镍不锈钢的淘汰,是历史潮流,因为它用起来威胁人类健康。
后来就有研究表明,镍由于对动物有明显的致癌作用,许多领域已经无法应用。
且镍自然储量小,价格高,除特殊场合外,其普及性远小于铬不锈钢。
现在正处在八十年代,也就是此时的阿美、欧洲,已经禁止在与人有密切接触的材料中,使用含镍材料。
所以,现在的镍不锈钢产量及需求,已经开始明显减少。
而这个时候,正好是个空档期。
现在国内不锈钢制品,还没有大规模普及,但是国外却不是。
既然镍不锈钢没法用,那欧美那边就肯定希望找到新一代高质量的不锈钢。
而铬不锈钢,就是個很好的选择。
就是在这种情况之下,粉末合金制作的铬不锈钢花纹钢,就会出现。
它同时具有不锈钢,及大马士革花纹。
当然,这也不是真正的大马士革钢,因为铬不锈钢大马士革钢,无法锻打生产。
原因是锻打类大马士革钢,要求分层焊接。
但铬不锈钢加热生成的铬氧化物,熔点高于其本身。
而锻打焊接去除各层间氧化层的原理,是锻件加热到氧化层熔点温度以上。
低于锻件熔点温度时,通过锻打将熔化的氧化物,打出各层间隙实现。
如果氧化层熔点温度高于锻件熔点,则氧化物阻碍焊接实现。
因此生产锻打类高铬不锈大马士革钢,只有两条出路。
或者是找到能够降低氧化物熔点的助料,或者是绝氧锻打。
这两点到目前为止,都没有找到适宜的方法。
直到二十世纪,当然,对于现在的秦军来说,也就是直到现在。
因为出现的粉末冶金技术,又用到了第四代大马士革钢的生产上。
在七十年代初期,阿瑞和阿美发明了粉末冶金技术。
但是,八十年代末期,阿美国和阿瑞的研究人员才试验成功。
现在可是八十年代初,如果秦军操作的好,他就有最少七八年的优势。
“分层不锈钢,大马士革钢,冷锻技术。”
“最终还是粉末合金钢!”
秦军避开秦夏他们,也开始认真研究大马士革钢的制造工艺。
他要是能提前做出来,可就不止是用来生产一种装饰刀具,而是一种新的炼钢工艺。
粉末合金钢才是未来,因为这种技术制造出来的合金,性能明显更加优秀。
粉末钢是一种以后几十年,都算是高新技术的合金。
以后几十年,才能发展起来这种新型钢材品种。
这种合金主要是由高纯度钢粉,和大量W、Mo、Cr、V等合金元素粉末组成。
之后通过雾化制粉–粉末筛分-静压成形-烧结–锻轧成形等多道工序制成。
它的微观组织均匀致密,强度高、韧性好、硬度高、耐磨性好、淬透性高、耐高温、耐腐蚀性能优异,具有良好的综合性能。
就这样优秀的性能,可以说把所有合金的优点,全都集中在自己身上了。
所以粉末钢,作为一种性能优异的新钢材,由于其良好的机加工性能和切削性能,在对材料性能要求越来越高的现代工业领域,更是能够大展拳脚。
比如在诸如机械加工生产等现代制造业中,就被广泛应用。
这对于秦军来说,也是很有用的。
比如他现在使用的常规铸造手段,就需要模具加工。
在模具制造中,由于部分模具的工作环境较为特殊,需要使用高强度、高硬度的材料进行加工。
粉末钢由于其具有超高硬度和耐磨性的同时,又具有不错的强度和韧性。
所以就可用于制作强力切割、耐磨、耐冲击、高抗压强度的各种工模具。
这大大提高了模具加工的效率和质量,模具的使用寿命也得到大幅度增长。
这是在秦军的应用领域,如果想要推广,也很容易。
因为粉末合金钢在航空航天制造领域,也有广泛应用。
在航空航天领域,对材料的高强度、高温耐受力和耐腐蚀性要求极高。
粉末高温合金钢具有出色的高温耐受力、良好的红硬性和耐腐蚀性。
这样就可以用于制作发动机零部件、卫星结构部件、航空器发动机叶片等高强度的精密零件。
只要制造出合适的粉末合金钢,以后秦军也可以做为国防供应商之一。
就算不深耕国防设备,也可以提供胚料。
比如航空器发动机叶片,使用粉末合金钢浇铸出来,上交就行。
之后才是精加工,这个时候,也许就需要一些八级工大师傅,手工开始搓。
以后传说当中的手搓发动机叶片,也许就跟秦军有关系。
因为他们搓的粗胚,也许就是秦军提供的合金钢胚。
当然,这种事情就算有,也肯定不会多。
所以,要想赢得未来,还是要在汽车领域发力。
而粉末钢,在汽车零部件制造方面,也能发挥出巨大作用。
在汽车零部件的制造中,通常需要使用高精度、高硬度、高加工性能的材料。
粉末钢由于具有卓越的耐磨性和高温耐受力,可用于制作汽车刹车盘、齿轮、发动机零部件、涡轮增压器叶片等零部件。
秦军现在组装的手扶车和拖拉机,也可以用到。
比如刹车盘、齿轮等等等。
当然,对秦军来说,最简单的应用还是用来进行刀具制造。
在机械制造行业,高速切削、高精度加工和高质量成型,都是不可避免的需求。
粉末高速钢系列具有超强的硬度、耐磨性和红硬性。
这让它可以用于刀具制造,包括滚刀、铣刀、车刀、拉刀、丝锥等。
总之,粉末钢作为之后几十年,新金属材料科学中最具发展活力的分支之一,可以被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和高精尖工业等领域。
所以,研究大马士革钢只是基础,只是个目标。
最最重要的是,要做出各种粉末合金钢。
当然,对于秦军来说,做出来一些粉末合金钢并不难。
因为在后世,就算一些二三线城市,都有一些加工粉末合金钢的小厂。
而这些小厂,随时库存两三百吨粉末合金钢。
但是,粉末合金钢也是不同的,要不然为什么后世只有阿瑞岸边的工资在大发横财?
