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前段時間,某知名菜刀拍蒜斷裂的新聞引起熱議。那麽(me) ,菜刀到底能不能拍蒜呢?
菜刀,作為(wei) 廚房必不可少的工具,堅韌是對它最基本的要求,如果發生斷裂,大家可能第一時間會(hui) 覺得,這菜刀質量有問題,肯定偷工減料了。
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但其實,菜刀易斷可能跟使用的材料關(guan) 係不大,而是和菜刀的種類有關(guan) 。今天我們(men) 就從(cong) 金屬材料和金屬加工的角度來看看菜刀斷裂這件事情背後的客觀原因,也希望這篇文章能為(wei) 大家提供一些選購和保養(yang) 菜刀的相關(guan) 星空体育官网入口网站。
通體(ti) 不鏽鋼菜刀其實並非一體(ti)
近年來,一體(ti) 式不鏽鋼刀具(以下簡稱通體(ti) 不鏽鋼刀具或一體(ti) 式刀具)非常流行。所謂的一體(ti) 式就是刀身和刀柄從(cong) 外觀上來看是一個(ge) 整體(ti) ,即通體(ti) 均由不鏽鋼構成。
它的好處非常明顯,美觀和衛生就是這類刀具最大的賣點。全身通體(ti) 不鏽鋼不僅(jin) 能凸顯出銀白色的金屬光澤,還不會(hui) 發生在木製刀柄乃至刀柄和刀身接縫處的細菌滋生問題。
然而,這類刀具其實存在一個(ge) 通病,就是出現刀身從(cong) 刀柄處整體(ti) 斷裂的概率遠高於(yu) 一般的分體(ti) 式刀具,這是為(wei) 什麽(me) 呢?
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其實,一體(ti) 式刀具看起來是一個(ge) 整體(ti) ,但卻是刀身和刀柄焊接在一起後形成的。
很多人可能會(hui) 有疑問,為(wei) 什麽(me) 不能用模鍛的方法讓刀具一次成型呢?比如把菜刀的料胚放在模具裏,來一個(ge) 衝(chong) 壓不就能一體(ti) 成型了嗎?
這個(ge) 問題非常有深度,而且實際上分體(ti) 式的刀具(需要安裝木質刀柄)很多都是這麽(me) 製造出來的。但必須得說一體(ti) 式刀具可能不得不采取分開製造再焊接的方法。這麽(me) 說的主要原因有下麵三個(ge) :
1. 刀身用鋼和刀柄用鋼雖然可能都是不鏽鋼,但具體(ti) 的牌號一般不盡相同。刀身作為(wei) 刀的核心,自然需要用綜合性能優(you) 秀的高級材料,而刀柄作為(wei) 附屬構造,隻要一定條件下不發生鏽蝕就能滿足需求,所以從(cong) 成本角度來說完全沒必要統一兩(liang) 者的材質。
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而且,很多刀身采用了所謂的三合鋼,即兩(liang) 麵不鏽鋼中間夾普通鋼,這種材質能夠保證菜刀擁有最好的綜合機械性能。現代化的菜刀工廠都是直接以鋼板的形式購入刀身材料,無需傳(chuan) 統鍛刀工藝的千錘百煉。為(wei) 了保證大規模流水線生產(chan) 的效率,刀身和刀柄不得不分開製造。
2. 相對於(yu) 銅鋁等容易加工的有色金屬,鋼材的熱加工溫度更高,加工硬化也更顯著,說白了就是所耗費的能量以及對設備的要求要高得多,所以菜刀並不太適合用模鍛或者衝(chong) 壓的方式一體(ti) 成型。
當然,單獨的刀身或者刀柄還是會(hui) 分別經過一係列機械加工過程,例如刀身可能會(hui) 經過衝(chong) 壓裁切和輕微軋製,刀柄則可能會(hui) 利用衝(chong) 壓乃至數控切削來獲得所需的形狀。
3. 將刀身和刀柄連接在一起的焊接工藝叫做熱熔接,已經是非常成熟的工藝技術。而且現實中即便焊縫出現斷裂,也很少造成嚴(yan) 重安全隱患,畢竟菜刀和飛機對突發斷裂的安全容許度完全不是一個(ge) 數量級,因此很多廠家都不願在這上麵花費不必要的成本。
現實中的刀身刀柄接縫有時是直線(和刀柄中心線垂直),有時是斜線。在熱熔接後還要進行外觀的拋光加工,因此焊縫往往非常不明顯。
菜刀斷裂的罪魁禍首:焊接後的殘餘(yu) 熱應力
經過了上麵的說明,相信大家能夠理解這類菜刀必須對刀身和刀柄進行焊接的必要性。焊接部分相對於(yu) 整體(ti) 結構而言,普遍是最為(wei) 脆弱的環節,這和我們(men) 的生活常識完全一致。
不光是焊接,像粘接、燒結、電子釺焊等連接接頭,一般都是外力作用下最先發生斷裂的部分。從(cong) 這一角度來說,需要經過焊接的一體(ti) 式菜刀,天生具有結構上的缺陷。
因此從(cong) 保護產(chan) 品以及避免危險的角度來說,應盡量防止菜刀掉落以及其他會(hui) 產(chan) 生較大衝(chong) 擊力的情況,以免造成菜刀衝(chong) 擊斷裂的情況出現。
不過,有的朋友可能會(hui) 提出疑問了——很多菜刀的斷裂位置,顯然不是焊縫位置,而是在距離焊縫有一定的距離的地方斷掉了,這是不是說明,上麵的解釋全都站不住腳呢?
