头强劲。现在他打造了自己的大马士革。他的一把战术刀(图1)采用了1075碳钢和15N20镍合金钢制成的叶片。

图2 ABS熟练工史密斯·布莱恩·塞勒斯使用了三种钢而不是标准的两种钢来帮助他的阶梯形大马士革刀片提供更暗的外观。正如他所观察到的,“给大马士革添加第三种钢会给成品刀带来独特的深度,有点像给纹身添加灰色阴影。”

“我为当地的州警慈善活动制作了这把刀,是为了一名军官的十几岁的儿子,他在2023年3月因公殉职,”克里斯解释道。当被问及为什么选择1075作为他的战术刀时,他说,在用1095,1084和1080碳钢制造其他钢坯后,他“只是想尝试一下”。虽然他听说1075可能由于锰含量较低而对比度稍低,但经过更深的蚀刻后,它呈现出美丽的对比度。

刀匠布莱恩·塞勒斯喜欢把事情搞得有点复杂。除了1095或1084的标准碳钢,偶尔还包括1080、5160或52100。“在大马士革添加第三种钢给成品刀带来了独特的深度,有点像给纹身添加灰色阴影,”他说。例如,在最近的一架波斯战刀(图2)中,他将1080和5160与15N20一起放在一个梯形叶片中。Brian表示,所有钢材都与他的设备配合良好。他使用50吨的河边液压机和50磅的小巨人动力锤。

大马士革是时间和劳动密集型的,并且制造者在锻造过程中损失了大量的钢材。Bladesmith Blake Nichols知道这一点,他来自“不浪费,就不匮乏”的思想流派。

罗伯特·韦曼用液压机焊接并拉出他的大马士革坯。

尼科尔斯说:“几年前,我的导师格雷格·沙汉给了我一根羽毛大马士革坯的末端。”。“它在我的书架上放了很长时间,直到我把它纳入(我的一个)猎刀。”

关于他的大马士革,他补充说,“我希望我有一个深刻的科学答案,为什么我用15N20和1095,但我没有。简单的回答是这是我学到的。我对热处理过程很满意。我也觉得我从这种组合中得到了我想要的表现。”我同意尼科尔斯说的,“不管它是什么做的,它必须像刀一样起作用。即使是最高档的也需要达到性能标准。”

大马士革为什么是15N20?

图3 Robert Wayman通过他的sujihiki提供了一个带有镍视觉“流行”效果的go-mai(五层)大马士革刀的绝佳例子。大马士革外层和大马士革核心与live edge amboyna burl的手柄一起工作,制成了一把令人惊叹的刀。总长度:16英寸。

你可能已经注意到了一个特色的铁匠都有一个共同点:他们包括15N20在他们的大马士革民房。15N20是一种简单的碳钢,基本上是1075,但含有相对大量的特殊成分:镍。镍含量使15N20蚀刻更慢,抛光时显示更亮。因为与10系列钢(1080、1084等)的成分相似。),它焊接良好,并在类似的温度下硬化,使其成为大马士革图案中高对比度的完美钢。

一些铁匠在他们的大马士革使用纯镍箔或薄片来达到同样的效果。挑战在于纯镍不会变硬,所以在锻造过程中必须远离边缘。反差很大,但镍本身并不占优势。我喜欢在san-mai或go-mai大马士革之间加一层镍。真的很流行

铁匠罗伯特·韦曼在他的一把菜刀上很好地展示了go-mai技术(图3)。刀片是由有图案的go-mai坯制成的。刀片中心有一个核心层,两侧各有两层材料。核心是1084和15N20锻造的100层随机图案大马士革。在芯钢的每一侧是一层镍,而在坯料的外部是一层匹配的随机图案大马士革。

钢的关键元素比较

Steel

1084

1075

1095

15N20

1080

5160

52100

C

.865

.750

1.000

.750

.75-.88

.60

.98-1.10

Mn

.750

.550

.450

.375

.06-.09

.80

.24-.45

N

.200

1.950

*碳、锰、镍;双连字符表示微量。请注意,15N20的镍和1084的锰含量相对较高,这两种元素有利于大马士革的高对比度。该图表仅针对与当前主题相关的元素,并未列出每种钢的所有元素。