粉末钢,或者说粉末冶金是一种方法。
说的简单点,就是粉末冶金合金钢是采用热等静压,或热挤压等热成形技术。
将合金钢粉末致密化成坯材,然后经一般热塑性加工制成的合金钢材。
其密度接近,或等于理论密度。
在制造粉末钢的过程当中,最重要的是加工工艺,不是固定的一种合金。
粉末冶金可以用于制备金属、合金、非金属(如陶瓷)等材料。
粉末冶金材料有不少种类,比如ELMAX模具钢,是经由粉末冶金制造的高铬—钒—钼合金钢。
一般说的粉末钢,就是铬钼钨钒粉末高速钢。
通过粉末冶金工艺加工出来,就是一种粉末合金钢。
归根到底,秦军研究的还是工艺,而不是具体的合金配方。
当然,有好的合金配方,就可以制造出更好的粉末钢。
再通过粉末钢的加工工艺,就可以制作出粉末合金钢。
“一步步来吧!”
秦军做好计划,准备开始正式冶炼一种合金,并且用粉末冶金技术,加工成粉末合金钢。
虽然知道一些后世粉末合金钢的制造工艺,但是秦军毕竟没有制作过。
他也没有开过厂,更是没有在这种工厂打过工。
现在他只能通过原来看过的一些技术资料,来尽可能还原出更加先进的技术。
所以,他现在就可以做粉末大马士革不锈钢。
“还是要跟着前人的脚步走啊!”
学习、仿造,最后才是自己设计、创新。
这是一条最简单的道路,所以,秦军对于秦夏他们的培养,也是从学习、仿造开始。
他也不能例外,而制作粉末合金钢,肯定要学习阿美和欧洲的技术。
不过,在这一方面,阿瑞好像走的更快。
他们的研究人员,是将两种高铬粉末金属,分别分层累加,然后使用高温高压固结的技术。
他们绕过锻打这一步骤,直接生产出分层不锈钢。
此后粉末冶金大马士革不锈钢,就只剩下如何使它具有花纹的工作了。
这些研究成果,导致阿瑞人在九十年代初,开始生产不锈钢大马士革钢。
而这一切,都是因为粉末钢的原因。
粉末钢具有材料的高度均匀性、组成高合金钢的各个成分可精确控制等特点。
所以,粉末钢可以比传统冶炼的同类钢材,有更高强度和硬度。
当然,他们也有需要解决的问题。
比如选择两种,或更多种具有相近的热工效应但有明显的酸化反应材料。
相同的热工效应,保障热处理或锻打(不含焊接)出模式大马士革钢。
酸化反应差异大,保障产品可以经过酸化处理,生产强烈对比的花纹。
从原理上来讲,这种技术可以将几乎任何两种热工效应类似的金属,制成大马士革“金属”。
这也是他们为什么能够做出跟大马士革钢一样花纹的原因。
但是,这些原则上来说,都不属于真正的大马士革钢。
当然,这不意味着这种合金钢没用。
虽然它的制作方式,与传统的大马士革钢不同。
但是这种现代大马士革钢,提供了原始钢的所有优点。
包括低脆性的强度,强大的边缘保持力,当然还有标志性的波浪图案。
如果只是看外表,这种钢材跟大马士革钢其实没有什么区别。
所以,到了四十年后,大多数现代大马士革钢,通常是通过将不同的钢合金锻造在一起,然后将它们折叠来获得所需的图案。
最终产品的外观和性能,取决于使用何种合金,以及如何加热和锻造。
层层的铁和钢合金,在高温下被锤打在一起。
将不同的层,锻造在整个金属上,创造出波浪图案。
表面进行酸蚀,显示出由不同类型的钢锻造在一起形成的图案。
然而,需要额外注意的是,一些刀片将大马士革钢水纹图案蚀刻在表面上。
这种图案不会贯穿整个金属,最终会磨损。
这不是真正的大马士革钢刀,也不会拥有大马士革钢刀的特性。
但是,由于这种刀片,比锻造的现代大马士革钢要便宜得多。
对于那些想要大马士革钢外观美学,而预算有限的人来说,是一个负担得起的选择。
其实想一想就能明白,一种只有蚀刻出来的虚有其表。
另外一种虽然工艺不同,但却也是经过层层锻打而制造出来。
两种都跟古老的大马士革钢很像,但是性能和价值却完全不同。
低端的产品,就是个虚有其表的东西,秦军自然不会制造。
