d*****g
发帖数: 1616 | 1 【 以下文字转载自 Military 讨论区 】
发信人: qued (小舔田), 信区: Military
标 题: Re: 罗马冶铁水平与武器制造兼与中国古代同期比较 (转载)
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 17 23:07:20 2011, 美东)
因为最近国内的朋友要我帮忙查一个炼钢设备的零件，所以花了一些时间研究钢材硬度
和韧性的问题。看到这篇文章后也非常感兴趣，希望能就文中的一些问题跟作者或其他
感兴趣的同学探讨一下。
文中提到大部分秦剑的硬度可以达到接近300HV，这个硬度大概相当于270-290HB（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），比不锈钢略硬（http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale）。不知道比较差的菜刀是不是用普通不锈钢做的，如果是的话，秦朝的青铜剑要比现在的普通钢菜刀要略胜一筹，感觉上还是有点难以想象。至于罗马时期的钢剑基本上都是200HV左右，也跟现在的普通不锈钢的硬度差不多了，似乎也有点高估了吧。
文中还提到“注意到了公元4世纪，罗马的大多数铁刃硬度还是没有达到秦剑的水平，
有两把小刀的硬度达到369HV和720HV，后者接近HRC50”，根据wiki的换算（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），这个720HV应该相当于HRC58左右，如果根据http://www.pannier.com/learning/articles/hardness.html的换算，就有HRC61，无论是哪个，硬度都算是很高了,因为这已经比AR500和ENDURA（http://www.titussteel.com/our-products/wear-steel/endura/）还硬了，前者被用做步枪射击靶，而后者则被用于矿山挖掘设备的切削部位。
再说刘胜的佩剑，如果刃部硬度真的有900～1170HV（约660～770HB），在当时说是削
铁如泥那真是毫不夸张，因为现在的工业刀具也就是1500HB（具体相当于多少HV不清楚
，可能有2000HV吧）。其芯部硬度220～300HV也令我颇为惊讶，因为其刃部与芯部的硬
度比为4左右，而我目前受委托查找的某特种钢材corc-G（http://www.corts-engineering.com/flatbearings.htm）的这一参数为5左右（surface：60-62HRC，base：175 BHN。而在国内还没有与这种钢材性能相当的替代品，绝大部分还依赖进口。希望有感兴趣的同学一起探讨探讨。
不同进而影响了锡的分布，内部的锡含量低到8%， 根据青铜锡含量和性能关系曲线（
《纯铜及其铜合金》《冶金丛刊》 1998年06期），这个锡含量的青铜塑性刚好达到峰
顶，约33%左右，可见韧性是非常好的。 |
t*n
发帖数: 14458 | 2 普通见到的不锈钢大多没多硬
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发信人: qued (小舔田), 信区: Military
标 题: Re: 罗马冶铁水平与武器制造兼与中国古代同期比较 (转载)
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 17 23:07:20 2011, 美东)
因为最近国内的朋友要我帮忙查一个炼钢设备的零件，所以花了一些时间研究钢材硬度
和韧性的问题。看到这篇文章后也非常感兴趣，希望能就文中的一些问题跟作者或其他
感兴趣的同学探讨一下。
文中提到大部分秦剑的硬度可以达到接近300HV，这个硬度大概相当于270-290HB（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），比不锈钢略硬（http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale）。不知道比较差的菜刀是不是用普通不锈钢做的，如果是的话，秦朝的青铜剑要比现在的普通钢菜刀要略胜一筹，感觉上还是有点难以想象。至于罗马时期的钢剑基本上都是200HV左右，也跟现在的普通不锈钢的硬度差不多了，似乎也有点高估了吧。
文中还提到“注意到了公元4世纪，罗马的大多数铁刃硬度还是没有达到秦剑的水平，
有两把小刀的硬度达到369HV和720HV，后者接近HRC50”，根据wiki的换算（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），这个720HV应该相当于HRC58左右，如果根据http://www.pannier.com/learning/articles/hardness.html的换算，就有HRC61，无论是哪个，硬度都算是很高了,因为这已经比AR500和ENDURA（http://www.titussteel.com/our-products/wear-steel/endura/）还硬了，前者被用做步枪射击靶，而后者则被用于矿山挖掘设备的切削部位。
