Knives & Stones · 鋼材指南

刀鋼元素週期表

各種元素在刀身中的作用,以及依賴這些元素的 Knives & Stones 鋼材。

C 碳

主要的硬化元素。碳越多,刃口越硬、鋒利維持得越久;但超過一定程度,便會犧牲韌性與防鏽能力。

碳是刃口性能的基石:它讓鋼達到高硬度,並形成抵抗磨損的碳化物。代價也很實在:高碳鋼較不耐粗用,在沒有鉻的搭配下也更容易生鏽。

N 氮

可替代碳作為硬化元素,並在含氮鋼中同時提升耐蝕性與硬度。

氮在硬化方面的作用與碳十分相似,還能提升耐蝕性,這正是它定義了現代「含氮鋼」的原因。如今仍屬小眾,但在使用的鋼材上別具特色。

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K&S 正在蒐集此元素的鋼材資料。

Si 矽

強化鋼的基質並作為脫氧劑,改善硬度與抗氧化性。

矽能強化基質,並有助於提升回火抗力;它和錳一樣也能為熔鋼脫氧。幾乎每種刀刃鋼都含有少量矽。

P 磷

冶煉過程中的雜質。即使少量也會造成脆性,鋼廠盡可能降低含量。

磷是冶煉過程的殘留物。它會促進脆性,因此高純度的鋼最多只把磷控制在萬分之幾以內。

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S 硫

降低韌性並促進脆性的雜質。僅在快削鋼中刻意添加。

硫會降低韌性,在刀刃鋼中的含量極低,最純淨的紙鋼將它控制在約 0.004% 附近。只有在快削鋼等級中才會刻意添加,而刀具並不採用這類鋼材。

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V 釩

形成極硬的釩碳化物,帶來優異的保鋒性;並細化晶粒,使刃口更細緻、更韌。

釩以小博大:少量即可形成極硬、耐磨的碳化物,並在熱處理中抑制晶粒成長,讓刃口保持細緻。代價是磨刀時更費功夫。

Cr 鉻

提高耐蝕性;游離鉻約達 13% 以上,鋼材即屬不鏽鋼。同時改善淬透性與耐磨性。

鉻正是讓鋼成為「不鏽鋼」的元素。它也會形成硬質的鉻碳化物,有助於耐磨性。在廚房裡,鉻含量極高時,切起來會帶一絲滯澀感,這是換取防鏽能力的代價。

Mn 錳

有助於淬透性與強度。在冶煉過程中作為脫氧劑。過多會降低韌性。

錳幫助鋼穩定地淬硬,並作為脫氧劑與脫硫劑淨化熔鋼。它幾乎存在於每種鋼中,雖不起眼,卻是刻意添加的合金元素。

Co 鈷

允許更高的硬化溫度,帶來更高的硬度與耐磨性,並強化鋼的基質。

鈷本身不會形成碳化物;它強化基質並提高可達到的硬度,這正是它出現在 VG-10 等高階不鏽鋼等級中的原因。含量偏高時會稍微降低韌性。

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Ni 鎳

改善韌性與延展性而不犧牲硬度。稍微提高耐蝕性。

鎳能提升韌性,在夾鋼(san-mai)結構與部分不鏽鋼等級中最為明顯。它不形成碳化物,而是在基質中發揮作用。

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Cu 銅

在刀具鋼中作用有限;可略微提升耐蝕性,且多半只是殘留成分,而非刻意添加。

銅很少成為刀刃合金的主角。刻意添加時,它能略微提升耐蝕性;更多時候只是熔煉過程的偶發殘留。我們寧可如實描述,也不誇大它的「優點」。

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Nb 鈮

形成鋼中最硬的碳化物之一,甚至比釩的更細,帶來耐磨性與強力的晶粒細化。

鈮是強力的碳化物形成元素與晶粒細化劑,用於現代粉末鋼中。它的碳化物極硬且非常細緻,同時支撐保鋒性與乾淨細膩的刃口。

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Mo 鉬

改善淬透性與韌性。增加耐蝕性,有助於鋼材在高溫下保持硬度。

鉬能讓鋼淬得更深、更韌,並在不鏽鋼等級中支持抗點蝕能力。它是低調的功臣,而不是以形成碳化物出名的元素。

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W 鎢

形成硬碳化物,提高耐磨性與刃口穩定性;即使在高溫下也能保持硬度。

鎢的碳化物極為堅硬,可提升耐磨性與刃口穩定性。正是這項添加,讓青鋼(Aogami)紙鋼有別於對應的白鋼(Shirogami)。