所以,他想通过制造阿瑞发明的粉末钢结构的大马士革钢。
只不过,用这种方法做出来的刀,对于一些追求完美的人来说,还是不可接受。
当然,你也不能要求西方人,根据东方人的观念,来做出符合东方人的浪漫。
炼钢,有时候就跟学习医术一样,也分为中医和西医。
就像是现在的中医落寞一样,在炼钢行业之中表现的更加明显。
秦军现在就想着研究一下西医的手段,最终学会制造粉末钢。
毕竟就算是在后世,一些在市场上大肆流通的粉末钢,价值都要超过两万七千块人民币一吨。
相比两三千块钱的普钢,几乎翻了十倍的价格。
而这也是未来,所以,秦军不得不认真研究一下。
至于大马士革钢,其实做起来并不用那么麻烦。
他之所以让秦夏他们研究这个,研究那个,就是让他们有一个完整的学习过程。
要是真想得到大马士革钢,还是要看东方的冶铁手段。
以后国内也有人制作出大马士革钢,也就是俗称的东方大马士革钢。
其实,按照秦军的想法,它才是真正的大马士革钢。
这种钢是熔化、锻炼和热处理相结合的产物,这样的产物,才是真正的大马士革钢。
它使用单一的均质源,即钢锭进行制造。
因其通过坩埚冶炼而成,所以又被称为“钨秩”(wootz)钢。
秦军就是拿这一点,来忽悠秦夏等人,学习印三坩埚钢、乌兹钢的炼制方法。
而他就不需要这么麻烦了,因为他有秘诀。
这些就涉及到很多专业机密,而他能获得,还要感谢他原来那位黑作坊的老板。
他们躲在印巴边境做生意,面对的客户是谁,其实很容易猜到。
而那些躲躲藏藏的有钱人,他们也喜欢大马士革钢刀。
所以,那位老板就在黑市上高价买到了一些技术资料。
技术资料很全面,有小日子的、也有阿美那边的,甚至还有阿德和大毛的技术。
当然,最重要的还是种花家的技术。
秦军刚开始制作的大马士革刀,就是按照这份技术资料,按部就班、不明就里之下做出来的。
相比起粉末钢,秦军对于使用东方锻造法制作大马士革刀,感觉更简单。
因为现代大马士革钢,采用的是锻造工艺制成。
一般采用的是互补法制造,也就是钢材放在一起锻造而成的。
这样软硬材料层叠在一起,锻造出的钢材,既具有韧性也拥有极强的硬度。
而一般钢材的单一性,则会造成韧性和硬度不能同时兼顾的局面。
所以,想要高性能,还好看,肯定要经过大多层锻打而成。
这样其密度较一般钢材更大,锻造而成的刀具极具分量,也更具抗锈性能。
这样优秀的钢刀,才能卖的上价格。
现在反正不着急,秦军就想着,直接给秦夏等人一点动力。
所以,他用小高炉,融合了一些碳钢。
这些钢含碳量大概为1.5%左右,另外还含有少量元素。
之前在做其他试验的时候,秦夏等人已经把手头的原材料,都提纯过一次。
所以,秦军现在用起来也十分方便。
比如镍、铬、硅、锰、磷、硫、钴等其他成分的添加,就比较精确。
不精确不行,因为不精确就得不到那种美丽的花纹,也达不到大马士革刀的性能。
其实,这种钢刀本体内部,其实掺有碳化三铁。
而这种物质,才是大马士革钢最为神奇的原因之一。
就是由于这些颗粒的存在,而且紧密排列在一起,才会产生了刀身上的神秘花纹。
这里要注意,这种碳化三铁颗粒的直径非常小,大概只有6~9微米。
所以,技术不能达到一定水平,肯定分析不出多少关键技术因素。
这也是前面差不多两百年,都没有人复制出大马士革钢的主要原因。
这里要划重点,真正的大马士革钢刀身上的花纹,不止是漂亮,它还能增加硬度。
形成花纹的是碳化三铁,而碳化三铁本身非常坚硬,甚至比钢的硬度还要高。
在嵌入刀后,使得刀身具有了刚柔并济的属性。
只是精准处理碳化三铁,就比较麻烦。
特别是在古代,不说古代,就算是在八十年代,很多高级材料研究实验室,也没法把控这一点。
而这还是其中一个技术难点,除此之外,还有碳含量。
这个就涉及到加工工艺,因为碳含量的多少,在矿石和成品之间,会反复横跳,这个一般人可把握不住。