再说刘胜的佩剑，如果刃部硬度真的有900～1170HV（约660～770HB），在当时说是削
铁如泥那真是毫不夸张，因为现在的工业刀具也就是1500HB（具体相当于多少HV不清楚
，可能有2000HV吧）。其芯部硬度220～300HV也令我颇为惊讶，因为其刃部与芯部的硬
度比为4左右，而我目前受委托查找的某特种钢材corc-G（http://www.corts-engineering.com/flatbearings.htm）的这一参数为5左右（surface：60-62HRC，base：175 BHN。而在国内还没有与这种钢材性能相当的替代品，绝大部分还依赖进口。希望有感兴趣的同学一起探讨探讨。
不同进而影响了锡的分布，内部的锡含量低到8%， 根据青铜锡含量和性能关系曲线（
《纯铜及其铜合金》《冶金丛刊》 1998年06期），这个锡含量的青铜塑性刚好达到峰
顶，约33%左右，可见韧性是非常好的。
【在 d*****g 的大作中提到】
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: 标 题: Re: 罗马冶铁水平与武器制造兼与中国古代同期比较 (转载)
: 发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 17 23:07:20 2011, 美东)
: 因为最近国内的朋友要我帮忙查一个炼钢设备的零件，所以花了一些时间研究钢材硬度
: 和韧性的问题。看到这篇文章后也非常感兴趣，希望能就文中的一些问题跟作者或其他
: 感兴趣的同学探讨一下。
: 文中提到大部分秦剑的硬度可以达到接近300HV，这个硬度大概相当于270-290HB（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），比不锈钢略硬（http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale）。不知道比较差的菜刀是不是用普通不锈钢做的，如果是的话，秦朝的青铜剑要比现在的普通钢菜刀要略胜一筹，感觉上还是有点难以想象。至于罗马时期的钢剑基本上都是200HV左右，也跟现在的普通不锈钢的硬度差不多了，似乎也有点高估了吧。
: 文中还提到“注意到了公元4世纪，罗马的大多数铁刃硬度还是没有达到秦剑的水平，
: 有两把小刀的硬度达到369HV和720HV，后者接近HRC50”，根据wiki的换算（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），这个720HV应该相当于HRC58左右，如果根据http://www.pannier.com/learning/articles/hardness.html的换算，就有HRC61，无论是哪个，硬度都算是很高了,因为这已经比AR500和ENDURA（http://www.titussteel.com/our-products/wear-steel/endura/）还硬了，前者被用做步枪射击靶，而后者则被用于矿山挖掘设备的切削部位。
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n*******4
发帖数: 2285 | 3 说到刀刃和刀芯的硬度比例问题，传统日本战刀的制造工艺在这点上很有造诣的。高碳
钢硬度很高，耐砍耐磨，但是很脆，容易折断。低碳钢硬度差，但韧性好不易折断。传
统日本战刀就是将两者巧妙结合，用高碳钢做刀刃，用低碳钢做刀背，既锋利又不易折
断，也相对轻巧（对比中国大刀）。日本战刀的弧形不是故意打出来的，而是两种钢打
造在一起后淬火时因收缩率不同自然形成的。所以日本战刀的刀背是不开刃的，因为是
软钢。
【在 d*****g 的大作中提到】
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: 发信人: qued (小舔田), 信区: Military
: 标 题: Re: 罗马冶铁水平与武器制造兼与中国古代同期比较 (转载)
: 发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 17 23:07:20 2011, 美东)
: 因为最近国内的朋友要我帮忙查一个炼钢设备的零件，所以花了一些时间研究钢材硬度
: 和韧性的问题。看到这篇文章后也非常感兴趣，希望能就文中的一些问题跟作者或其他
: 感兴趣的同学探讨一下。
: 文中提到大部分秦剑的硬度可以达到接近300HV，这个硬度大概相当于270-290HB（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），比不锈钢略硬（http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale）。不知道比较差的菜刀是不是用普通不锈钢做的，如果是的话，秦朝的青铜剑要比现在的普通钢菜刀要略胜一筹，感觉上还是有点难以想象。至于罗马时期的钢剑基本上都是200HV左右，也跟现在的普通不锈钢的硬度差不多了，似乎也有点高估了吧。
