谁是有史以来最伟大的刀钢冶金学家?

2020-07-17 02:15:42

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在这个网站的过去几年里,我喜欢写很多关于不同刀钢历史的文章。要追溯不同钢材的历史,看看它们是从哪里来的,是如何来的,这一直是非常具有挑战性的。我决定写一篇关于一些在刀钢和刀试方面做出贡献的伟人的文章。这些冶金学家中的许多人并不知道他们正在开发将用于刀具的钢材。有些正在开发工具钢或高速钢。然而,从那时起,他们的钢材就被用于刀具,或者他们的钢材设计影响了其他用于刀具的钢材。为了使这篇文章在大小上易于管理,我将重点放在那些开发了钢材或刀具测试的文章上。换句话说,那些研究钢的不同方面的人不包括在内。由于这个原因而被省略的一些值得注意的人包括:

1)发现贝氏体的马库斯·格罗斯曼(Marcus Grossman)和埃德加·贝恩(Edgar Bain),写了几本关于钢铁冶金的有影响力的书。

2)许多不那么直接适用的冶金学家,但他们发现了许多钢铁和一般冶金的基本原理,如亨利·克利夫顿·索比(显微镜学)、德米特里·切尔诺夫(钢中的相变)和威廉·罗伯茨-奥斯汀(铁-碳相图)。

3)研究热处理技术的冶金专家。然而,下面列表中的泰勒和怀特可能是一个例外。

4)有影响力的冶金教师,有些甚至直接接触到凯文·卡申(Kevin Cashen)这样的刀匠。这份名单上的一些人也因他们的教学而闻名,但主要是因为其他具体的贡献而上榜。

因此,这份分类名单可能意味着,一些你可能认为是伟大的冶金学家的人没有进入名单。然而,即使有这些遗漏,我认为你也会发现一些关于某些个人和团体的贡献的有趣信息,这些个人和团体开发了我们今天在刀具中使用的钢铁产品。

Mushet在1868年开发了第一种工具钢,它有几个重要的特点。其一是,它是第一个商业化生产的“合金钢”,这意味着它故意添加了包括锰和钨在内的合金,以达到特定的性能,而不是简单的碳素钢。钢中的高钨使其具有非常高的耐磨性,从而延长了刀具寿命。这也是第一种“空气淬火”钢,这意味着它可以从高温空气中冷却,而不是在油或水中淬火。这种钢是泰勒和怀特实验的基础,这些实验导致了高速钢的发展和其他工具钢的爆炸性发展。事实上,Mushet更出名的是对“Bessemer工艺”的改进,该工艺允许以低得多的成本生产钢铁。但对于他对刀钢未来的贡献,他的“Mushet钢”是巨大的。您可以在本文中阅读更多内容。

这些伯利恒钢铁冶金学家在许多方面开创了现代钢铁发展的先河。在他们做出贡献之前,钢在相当窄的温度范围内进行热处理,例如1400-1600°F。过热会导致晶粒长大和韧性降低。然而,他们发现,当Mushet钢在淬火前加热到非常高的温度时,它作为高速工具可以使用更长时间,因为它在高速下保持高硬度,从而在高温下保持高硬度。他们对“高速钢”的发现在1900年的巴黎展览会(一次世界博览会)上展出,并在1903年导致了T1型高速钢的出现。知识的发展和产生的兴奋导致了许多其他工具钢的发展。在这篇文章中阅读更多关于泰勒和怀特的信息。

虽然在类似的时期有几个人致力于发明不锈钢,但布里利被认为是第一个将其商业化的人。他把什么类型的不锈钢商业化了?一把刀钢!在之后的几年里,不锈钢被认为是刀子用的,许多人甚至没有意识到它可以用来做其他事情。他开发的钢是420不锈钢。这种钢在今天的刀具爱好者中的声誉可能相对较差,但它在刀具中的使用数量与任何一种钢一样多,可能是使用最多的刀钢。而且它有很好的耐腐蚀性。这种钢是所有未来不锈钢刀钢的基础,特别是类似于铬含量为13%的420HC和AEB-L。S90V最初的名字是420V,因为在它的开发中使用了相同的铬含量420。在本文中阅读有关不锈钢介绍的更多信息。

