越王勾践的表现真的不如厨房里的菜刀吗?
1.材料比较
越王勾践的剑,材质为青铜,其中铜含量约为80%-83%,锡含量约为16%-17%,其余为部分杂质。传统的菜刀基本都是碳钢材质,主要成分是钢,掺入一些碳来提高机械性能。
一个主要成分是铜,另一个是钢。衡量其力学性能的主要参数之一是弹性模量,它反映了材料的变形难易程度。纯铜的弹性模量约为119GPa,钢的弹性模量约为206GPa。很明显,钢的弹性模量大意味着不容易变形。这一点非常重要。不考虑屈服极限,弹性模量越大,叶片卷曲的可能性越小。
越王勾践所用青铜的弹性模量无法考证,但可以发现青铜的弹性模量相对较低,约为100 GPa,几乎是钢的一半。所以在材料上,现代菜刀赢了。
2.硬度比较
硬度反映材料表面的抗损伤能力,是与抗变形弹性模量不同的两个物理量。
铜的布氏硬度约为35~45HB。对比是什么?软?。青铜的硬度提高到70-80HB。勾践剑含锡量约为16%,硬度约为100HB。碳钢的布氏硬度约为131 ~ 156磅。
虽然两个单位不一样,HB是用传统钢球压制,HBS是用硬化钢球压制。不过我们还是可以判断碳钢的硬度比青铜高。所以在硬度上,现代菜刀胜出。
3.机械性能比较
力学性能是一个宽泛的概念,弹性模量的反应变形能力其实就是其中之一。另外,材料的塑性和断裂性能属于力学性能的范畴。它有几个可以测量的物理量:屈服极限、强度极限、断裂应力等等。应力-应变曲线可以清楚地表示这些物理量的意义,如下图所示。
青铜的屈服极限(强度)在300MPa左右,但找不到强度极限,必须高于300MPa。碳钢的输出极限与品种有关,Q235为235 MPa,Q345为345 MPa。所以青铜的屈服极限和碳钢差不多,也就是说材料不能回收。屈服极限越大,工件损坏的可能性就越小。也就是说,卷边的可能性差不多,但是因为青铜比较软,所以卷边的可能性更大。
3.锐度对比度
吹干你的头发,弄断它?实际上,我从未见过。当然,我不否认这种情况可能存在。但是真正吹断头发还是挺难的。它需要相对的切割速度和锋利的刀片。
锐度其实是过程的一部分,是一个比较容易实现的指标。锋利度古代可以手工打磨,现代可以用机器打磨。所以,在这一点上,两者是相似的。
4.制造工艺的比较
古代的工艺水平和现代工艺没法比。勾践的剑是青铜打造的。为了增加它的硬度,表面被硫化以使它更硬和更少损坏。但里面的青铜依然保持着原有的特征。由于工艺不成熟,越王勾践的剑略短。
现代菜刀的制造工艺可能没有特种刀片复杂,但也经过了淬火、回火等热处理工艺,保证了刀片的韧性,提高了刀片的硬度。
5.摘要
现代的菜刀除了锋利,在机械性能和加工工艺上也能爆越王勾践的剑。