: 文中还提到“注意到了公元4世纪，罗马的大多数铁刃硬度还是没有达到秦剑的水平，
: 有两把小刀的硬度达到369HV和720HV，后者接近HRC50”，根据wiki的换算（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），这个720HV应该相当于HRC58左右，如果根据http://www.pannier.com/learning/articles/hardness.html的换算，就有HRC61，无论是哪个，硬度都算是很高了,因为这已经比AR500和ENDURA（http://www.titussteel.com/our-products/wear-steel/endura/）还硬了，前者被用做步枪射击靶，而后者则被用于矿山挖掘设备的切削部位。
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a***e
发帖数: 27968 | 4 这个不淬火的基本不行
早些年没法控制淬火内外温度，刃部应该是渗碳的，这个工艺倒是很早就有
【在 t*n 的大作中提到】
: 普通见到的不锈钢大多没多硬
:
: 【 以下文字转载自 Military 讨论区 】
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: 标 题: Re: 罗马冶铁水平与武器制造兼与中国古代同期比较 (转载)
: 发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 17 23:07:20 2011, 美东)
: 因为最近国内的朋友要我帮忙查一个炼钢设备的零件，所以花了一些时间研究钢材硬度
: 和韧性的问题。看到这篇文章后也非常感兴趣，希望能就文中的一些问题跟作者或其他
: 感兴趣的同学探讨一下。
: 文中提到大部分秦剑的硬度可以达到接近300HV，这个硬度大概相当于270-290HB（http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness_comparison），比不锈钢略硬（http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale）。不知道比较差的菜刀是不是用普通不锈钢做的，如果是的话，秦朝的青铜剑要比现在的普通钢菜刀要略胜一筹，感觉上还是有点难以想象。至于罗马时期的钢剑基本上都是200HV左右，也跟现在的普通不锈钢的硬度差不多了，似乎也有点高估了吧。
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a***e
发帖数: 27968 | 5 还真没听说各种碳钢的热膨胀率有什么不同，难道是合金钢
这种工艺应该也是中国传过去的，不过鬼子天生求精
【在 n*******4 的大作中提到】
: 说到刀刃和刀芯的硬度比例问题，传统日本战刀的制造工艺在这点上很有造诣的。高碳
: 钢硬度很高，耐砍耐磨，但是很脆，容易折断。低碳钢硬度差，但韧性好不易折断。传
: 统日本战刀就是将两者巧妙结合，用高碳钢做刀刃，用低碳钢做刀背，既锋利又不易折
: 断，也相对轻巧（对比中国大刀）。日本战刀的弧形不是故意打出来的，而是两种钢打
: 造在一起后淬火时因收缩率不同自然形成的。所以日本战刀的刀背是不开刃的，因为是
: 软钢。
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w***u
发帖数: 17713 | 6 都在研究钢啊？先研究几个基本名词：共晶相变，包晶相变，奥氏体，马氏体，珠光体
。要研究铁还得熟悉石墨形态。等等等等 |
t*n
发帖数: 14458 | 7 奥氏体进行马氏体转变时候体积会缩小
所以要弯也是往刃的方向弯
日本刀弯反了
赫赫
还真没听说各种碳钢的热膨胀率有什么不同，难道是合金钢
这种工艺应该也是中国传过去的，不过鬼子天生求精
【在 a***e 的大作中提到】
: 还真没听说各种碳钢的热膨胀率有什么不同，难道是合金钢
: 这种工艺应该也是中国传过去的，不过鬼子天生求精
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w***u
发帖数: 17713 | 8 钢之间的比重区别那是微乎其微。重要的是冷却过程中要造成弯的事实，那得多大的热
应力啊？所有的缺陷都出来了。
【在 t*n 的大作中提到】
: 奥氏体进行马氏体转变时候体积会缩小
: 所以要弯也是往刃的方向弯
: 日本刀弯反了
: 赫赫
:
: 还真没听说各种碳钢的热膨胀率有什么不同，难道是合金钢
: 这种工艺应该也是中国传过去的，不过鬼子天生求精