吉尔是为VASCO工作的冶金专家,VASCO是一家现在基本上被刀子收集者遗忘的公司,但他对工具钢做出了许多重大贡献。吉尔开发了第一批商业上可用的高钒钢,例如1937年第一批2%钒高速钢,后来演变为M2,还有M4钢(钒含量为4%)和T15钢(钒含量为5%)。为了提高耐磨性,今天许多刀钢仍然具有较高的钒含量。吉尔还在1934年写了首批关于工具钢的书之一,这本书一直持续到1998年5日的新版。这些关于工具钢的书籍已经被冶金学家使用了几十年。在这篇文章中阅读更多关于詹姆斯·吉尔的内容。吉尔还开发了5%Cr+Mo合金化的方法,这种方法导致了常见的刀钢A2,并继续被许多非不锈钢工具钢使用。

马修斯在20世纪初为Crucble和Halcomb钢铁公司工作,对他的钢铁开发和对钢铁研究的贡献具有很大的影响力。他为最初的T1高速钢申请了专利,其中添加了少量的钒,改善了早期高速钢的性能。钒的添加在当时基本上是闻所未闻的,但后来变得非常受欢迎,用于各种用途。马修斯还开发了第一批“油淬火”钢,包括1905年流行的O1钢,它至今仍在刀具中使用。在本文中阅读有关O1和Mathews的更多信息。

约翰斯汀在1964年开发了瓦斯科磨损和瓦斯科模具钢。Vasco Wear现在可能更为人所知的是CruWear(同种钢材的坩埚品牌),尽管它有很多名字,比如PD#1,Lescowear和Z-Wear。Vasco Wear在70年代看到了刀子的使用,并继续成为其各种版本的热门选择。一个相对不为人所知的事实是,CPM-3V实际上是Vasco模具的粉末冶金版本。令人惊讶的是,尽管Vasco Die的成分之前获得了专利(已过期),但坩埚冶金学家仍然能够为Vasco Die的粉末冶金申请专利,因为组织和性能的变化被认为是足够重大的。Vasco模具和Vasco Wear还创建了“8%Cr”工具钢类别,成为未来的钢,如VANADIS 4(在VANADIS 4 Extra之前)、VANADIS 10、Sleipner、A8 Mod、DC53、Z-Tuff、CD#1等。你可以在这篇文章中阅读更多关于这些钢材的内容。

大卫·贾尔斯(David Giles)是一位冶金学家,他为拉特罗布钢开发了许多工具钢。贾尔斯开发了几种已用于刀具的钢材,包括1926年的440A[1]。自那以后,440A一直被广泛用于消费刀具,并作为高碳440C的基础,440C在70年代和80年代的生产和定制刀具中非常流行,至今仍在使用。154 cm最初被称为“440C模块”,因为他们降低了440C中的Cr,并用Mo代替了它。在这篇文章中阅读更多关于154厘米历史的内容。这种17-19%的铬基成分为440A/440C,是许多未来钢(如Elmax和S60V)的起点。贾尔斯还开发了4-5%的钒冷加工钢A7和D7(与吉尔开发的高速钢相反),这是未来CPM-10V等钢的基础。10V的专利持有者

“高碳高铬”钢在19世纪90年代开始发展,但在第一次世界大战期间,英国的常规生产取代了高速钢,特别是类似于D3工具钢的钢,碳含量约为2.3%,铬含量约为12%。这种钢材导致了由格雷戈里·康斯托克(Gregory Comstock)开发的D2,在过去的几十年里,D2在刀具中非常常见。如前所述,贾尔斯开发的D7钢也是在D3钢的基础上加入4%的钒进行改性,从而产生了K190和M390。我还认为,20世纪初高铬钢在英国的无处不在,可能对布里利的不锈钢的发展起到了推波助澜的作用。

坩埚在20世纪70年代初引进了商业化生产的粉末冶金工具钢,你可以在这里读到。坩埚工艺的专利拥有者是加里·史蒂文(Gary Steven)[6],他还为第一种专门为粉末冶金生产开发的钢材CPM Rex76[7]申请了专利。这也导致了一系列以前存在的钢,它们是通过粉末冶金生产的,以改善性能,如CPM-M4和CPM-T15。然而,史蒂文不太可能单独致力于粉末冶金工艺的开发,写过这方面文章的其他坩埚冶金学家包括奥古斯特·卡萨克、爱德华·杜利斯和T.A.Neumeyer[8][9][10]。

