学生们的铲削修型工作,结束了。下来即将进入一个非常关键的环节,淬火。其实很多人人以为淬火很简单,不仅是升温之后以冷水急速降温吗?无非就是淬火的水有些需要特殊的水而已,比如说棠溪水,这都知道了还有什么可说的吗?
不错,前文咱们也说了一些淬火的技术,也知道了双液淬火,以及一些特殊水质的淬火要求。但实际上远远不止这些。
“今天咱们要淬火了,最关键的一天来临了,这里首先我要讲的是淬火,也许你们心中会有疑问,之前咱们讲过,淬火分水淬和油淬,这是已经讲过的内容,为什么会再次说起来?”
“首先,这里我要给你们一个概念,覆土淬火。”
“为什么要覆土淬火?首先,咱们用的是折钢打造的花纹钢,而花纹钢的形成,实际上是多层很薄的钢层层累计起来的,经过铲削修型,才得到了剑的形状。”
“此时的钢很薄,如果这样加温随着温度升高,剑的表面很薄的钢片就会因为温度过高而氧化,从而形成烧灼斑,一旦出现烧灼斑,这剑就废了。”
“因为氧化之后的钢其实就是氧化铁,首先,颜色变了,严重的影响整个剑的美感,其实就是强度极大的降低了,氧化之后的铁,硬度还不如熟铁。”
“所以,此时要想得到完美的剑,就必须在剑身上进行覆土,就是用泥,均匀的涂抹在剑身上,这样,剑身就获得了一层粘土保护层,从而隔绝空气,让钢在加温的过程中不产生氧化,等温度达到了淬火点,咱们取出剑胚,置入水中进行淬火降温。”
“此时,因为有黏土层的存在,最先接触水而降温的是黏土层,这样整个剑身的降温比较柔和,最后得到的剑身,钢性和柔韧性俱佳。”
“你们记住,所以用折叠锻打造出来的花纹钢,最后淬火都必须覆土淬火,其原因之二就是因为花纹钢确实有太多层了,即便你过了升温到淬火点这一关,没有烧刃。”
“但是一旦在淬火液中急剧降温,用于降温从剑的表面到内部需要时间,表面最先降温收缩而内部还处于炙热状态,那么剑身就会发生表面钢层剥离脱离,翘皮。”
“严重的大量的起皮脱离造成不可逆的损坏。即便咱们过了这一关,没有发生翘皮脱落,那么其三,由于剧烈降温也能产生收缩比率不一致,发生剑身钢层疏松,导致强度,韧性大大降低。”
“同时,如果你们在锻打中有缺陷,比如说钢层之间厚薄差异太大,铲削的时候,两边铲削的不太一致,这样淬火就会发生弯曲,甚至淬断。”
“也就是说,你们在锻打,铲削的一系列工序中出现的所有错误,都会在淬火这个环节表现出来。”
“不过说了这么多,你们也不用害怕,覆土淬火的好处,就是可以讲刚才说的这些情况极大的降低,除非锻造过程中存在非常重大的缺陷。否则,用覆土淬火的方式,基本上都可以完美解决这些问题。”
“同时,这覆土淬火还有其他的好处,比如说,一件不是花纹钢打造出来的剑,也可以进行覆土,然后在剑身的粘土上雕琢出各种图案,比如说,夸张的刃部造型,一些线条,等等。”
“然后进行淬火,一样可以在剑身上得到这些花纹图案和造型,这其实就是温度线,也叫温度花纹。”
“咱们甚至可以根据覆土曾的厚度不同,最后进行升温淬火得到一些异性剑身,比如说蛇型剑身,弯曲的剑身。”
“你们记住,最先遇冷必定最先收缩,那么如果咱们打造一把唐刀,只要用覆土的方式在刀背部加厚黏土层,而刀刃用很薄的黏土层。或者直接在刃部粘土上做出漂亮的花纹图案。”
“最会淬火的结果,必定是刀背收缩,刀刃张开,刀身向刀背弯曲,最后变成一把带弧度弯刀,而这样的刀更有利与削砍。”
“但是你们记住,这种覆土淬火,这种温度线,其实也是一种烧刃,做工精良的情况下,这种方法造出来的剑,一点不比花纹钢的差,某些性能甚至超过花纹钢。”
“同时覆土淬火,还可以通过粘土的厚度控制,对锻造的兵器进行局部的淬火,也就是说,需要淬火的部位土层很薄,不需要淬火的部位土层很厚。”
“比热说咱们的中碳钢,其实钢质已经很好了,如果打造剑,不用花纹钢,直接锻打延展成型,然后刃部覆土薄一些,剑脊粘土加厚,这样升温到淬火点之后,进行淬火。”
“那么此时刃部因为高温淬火,硬度增加,而剑的中间,剑脊的位置,基本上属于低温淬火降温缓慢,保持了较好的柔韧性,所以这剑,一样的刚柔相济,并且剑刃带着明显的温度线花纹,也是异常的美丽漂亮。这种方法也叫做覆土烧刃法。”
“另外,咱们还可以在覆土的黄泥中添加一些物质,让淬火的时候形成渗透层,比如说铬酸盐类,含镍,钨,钒等等的以取得一些表面渗透层,达到强化,防锈的目的。”
“但你们记住,咱们刚才说的所有基础,必须是质量最好的钢材才能达到性能最佳和美丽漂亮的外观,所以,钢材的材质是基础,切记以后不得用劣质的钢材打造那些糊弄人的东西。”
“是,先生。”
“先生,还有什么淬火方法,再给我们讲讲把。”
“是啊先生,仅仅一个覆土淬火,便是如此神奇,再给我们讲一些把。”
“好,不错,知道要东西来学习了。行,那咱们就晚点淬火你们的剑,我再给你们讲一些。”
“首先,给你们几个关键概念,咱们淬火是有一个淬火的温度点我称之为淬火点,那么实际上淬火的原理就是让奥氏体转变成马氏体,那么它们之间在什么温度转变?这个温度点,我称之为转变温度点。”
“那么这里就出现了一个问题,淬火时温度是急剧下降的,也就是说,奥氏体转变成马氏体转变温度点仅仅是一瞬间而已,那么在这个时间内能不能得到足够的马氏体?”
