几乎每一个玩户外的男人都有一把户外刀，这把刀颜值超群且性能卓越。
户外刀是如何制作和打造的呢？刀钢有哪些材质？又需要添加何种元素？相信这并非所有有户外刀的男人都了解。
今天我们就来学习一下，金属铁如何变成高质量刀钢的科学。
「刀钢就是折中的选择」
理想中的户外求生刀应该具备以下特点：价格处于适中水平；能够始终保持锋利状态；不会受到腐蚀；在必要时还可以当作撬棍来使用。
然而，刀片钢在硬度、耐久性、边缘锐度保持力、防锈性和价格方面都是一种折中。在现实中，要找到这样一把刀并非易事。
如果钢太硬，它会非常好地保持边缘锋利度，但容易碎裂或断裂。
钢如果是完全防腐蚀的，那么它有可能会太软，从而无法长久保持边缘锋利。
还有一些刀片钢具备惊人的整体性能，但价格却非常昂贵。
「制造好钢刀所需的元素」
每种刀钢都具备自身的优点与缺点。在你决定购买刀具之前，认真思考如何使用刀以及在哪些地方使用刀，这是非常重要的。
根据不同的应用，向钢中添加元素，这样能够提高不同类别的性能。以下这些是优质刀具钢中的一些常见元素：
1、碳：
碳是把铁变成钢的主要元素。一般来讲，硬度会随着碳含量的上升而上升。刀片钢通常会采用“高碳”钢。
然而，过多的碳会致使钢脆化。
2、铬：
添加铬到钢中能提升其抗腐蚀性。钢材要被归类为“不锈钢”，铬的含量至少需要达到 13%。
铬会以未经改变的化学状态扩散到整个材料中，同时铬还会与碳结合，从而形成称为碳化物的颗粒。
碳化铬在所有碳化物里属于较软的那一类。然而，它比钢要硬。它的分布能够提升整体的硬度，也能增强抗拉强度，还能保持边缘的锋利度。
3、钼：
钼的使用量比较小。它是一种能形成碳化物的材料。这种材料增加了刀片钢的韧性。
4、钒：
钒是现代刀片钢中最为坚硬的碳化物。它能够对刀的属性带来巨大的影响。
这些碳化物坚硬且极细。它们有助于提升成品刀片的耐磨性。许多新的优质刀片钢都含有大量的钒。
现代不锈钢刀具中常见的其他元素有镍，还有钴，也有锰，以及硅，包含铌，有钨，甚至还有铜。
「碳化物是如何形成的以及它们为什么重要」
这些元素在熔化的钢里形成合金，这种合金可用于制造刀具，是优质的合金金属。
它们在这个过程中与碳结合，会形成小而硬的颗粒，这些颗粒被称为碳化物。
这些碳化物的作用与混凝土中的骨料相似。水泥掺入混凝土中能让混凝土更坚固。
碳化物比基体钢硬，这有助于保持刃口锋利，有助于保持刀刃强度，也有助于保持刀刃耐用性。
合金化工艺会对钢中存在的碳化物类型产生影响。制造方法能够影响这些碳化物的尺寸、均匀性以及分布。总之，这些碳化物有助于提升刀片钢的整体质量。
「如何铸造和制造刀钢合金？」
制造刀钢合金有两种方式。一种是传统方法，即将所有元素与碳和铁放置在一起，接着加热至它们熔化并完全混合，随后把混合物倒入模具中，从而形成大块的铸锭。冷却后的这种混合物被称作合金，刀钢已经用这种方式制造了数百年之久。
钢的唯一缺点在于冷却速度缓慢且不均匀，组成合金的元素会在不同温度下凝固，这使得它们在微观层面上出现分离现象，从而形成的碳化物形状或大小不一致，并且在整个合金中分布不均匀。
这种方法仍然是最常见的钢铁生产方法。用这种方法制造的刀片钢有 1095 钢，有 440 系列钢，有 154CM 钢，还有 D2 工具钢等。