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n*******4
发帖数: 2285 | 9 这是Nova的一集。
http://www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/3412_samurai.html
RICHARD VINCI: When the smith plunges it into water, the two different parts
of the sword are both contracting. The part with low carbon—this is the
part inside the core of the blade—is able to contract pretty much like it
would like to, because there's really not much carbon in there to be trapped
. So it shrinks a lot. The part on the outer surface though, is filled with
carbon, and so it's really prevented from shrinking as much as it would like
to.
So, if you can imagine this part being the core of the blade and this part
being the edge, the top part is going to shrink a lot more than the bottom
part and when it does so, it automatically builds a curvature into the blade
.
NARRATOR: The two types of steel contracting at different rates forces the
blade to curve, giving the samurai sword its distinctive, body-hugging shape.
【在 t*n 的大作中提到】
: 奥氏体进行马氏体转变时候体积会缩小
: 所以要弯也是往刃的方向弯
: 日本刀弯反了
: 赫赫
:
: 还真没听说各种碳钢的热膨胀率有什么不同，难道是合金钢
: 这种工艺应该也是中国传过去的，不过鬼子天生求精
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n*******4
发帖数: 2285 | 10 有一定的缺陷反而可以使钢更硬，因为不易变形。
【在 w***u 的大作中提到】
: 钢之间的比重区别那是微乎其微。重要的是冷却过程中要造成弯的事实，那得多大的热
: 应力啊？所有的缺陷都出来了。
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w***u
发帖数: 17713 | 11 加工硬化是另外一回事，主要靠的是冷作硬化。但冷却时热胀冷缩造成的缺陷对材料影
响很大，锻还好些，对液体的铸那简直是万恶之源。
【在 n*******4 的大作中提到】
: 有一定的缺陷反而可以使钢更硬，因为不易变形。
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t*n
发帖数: 14458 | 12 负责人的告诉你，这个是民科写的
parts
trapped
with
like
【在 n*******4 的大作中提到】
: 这是Nova的一集。
: http://www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/3412_samurai.html
: RICHARD VINCI: When the smith plunges it into water, the two different parts
: of the sword are both contracting. The part with low carbon—this is the
: part inside the core of the blade—is able to contract pretty much like it
: would like to, because there's really not much carbon in there to be trapped
: . So it shrinks a lot. The part on the outer surface though, is filled with
: carbon, and so it's really prevented from shrinking as much as it would like
: to.