“实际上覆土淬火的原因就是让这个转变温度点稍微持久一些,让更多的马氏体转变结晶出来,硬度就会增加。”
“但是这个转变温度点是随着材料的含碳量增加而降低的。也就是说,高碳钢的转变温度点,低于中碳钢。而中碳钢的转变温度点低于低碳钢。”
“或者说,低碳钢,中碳钢,高碳钢的淬火温度呈现逐级降低的情况。那么奥氏体结晶向马氏体结晶转变完成的温度,我称之为转变结束点。”
“这就是说,各种不同含碳量的钢材,从转变温度点开始,到转变结束点。这一点时间咱们需要控制,那么怎么控制?”
“答案就是淬火液。”
“实际上,你们知道,淬火液就是水,后来你们知道了还有油。”
“但其实淬火液还有更多,咱们这里先说水。”
“排在第一位的当然是水,水的优点是汽化热值高,传热快,随处可得并且稳定性好,方便。”
“但缺点也一样明显,首先就是冷却速度随着水温的变化而发生明显变化。比如说咱们用一个上千度的器物进行淬火,淬火还未完成,水开了,这不行。淬火讲究淬火液温度要稳定,而水淬的方式淬火低温器物还行,淬火高温器物必须加大水量,不然效果就会越来越差。”
“如果淬火是水文不稳定,上升太快,奥氏体转换马氏体就会出现障碍,也就是咱们说的无法淬硬,淬火件在淬火时还会产生巨大的应力,造成开裂和变形。”
“你们应高都知道,咱们讲一个烧热的石头扔进水里,此时会产生气泡,这个叫做蒸汽膜,蒸汽膜阶段长,汽包量大。
“那么淬火液就无法与淬火表面结合,在淬火件的凹槽和孔内蒸汽不易逸出,造成冷却不均匀,那么硬度自认不可能均匀。”
“所以啊,淬火的时候,水淬的时候最好用搅拌或强制循环的方法,以提高冷却的均匀性,防止产生软点和变形。还有,就是尽量淬小的器物。”
“当然,要避免这些问题,可以再水中加入盐可使冷却速率加倍。盐水淬火之冷却速率快,且不会有淬裂及淬火不均匀之现象,是比较理想的淬火尤其是淬硬用冷却剂。盐应该在水中添加一成到两成。这个要根据淬火器物的大小和材料决定。”
“其次,就是碱水,酸水,草木灰水,甚至是泥浆水,酒精水,矿物质水,铁砂水,红矾水等等,这些水中含有的物质会在淬火器物的表面形成渗透层,同时加快热的传递,让淬火更均匀,淬透更好。”
“当然,还有一些特殊的淬火液,比如说三硝水,也就是两种硝石,硝酸钠,硝酸钾,和亚硝酸钠。这个比例大概是两成五,两成,两成,加三成五的水。”
“另外,还可以用硅酸钠可用硅酸钾。水玻璃,碳酸钠水,聚乙烯醇,聚乙二醇,聚酰胺聚乙二醇等等这些东西的水溶液,当然,这些你们暂时还没接触到,以后我会让你们用上。”
“那么下来就是油淬,当然,所谓油淬也分动物油脂和植物油,并且也可以在其中添加不同的一些可以溶于油脂的淬火溶剂帮助咱们淬火,但大体上和水淬差不多。”
“总之你们记住,咱们使用这些淬火液,就是为了帮助咱们得到足够的马氏体结晶,以及控制奥氏体结晶转变成马氏体结晶时候的温度点,到转变完成点之间的时间。”
“你对这一段时间的掌控越好,你打造的兵器就越好,锻造的工件就越好。”
“同时你们要记住。淬火后的器物内常存在马氏体与残留奥氏体,在常温放置一段长久时间易引起裂痕的发生,此乃因残留奥氏体产生转变、引起膨胀所导致。”
“此现象尤其再冬天寒冷的气候下最容易产生。此时可使用深冷处理促使马氏体转变生成,让残留奥氏体即使进一步冷却也无法再产生转变。”
“或者进行轻微的锻打之后,进行二次淬火,当然二次淬火的温度低一些,使不安定的残留奥氏体转变成马氏体。也可以直接回火。破坏掉残留奥氏体造成内应力影响,但前提是你对打造的器物已经很满意了。”
“你们一定要不要忘记,淬火的目的在使钢制器物表面获得满意的硬度,如果淬火之后的硬度不理想,那就只能是几个原因。”
“首先就是淬火温度不够,钢材没有产生足够的奥氏体。其次,冷却不足冷却速度太慢了。”
“其三,加热温度工件表面若热处理前就发生脱碳现象,则工件表面硬化的效果就会大打折扣,这没得说,肯定是加温过头了,比如说,淬火温度需要九百五十度,你给加温到了一千一百度。结果导致脱碳了。”