如果是記憶合金鋼因為真的就只是金屬

作者: b9111111111b (~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~) 看板: Gossiping
標題: Fw: [問卦] 鈦金屬的刀真的很鋒利嗎?
時間: Mon Sep 29 11:22:36 2014

※ [本文轉錄自 b9111111111b 信箱]

作者: LyoBei (劉  備 ， 字 玄 德)
標題: Re: [問卦] 鈦金屬的刀真的很鋒利嗎?
時間: Mon Sep 29 11:15:15 2014

※ 引述《b9111111111b (~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~)》之銘言：
: 刀大你好!
: 有幸看見您精采的文章
: 有事想請您指教一番~
: 因為自己有從事西洋劍的運動
: 對於劍身本身的彈性之大 頗好奇
: 以下是幾張圖 顯示劍條的柔軟度
: http://ppt.cc/Yifl
: http://ppt.cc/SEHr
: http://ppt.cc/7f~F
: 劍本身是非常耐刺的， 即便像圖中彎曲的程度
: 甚至更彎，都能自己回復
: 雖然有時仍會刺太大力變型，但可以在凹回成原來的模樣
: 但過頭也是會斷的
: 請問是如何使鋼材達到這麼俱有此韌性的程度呢?
: 即便是使彎曲到一樣的程度，但實施的速度極快，或次數累積
: 斷裂的風險是否會提高?
: 身邊有許多斷裂的劍條，可以再利用打造成其他形制的刀具嗎?
: 請問您知道有替人鍛造刀劍的商號嗎?
: 問題繁雜，請見諒!


嗨，抱歉晚回了你也知道昨天大家都在關注香港嘛XD

首先你的第一個問題，

如果是以你圖片中的那種擊劍運動專用劍的話，
那是因為這已經比較專門發展成運動器材了，材料大部分都是非常現代化。
主要像是彈性很好但超過彈性上限依然會斷的彈簧鋼(所以像你講的回復性很好)
或是更好一點的記憶合金鋼(不但彈性好，稍微變形而已的話還能凹回來繼續用)

前者已經不是單純的合金了，除了碳外還有可能有加入硼、硫甚至鉻錳釩之類。
就是這些元素適量塞在金屬晶格彼此間的空隙，替他們之間的僵硬金屬鍵做緩衝，
這樣子利用不同元素的不同化學鍵特性，把它們適當穿插整齊排列在整根金屬間，
才造就了彈簧鋼的彈性。

而像後者就是仍然是一般的中碳鋼，但他之所以會有形狀記憶是因為製造的過程，
有經過低溫淬火(加熱到300度C後再瞬間冷卻)，造成金屬的微觀晶格結構發生改變，
致使產生了麻田散鐵(Martensite)或是奧斯登氏體(Austensite)  [你可以去google看看]
這兩種晶格簡單來說就是特殊的排列結構啦~詳細很複雜總之這是它形狀記憶性的來源。
大略講就是讓金屬原子排列非常整齊但是彼此間不像一般金屬那樣緊密，
也才導致了既有彈性又會有形狀記憶的特性，讓你可以稍稍加熱劍就變回原形。

你的第二個問題，這叫做金屬疲勞(一樣可以去google看看,鋼鐵很常有的現象)
也就是說長時間反覆受力後，一塊金屬的彈性和強度等等會慢慢的一直降低。
本來你的劍用一定力道輕輕凹,手放開後會自然彈回來對吧？
但如果你才剛放開後馬上又凹,或是手扳住讓他維持很長一段時間才放開,
你就會發現它的彈性愈來愈降，也就是你施力起來會感覺愈來愈好凹愈來愈軟。
這是因為金屬在形變超過一定程度後，縱使能依靠其彈性再變回原本的形狀，
但是它的彈性就會因此減弱了，下一次抵抗形變的能力也會跟著減弱。
時間久了剛剛講的超過後就會有疲勞的形變上限，是不是就會一直惡性循環減少？
所以久了自然會斷，這原理跟你橡皮筋拉太長或長時間綁成某個形狀是一樣的。

不過啊，以西洋劍這種類型的武器，其實最怕的傷害類型還不是這一種金屬疲勞，
而是你把它彎向一邊後，一彈回來又馬上把它彎向另外一邊，這才是對劍身結構最傷。
偏偏這在擊劍運動中幾乎是無可避免的，所以你們的擊劍道具才會說是消耗品啊～

第三個問題，你就依據我剛剛跟你講的兩種主要材料的特性你就知道了～
彈簧鋼因為不是只有金屬，所以你把它燒紅去鍛造兩段黏接起來，再冷卻後，
因為你光敲打無法讓那些非金屬元素像之前一樣排列對吧？所以輕輕施力就會脆斷掉。

--(X)，完全不可能，複合材料就是這樣，壞掉就是GG。

如果是記憶合金鋼因為真的就只是金屬，所以你燒紅後鍛造捶打連接起來是沒有問題
可是一般坊間是沒有剛剛講的重現Martensite和Austensite的淬火冷卻技術的。
所以你有燒紅過的部分就會再也沒有記憶合金的特性，甚至彈性也會因此大大減弱。
剛剛講過這兩種晶格是一種特殊的排列，稍稍的擾亂改動就會反而把它變成排列凌亂，
就變成結構弱點，如果連接點靠近劍尖或是劍柄這種兩端的話那倒還好，
但如果是在一整把劍正中間，那當整隻劍在ㄉㄨㄞ ㄧㄠ ㄉㄨㄞ ㄧㄠ的時候啊～
正中間不是會是彎曲度最大的地方嘛？結構弱點剛好在那邊的話那就是一樣GG囉～QAQ
所以你真要弄，不如就是把兩條金屬都整條燒紅後整支給他黏一起變一條大金屬棒。
之後再把慢慢維持在300度左右的燒紅金屬條敲打成你喜歡的形狀,也就是重新製劍了啦~!
這樣雖然整把劍都會沒有記憶合金特性，但最起碼依然像一把全新的鋼劍就是了=~=
不過前提就是你要有鐵匠技術和相關設備啦XD

第四個問題，郭常喜藝術兵器博物館可以解決你的問題～
http://www.6989595.com/about-news.html
郭師傅有在幫人做訂製的刀劍的樣子，不過你要自己先有個粗略的設計圖喔～
想要看看各種擊劍的形狀可到這個老外的你管頻道，他特愛Rapier這類擊劍喔!
https://www.youtube.com/channel/UCt14YOvYhd5FCGCwcjhrOdA

另外補充一下，其實現代擊劍運動用的劍，因為規則上主要都只能用刺擊了，
基本上已經不需要側邊刃面，完全不用磨刀，所以才能用剛講的彈簧鋼或記憶合金。
不然如果是像16~18世紀那時的Rapier，除了要能迅刺外還是要有小範圍的切砍才好用。
(Push cut或 Draw cut，就是刺去或抽回時，以直線假動作為掩護的擦邊式砍擊)
要能有可磨的刃面又要有彈性，要很細長但又不能夠太輕易就被打斷掉，怎麼做？
那時候是把鐵片燒紅打扁後再趁軟捲成圓鐵條(像捲地毯那樣)，再打扁再捲重複N次，
之後打成劍時，劍的橫切面的晶格是不是就會是螺旋狀？這就兼顧彈性塑性跟硬度了。
原理基本上跟日本武士刀的反覆摺疊捶打是一樣的，只差在Rapier是整片成形就是了～

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另外這整篇可不可以連你的問題，幫我回在八卦板同系列文下面？

發現八卦對兵器刀具有興趣的鄉民還蠻多的，可是我已經沒發推文權限惹兒呃呃呃(崩潰

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