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先別慌,我們(men) 先來看看焊接工序是如何操作的。當焊接工序進行之前,實際上刀身已經完成了關(guan) 鍵的熱處理工藝,具有了良好的綜合性能,既強又韌,這樣的鋼板如果從(cong) 側(ce) 麵施加不大的衝(chong) 擊力,幾乎不可能發生破壞性的斷裂。
比如我們(men) 拿著一塊菜刀用鋼板,從(cong) 側(ce) 麵拍擊堅硬的岩石,隻要不是產(chan) 品中存在大型的夾雜或者氣孔,幾乎不可能發生斷裂。而夾雜或氣孔之類的初級缺陷,在鋼板經過合適的製造過程後應能得到完全的消除。
而焊接時,由於(yu) 鋼鐵材料熔點很高,需要采用集中加熱的辦法讓兩(liang) 個(ge) 焊接麵附近達到很高的溫度,出現明顯的局部軟化。
之所以隻加熱局部,有兩(liang) 個(ge) 原因:
1. 刀身整體(ti) 已經完成了熱處理,如果重新加熱,隻會(hui) 讓熱處理產(chan) 生的強韌化效果部分或者完全消失。
2. 加熱整體(ti) 不僅(jin) 沒有必要,還會(hui) 消耗大量能源,一般來說工廠會(hui) 用氬弧焊、局部感應、激光、電子束等各種方式對焊縫進行精確加熱。同時,實際中還會(hui) 用壓力讓兩(liang) 個(ge) 接合麵更加靠近以促進焊縫的致密化。在焊接完成並進行機械拋光後,從(cong) 外觀來看焊縫已經非常不明顯了,而且從(cong) 測試強度來說,焊縫並沒有我們(men) 想象的那麽(me) 弱。
但是,生活中為(wei) 什麽(me) 又有很多刀身斷裂的情況發生呢?實際上,除了焊縫本身的脆弱性,焊接過程中產(chan) 生的熱應力才是大部分“慘案”背後的元凶。
為(wei) 什麽(me) 無法根除殘餘(yu) 熱應力的影響?
熱應力是材料內(nei) 部的一種內(nei) 在力,在經受過加熱或者冷卻的材料中,熱應力就很容易產(chan) 生。它的存在有時候是有利的,甚至是故意施加的,比如鋼化玻璃的生產(chan) 。但大部分情況下,熱應力對於(yu) 材料的穩定性是有害的,需要予以控製和消除。
熱應力的產(chan) 生其實是物質熱脹冷縮的必然結果,加熱後的冷卻過程中,加熱區域附近的鋼材組織必然會(hui) 出現部分變形趨勢大於(yu) 其它部分變形趨勢的現象。
而菜刀又是一個(ge) 外觀統一且形狀確定的剛體(ti) ,因此材料內(nei) 部就會(hui) 出現局部的內(nei) 應力。
也就是說,這時的材料處於(yu) 內(nei) 在不穩定的狀態,用大白話講就是“憋著勁兒(er) ”。這股勁兒(er) 會(hui) 在整個(ge) 生命周期內(nei) 伴隨著刀具,所以我們(men) 的菜刀不光有粗獷的外在,還有狂野的內(nei) 心。
不要小看這些殘存的應力,它們(men) 會(hui) 導致材料內(nei) 部出現微細的裂紋,如果恰好遇到合適的外力,細微的裂紋就可能瞬間整體(ti) 擴展為(wei) 毀滅性的斷裂。
雖然在焊接完成後,還會(hui) 對應力進行一定程度的去除,例如在較低溫度下再次長時間加熱,讓內(nei) 部趨於(yu) 應力平衡。
但過度的處理卻可能損傷(shang) 材料整體(ti) 的力學性能,讓好不容易獲得的強韌度下降。所以完全消除焊接帶來的熱應力實際上是不可能的。
在我們(men) 日常生活中,鋼化玻璃的突然爆炸就是內(nei) 應力的結果,而我們(men) 目前的鋼化玻璃生產(chan) 工藝無論如何也無法完全避免此類事故的發生(實際上,鋼化玻璃在出廠前會(hui) 經曆各種嚴(yan) 苛的測試,以便讓存在隱患的產(chan) 品在測試過程中就發生碎裂)。
破碎的鋼化玻璃
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同理,通體(ti) 不鏽鋼菜刀也無法完全避免刀身的突然斷裂。至於(yu) 斷裂的位置,一般出現在熱應力最大的焊縫處,當然也可能出現在焊縫周圍,這取決(jue) 於(yu) 微裂紋發生的位置以及擴展的方向等。
當然,這並不是說一體(ti) 式菜刀肯定會(hui) 斷裂,而是說相對於(yu) 傳(chuan) 統結構的菜刀(它們(men) 的刀身和刀柄中的鋼是同時成型的一塊材料),經過焊接的一體(ti) 式菜刀在概率上更容易發生刀身的整體(ti) 斷裂。
總而言之,對於(yu) 製造刀具的企業(ye) 來說,需要盡可能提高焊接強度,同時完善焊接工藝,從(cong) 而避免過度的殘留熱應力。
參考文獻:
1.オールステンレス包丁の折損問題
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