: So, if you can imagine this part being the core of the blade and this part
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n*******4
发帖数: 2285 | 13 Dr. Rick Vinci, a Stanford-trained materials scientist and engineer at
Lehigh University, 这是民科？Nova语言上是科普性的，但还是很严肃的科普，采访
的都是专家，
不排除有错，但science，nature， PRD也可能有错。
再说日本民间造刀匠人比民科离科学还远，不懂什么固体物理，金相学，但刀造的就是
好！
战刀淬火时向刀背弯这是录像里看到的，刀刃是高碳这也是事实，这你怎么解释？
【在 t*n 的大作中提到】
: 负责人的告诉你，这个是民科写的
:
: parts
: trapped
: with
: like
|
n*******4
发帖数: 2285 | 14 那就来点科学的吧。以下是不同种钢的热膨胀系数值。
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_expansion#Thermal_expansio
Carbon Steel： 10.8
Steel：11.0 ~ 13.0 （Depends on composition）
Stainless steel： 17.3
就算收缩率有1 的差别（10.8 对 12，单位是10的-6次方每度），1000度的淬火温差，1米长的刀就有1毫米的收缩长度差，足够产生弯曲。
【在 t*n 的大作中提到】
: 负责人的告诉你，这个是民科写的
:
: parts
: trapped
: with
: like
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a***e
发帖数: 27968 | 15 这个没错
【在 n*******4 的大作中提到】
: 有一定的缺陷反而可以使钢更硬，因为不易变形。
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a***e
发帖数: 27968 | 16 关键你的刀通体都是Carbon steel,就一个数 10.8
那个不同范围的，是合金钢
锻打的铁肯定没有1000C, 顶天了800C
，1米长的刀就有1毫米的收缩长度差，足够产生弯曲。
【在 n*******4 的大作中提到】
: 那就来点科学的吧。以下是不同种钢的热膨胀系数值。
: http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_expansion#Thermal_expansio
: Carbon Steel： 10.8
: Steel：11.0 ~ 13.0 （Depends on composition）
: Stainless steel： 17.3
: 就算收缩率有1 的差别（10.8 对 12，单位是10的-6次方每度），1000度的淬火温差，1米长的刀就有1毫米的收缩长度差，足够产生弯曲。
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n*******4
发帖数: 2285 | 17 常用的Mild Steel, 含碳0.06%，热膨胀系数为12.6.日本战刀刀刃的含碳量可达1%以上
， 是含碳很高的。锻打的确只能1500°F（8-900°C)，高了刀会裂。就是8-900°C淬
火，三把刀中也会有一把毁掉，估计还是两种钢收缩不均内部应力问题。说1000°C淬火
温差，是近似的，为了计算方便。
【在 a***e 的大作中提到】
: 关键你的刀通体都是Carbon steel,就一个数 10.8
: 那个不同范围的，是合金钢
: 锻打的铁肯定没有1000C, 顶天了800C
:
: ，1米长的刀就有1毫米的收缩长度差，足够产生弯曲。
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i*****g
发帖数: 11893 | 18 这个是穿越党人的最爱
我说，那天有钱了，自己备个作坊，打打铁看看，如何折腾出古代那些名刀
电视上有那些发烧友这么做的 |
i*****g
发帖数: 11893 | 19 没钱没闲啊，哪天有钱有闲了，收藏一些盔甲，刀剑，弓弩
再打打铁 琢磨琢磨这些道道
玩现代的军舰航母，战机导弹玩不起，这个总可以吧 |
t*n
发帖数: 14458 | 20 幸好俺当年没报里海。。。。。
Dr. Rick Vinci, a Stanford-trained materials scientist and engineer at
Lehigh University, 这是民科？Nova语言上是科普性的，但还是很严肃的科普，采访
的都是专家，
不排除有错，但science，nature， PRD也可能有错。
再说日本民间造刀匠人比民科离科学还远，不懂什么固体物理，金相学，但刀造的就是
好！
战刀淬火时向刀背弯这是录像里看到的，刀刃是高碳这也是事实，这你怎么解释？
【在 n*******4 的大作中提到】
: Dr. Rick Vinci, a Stanford-trained materials scientist and engineer at
: Lehigh University, 这是民科？Nova语言上是科普性的，但还是很严肃的科普，采访
: 的都是专家，
: 不排除有错，但science，nature， PRD也可能有错。
: 再说日本民间造刀匠人比民科离科学还远，不懂什么固体物理，金相学，但刀造的就是
: 好！
: 战刀淬火时向刀背弯这是录像里看到的，刀刃是高碳这也是事实，这你怎么解释？
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