1976年,神户钢铁冶金学家通过在“热等静压”工艺之前对粉末进行氮化,为高氮粉末冶金钢申请了专利[11]。你可以在这篇关于氮合金刀钢的文章中了解更多关于这一过程的信息。Uddeholm使用此工艺开发了Vancron[12][13]和Vanax系列[14][15]工具钢和不锈钢。由于高氮添加量,这些钢有一组有趣的特性。

最著名的是他对伍兹和刀匠阿尔·彭德雷的研究。Verhoven并不是唯一一个研究Wootz的冶金学家,因为Sherby和Wadsworth也以他们的贡献而闻名。然而,我认为应该提到Verhoven,因为他的书“刀匠的冶金”,现在改名为“非冶金学家的钢铁冶金”,这本书已经被许多刀匠读过了。Verhoven还进行了实验,并发表了关于刀具测试的研究,例如Wootz刀片的CATRA测试[16]、模式焊接刀片中的原子扩散分析[17]、磨利实验等。

Klemm开发了边缘稳定性测试[18],后来由Roman Landes推广,如下所述:第一部分和第二部分。然而,Klemm最出名的是金相摄影家,他开发了几种蚀刻剂,用于揭示显微镜可以看到的某些微观结构。

德国索林根的几位冶金学家和科学家在20世纪初到中期进行了重要的研究,包括汉斯·斯塔德曼、弗朗茨·亨德里希和维尔纳·纳普。Knapp开发了一个早期的边缘保持测试[19],它看起来很像最近的Catra测试,并学到了很多有价值的东西,比如边缘角度的影响。亨德里克斯研究的是切割能力[20],这与锐度是不同的。而Studemann是索林根“ForschungsInstitute t Schneidwaren”(餐具研究所)的负责人,并发表了几项研究,包括一些关于刀具切削行为[21]、热处理[22]和不锈钢刀钢耐腐蚀性的研究[23]。斯图德曼在77岁时完成了他的博士学位论文!

VG10是武富钢铁在1954年至1959年间开发的,在菜刀和许多日本生产的折叠刀中随处可见。您可以在本文中阅读有关VG10的更多信息。钢铁令人难以置信的受欢迎程度和寿命意味着它值得一提的是。

奥德菲尔德是CATRA组织的主管,在他们现在著名的边缘保持测试机的开发过程中[24]。他在卡特拉开始时是一名冶金专业的研究生。奥德菲尔德还发表了关于餐具钢的论文[25]。CATRA刃口保持测试仪已被许多主要刀具公司用来比较不同类型的磨刀、刃口几何形状和钢材,并且肯定影响了这些公司在这些领域做出的刀具设计决策。这些公司包括巴克(Buck)、世爵(Spyderco)、凯斯(Case)、Benchmake、J.A.Henckels、Global Knves、Victorinox等行业巨头[26]。

德国Vereinigte Schmiedewerke GmbH的冶金专家开发了“加压电渣重熔”技术,用于向LC200N/Cronidur 30[27]中添加高氮(~0.40%)。后来,普惠和FAG轴承公司开发了LC200N/Cronidur 30轴承钢,作为一种兼具高耐蚀性、韧性和硬度的轴承钢。您可以在本文中阅读更多关于LC200N和氮钢的一般信息。

20世纪80年代末,来自Bohler的冶金学家开发了M390钢[28],这对粉末冶金不锈钢工具钢来说意义重大,因为这种钢在此后的几年里变得越来越流行,而且至少有两家其他钢铁公司复制了这种钢。阿尔弗雷德·库尔姆伯格是这项专利和我读过的几篇关于钢铁的论文中列出的主要人物。M390是他们的K190的改进型,而K190又是大卫·贾尔斯(David Giles)开发的D7的粉末冶金版本,正如他在标题下提到的那样。在本文中阅读有关M390的更多信息。