一旦最终的坯料被锻焊,用研磨机去除一些包覆材料以在图案中产生视觉效果,然后坯料被拉伸到一定长度。在此过程中保持核心材料居中非常重要。“你要慢慢来,当你把你的坯,”韦曼建议。“我通常使用较厚的芯材料和较薄的包层材料,但这肯定需要一些时间和练习才能适应。”

其他大马士革钢

在15N20和10系列组合在大马士革流行之前,标准的高对比度组合之一是O1和L6工具钢。虽然后一种组合造就了伟大的大马士革,但这两种钢在今天的市场上很难找到。简而言之,尺寸合适且价格合理的15N20和10系列钢比市场上所有其他组合钢更容易获得。

大马士革可以由很多东西组成,包括其他大马士革。这些坯料为罗伯特·韦曼厨师刀的一部分。

铜是另一种材料,在铜麦和其他形式的铜大马士革的锻造中流行起来。像Baker Forge这样的公司专门从事铜通常包覆在标准碳钢大马士革芯上的工艺,因为铜本身不会硬化。

钛合金已经过图案焊接,通常称为Timascus,可以阳极氧化成各种颜色。不幸的是,它很难生产,不会硬化,所以Timascus刀片很可能不会在你的未来。相反,Timascus做了一个很棒的折刀框架,支撑物和其他非刀片的刀部件。

应该避免哪些金属

有没有什么材料不会造成很大反差的大马士革?Sellers报告说,像S5和S7这样的“S”系列高硅钢不起作用。他推测可能是钢的成分或不适当的热控制,但是S5和S7的焊缝在锻造过程中没有粘在一起。

罗伯特·韦曼将这五块钢焊接在一起,制成了他主厨刀的go-mai大马士革刀片。

我可以证明,陨石是大马士革的一个诱人的附加物,因为各种各样的样品通常镍含量很高,而且大部分是由铁制成的。不幸的是,每块陨石的成分都千差万别,因此同一颗陨石的每一块都可能有非常不同的化学成分。另一个令人困惑的因素是,除了铁、碳和镍之外,许多陨石还含有高硅或其他元素。每一个新元素都给这个过程增加了自己的问题。

我能够生产出一对令人满意的含有一些陨石的坯段,方法是将小块放入装有1084粉末的罐中,然后用更多的1084棒料焊接并重新堆叠坯段,直到最终层数超过1000。通过只添加1084,我确信最终图案中的任何亮点都来自陨石中的镍。即使采用这种工艺,最终产品中仍有一些夹杂物/瑕疵。我可以继续增加层数,进一步减少瑕疵吗?我们永远不会知道。有些人可能会认为AEBL不锈钢是漂亮和有光泽的。它或另一种不锈钢能与碳钢混合使用吗?如果你认为“闪亮”对高对比度有意义,那部分是真的。不幸的是,不锈钢中的高铬在两个方面给大马士革的制造商带来了问题。第一,铬钢不喜欢焊接在一起。铬很快氧化,防止焊缝粘连。第二,铬改变了硬化特性。在假设的AEBL和1084坯料中,AEBL从1900°F硬化,而1084从1500°F硬化。如果从1900°F淬火假设的坯料,1084将具有巨大的脆性晶粒。如果你把同样的钢坯从1500华氏度淬火,AEBL不会变硬。

布雷克·尼科尔斯用格雷格·沙汉锻造的1095碳钢和15N20镍合金钢制作了这把奇特的猎刀。布莱克说,他对热处理过程感到满意,也觉得他从两种成分钢的组合中获得了他想要的性能。总长度:10英寸。这本书是查尔斯·康纳三世写的。

虽然有些铁匠已经想出了如何将多种类型的不锈钢以不同的图案焊接在一起,但这一过程需要小心、精确的加热和减少氧气,这两个过程通常都超出了后院铁匠的范围。由于制作过程复杂,不锈钢大马士革价格不菲。

最后的结论

现代大马士革在刀具市场上保持着强劲的需求。通过结合几种标准碳钢和15N20的选择,史密斯可以创建大马士革模式,使任何刀脱颖而出。无论图案是随机或阶梯,雨滴或马赛克等等,高品质的大马士革刀一定会是赢家。

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