有一种新的制造技术，这种技术利用粉末金属来应对冷却速度方面的问题。
合金元素添加到钢中并进行熔化钢材有哪些缺点，与之前相同。然而，在熔化的液体流从坩埚倒出时，用高压气体对其进行爆破，从而产生微小的液滴。这些液滴几乎在瞬间冷却并凝固，进而变成金属粉末的颗粒。
首先把金属粉末放入一个腔室，这个腔室会对其进行加热和施加压力，接着金属粉末在腔室中被熔合在一起，从而形成一块固体金属。这种方式使得较小且分布更均匀的碳化物得到了显著改善，进而改善了成品刀片。当钢在磨砺和使用过程中发生磨损时，碳化物就会暴露出来，最终从钢中析出。
析出的碳化物在金属里分布得很均匀，间隙也比较小，能够为钢提供强有力的结构支撑，从而使刀口保持耐用性和锋利性。
「几种常见的优质钢刀？」
现在，我们已经具备了足够的刀钢知识。接下来，让我们来看一些流行的刀片钢。看完之后你就会发现，所有的刀钢都存在折中的情况，不同的制造工艺会使刀片在某种性能上比其他刀片更优秀。
1、D2工具钢：
D2 工具钢有时被称作“半不锈钢”。从性能方面来讲，它具有坚韧的特性，并且有着很好的边缘锐度。
然而，它不能与新型粉末金属钢如 S30V 的整体性能相比较。不过，它具有非常不错的耐磨性。
2、154CM钢：
1972 年诞生了 154CM，它是首批上市的优质不锈钢刀片钢之一，到现在依然很受欢迎。
此类钢含有较多的炭，铬的含量处于较低水平，它是一种类似于 440C 的不锈钢。当添加钼之后，并且经过适当的热处理，它的硬度和耐久性能够显著提升。
此类钢比 D2 更耐腐蚀，也更易被加工，并且价格还低。所以，这类钢通常会被用于制作 EDC 袖珍刀或者普通猎刀。
3、CPM S30V钢：
CPM S30V 钢（也叫 S30V 钢）的使用越来越受欢迎，这是有缘由的。它是粉末金属制造优势的一个典型例子，具备优良的边缘锋利度保持能力，有着良好的耐久性，并且具有极好的耐腐蚀性。
钒被添加到这种钢里，这种添加产生的碳化物给合金结构带来了很大的硬度。
刀具由 S30V 制造的话可能价格较贵，然而其提升的性能是值得的，多数刀具制造商开始在高端刀具应用中用 S30V 来取代 154CM。
S30V 钢是 EDC 袖珍刀的完美之选，可用于剥皮。S30V 钢也是固定刀片猎刀的完美之选，可用于艰苦、恶劣的野外作业。
4、S90V钢：
上图展示的是 S90V 钢的晶粒组织结构。其中，紫色区域是基体钢，较深的颗粒是铬碳化物，亮绿色颗粒是碳化钒。用这种钢制造出的刀具，既非常坚硬，又异常锋利。
这种锋利度，你可以理解成，它如同古代那把“削铁如泥，吹毛断发”的宝刀一样锋利。
然而，S90V并非没有缺点。
制造 S90V 需要大量的碳，其碳含量几乎是 D2 的两倍，同时还需要钒。所以，由 S90V 制造的任何一把刀价格都会比较高。其次，它的防锈性能不如 154CM 或 S30V钢材有哪些缺点，并且更容易断裂，这种强硬度是需要付出代价的。
总结：
刀钢的种类有很多，远不止上述这些。各种合金都具备独特的特性。即使是同一种型号的钢材，不同生产厂家生产出来的产品也存在极大的差异。
不同刀钢制造的刀具无法胜任所有场景。在选择刀具时，尤其是在户外探险等活动中，需要依据所处环境和具体任务来进行确定。