阿诺索夫是19世纪的一位俄罗斯冶金学家[29],他对冶金和钢铁做出了多项贡献,包括1831年发表的关于钢结构的金相观察的出版物。这一点值得注意,因为索比通常被认为是开发了钢铁显微方法的功臣,虽然他的研究独立于阿诺索夫,但他直到30年后才发表论文。但阿诺索夫出现在这篇文章的真正原因是因为他被誉为成功地重建了大马士革伍兹,并在1841年发表了他的发现,考虑到这一时期的早期数据和关于钢铁的知识产生了多少,这无疑是令人印象深刻的。阿诺索夫在俄罗斯所做的工作可能在一定程度上降低了他的影响力,但看起来他是一位领先于他的时代的优秀冶金学家。

保罗·诺沃特尼开发了XHP不锈钢,这是一种“不锈钢D2”,如果卡朋特钢铁公司(Carpenter Steel)能联合起来,它可能会更受欢迎。请在这里阅读更多内容。

Daido和Hitachi冶金学家开发了ZDP-189和Cowry-X钢,这两种钢非常有趣,因为它们具有非常高的硬度(>;66RC),而且据称是不锈钢(尽管我不确定它们是否是不锈钢),而且只含有碳化铬(与碳化钒相反),以便更容易磨尖。请在这里阅读更多内容。

武府冶金学家开发了超级黄金2(SG2),这可能是日本刀具中使用的最受欢迎的粉末冶金不锈钢。请在这里阅读更多内容。

瑞典冶金学家开发了12C27和AEB-L,为剃须刀和刀具开发,提供高韧性和硬度的组合,同时也是不锈钢。这些是首批采用精心成分控制的不锈钢,在保持较小碳化物尺寸的同时最大限度地提高不锈钢的硬度和耐磨性,以获得高韧性和边缘稳定性。请在这里阅读更多内容。

Al Kajinic开发了Stasko和Pinnow中提到的S110V。S110V是坩埚铌合金化的第一次重大尝试,也用于S35VN和S45VN。S110V还使用了添加钴的添加剂,因为添加钴是因为否则钢不会硬化。Kajinic还探索了添加铌来改善3V钢,尽管这种钢从未商业化生产过。我在这篇文章中写到了这种“3V mod”钢。Kajinic还通过使用Thermo-Calc软件推动坩埚钢进行基于计算机建模的钢开发,他在S110V和3V MOD的开发中使用了Thermo-Calc软件。

有许多我不认识的冶金学家,因为当谈到谁开发了什么钢,谁用刀研究了某些领域时,记录保存得很差。如果您知道任何需要提及的冶金专家,请在评论中让我知道!

我认为所有这些冶金学家都对工具钢和刀钢做出了重大贡献,这就是为什么我把他们包括在内。可能不可能挑选出一个影响最大的人。泰勒和怀特为钢铁的发展创造了最令人兴奋的东西,但他们在钢铁成分方面的贡献并不大。最近的冶金学家在开发新钢材时有大量先前的工作可供借鉴。我认为罗伯特·穆舍特和哈里·布里利可能做出了最大的贡献。Mushet一手创造了合金钢、工具钢和空气淬火钢的想法,这是非常令人印象深刻的。布里利开发了第一批专门为刀具做广告的钢材之一,创造了整个类别的不锈钢,尽管他的钢材已有100多年的历史,但他的钢材仍然大量用于刀具。所以我称之为穆谢特和布里利之间的平局。

[1]作者:David J.。“合金钢。”美国专利1,650,707,1927年11月29日颁发。

[2]Fletcher,Stewart G.和Walter T.Haswell Jr.。“铁合金及其耐磨制品。”美国专利3,692,515,于1972年9月19日颁发。

[3]平诺、肯尼斯、威廉·斯塔斯科和约翰·豪泽。具有改进的金属对金属耐磨性的耐腐蚀、高钒粉末冶金工具钢制品及其生产方法。美国专利5679,908,1997年10月21日颁发。

[4]Stasko,William,肯尼思·E·平诺(Kenneth E.Pinnow)。“预镀高钒冷作工具钢粒及其生产方法。”美国专利5,238,482,授权于1993年8月24日。

[5]Wojcieszynski、Andrzej L.和William Stasko。“高速钢制品。”美国专利6,057,045,颁发于2000年5月2日。

[6]史蒂文,加里。“含有分散碳化物的烧结钢粒。”美国专利3561,934,颁发于1971年2月9日。

[7]史蒂文,这是加里。“含铬、钨、钼、钒和钴的高速钢。”美国专利3,627,514,颁发于1971年12月14日。

[8]K。

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