廚刀對(duì)于烹飪起重要作用。 陽(yáng)江十八子集團(tuán)生產(chǎn)的十八子作廚刀是“中國(guó)菜刀行業(yè)標(biāo)志性品牌” 。秉承著“好鋼用在刀刃上”的理念，與北京科技大學(xué)李晶教授團(tuán)隊(duì)合作，攻堅(jiān)克難，先后完成了刀剪用鋼 一次碳化物控制技術(shù)研究、刀剪用鋼輥鍛熱處理工藝技術(shù)研究、刀剪用鋼復(fù)合軋制工藝技術(shù)研究等，一方面大幅度改善了廚刀刃口用鋼中的組織和碳化物，另一方面集聚了復(fù)合板基層硬度高、鋒利性好和復(fù)層韌性好、耐蝕性優(yōu)良的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了廚刀使用性能的大幅提升。
廚刀首要目標(biāo)是完成食材的分割，即通過(guò)物質(zhì)的分離獲得適當(dāng)?shù)男螤睿瑫r(shí)要求加工過(guò)程中不產(chǎn)生明顯缺陷。廚刀的切削對(duì)象主要為有機(jī)物，硬度較低，切割過(guò)程中刀刃的鍥入不存在問(wèn)題，而后續(xù)的分離是通過(guò)有機(jī)物纖維被拉長(zhǎng)變形達(dá)到一定限度后的撕裂，纖維的拉長(zhǎng)變形往往導(dǎo)致切割質(zhì)量的惡化。例如，肉類切割時(shí)肌肉纖維的拉長(zhǎng)變形，必然導(dǎo)致切口變形而無(wú)法獲得更薄的肉片，甚至難以分割；胡須切割時(shí)纖維的變形將產(chǎn)生拔胡須的疼痛感覺(jué)；紙張切割時(shí)纖維的拉長(zhǎng)變形將產(chǎn)生“毛邊”現(xiàn)象，等等。因此，為了得到良好的切割質(zhì)量，需要保證切割過(guò)程中對(duì)有機(jī)物纖維進(jìn)行有效瞬時(shí)剪切分離而不產(chǎn)生明顯塑性變形，也就是“吹毛斷發(fā)”。這對(duì)廚刀的使用性能提出了較高的要求。
廚刀之根本——“好鋼”
廚刀的鋒利性能是衡量其使用性能的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。鋒利性能包括初始鋒利度和鋒利耐用度，二者均與廚刀刃口的幾何形貌和刃口材料性能直接相關(guān)，其中刃口材料性能決定了廚刀鋒利性能的上限。
為了提高廚刀用鋼性能，以鋼材碳化物和組織控制為主線，結(jié)合廚刀用鋼生產(chǎn)工藝流程，進(jìn)行了四個(gè)方面的工作：
?。?）刀剪材料用不銹鋼電渣重熔過(guò)程中一次碳化物控制技術(shù)。調(diào)控電渣重熔工藝參數(shù)，減少一次碳化物的析出量和尺寸，并改善其分布；動(dòng)態(tài)控制電渣重熔過(guò)程中的熔速和冷卻制度，基本實(shí)現(xiàn)淺平熔池熔煉，降低了電渣錠中一次碳化物體積分?jǐn)?shù)，顯著減小一次碳化物尺寸，且分布更加均勻，電渣錠凝固組織細(xì)化。
?。?）基于高溫?cái)U(kuò)散退火—終軋溫度—軋制變形量的綜合調(diào)控一次碳化物技術(shù)。通過(guò)熱軋開(kāi)坯，之后進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火，促進(jìn)一次碳化物溶解。精軋過(guò)程中控制終軋溫度和累積變形量，使熱軋卷中一次碳化物體積分?jǐn)?shù)進(jìn)一步降低。
（3）基于第一性原理計(jì)算，熱力學(xué)動(dòng)力學(xué)模擬，以及淬火時(shí)效工藝的刀剪材料用鋼中二次碳化物控制技術(shù)。確定了提高刀剪耐磨性和鋒利度的碳化物類型；明確了M23C6二次碳化物的溶解溫度和M7C3二次碳化物的析出溫度及時(shí)間，獲得合理的熱處理工藝參數(shù)。通過(guò)熱處理工藝優(yōu)化，促進(jìn)了鋼中二次碳化物類型的轉(zhuǎn)變，獲得強(qiáng)韌性兼具，且比表面積大的納米級(jí)M7C3碳化物，提高了刀剪的耐磨性和鋒利度。
?。?）碳化物和刀剪刃部組織控制一體的輥鍛熱處理技術(shù)。采用對(duì)刀刃部分施加梯度變形量，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)刀剪刃部晶粒和碳化物的細(xì)化；通過(guò)延長(zhǎng)回火時(shí)間，促進(jìn)納米級(jí)碳化物的析出與彌散分布，實(shí)現(xiàn)低溫回火的二次硬化效應(yīng)，獲得強(qiáng)韌兼具和鋒利性能優(yōu)異的刀刃。
下圖為創(chuàng)新成果應(yīng)用后，廚刀用鋼顯微組織照片，碳化物明顯細(xì)化且分布均勻（顆粒狀為碳化物）。
下圖為與國(guó)外高品質(zhì)廚刀顯微組織對(duì)比，鋼中的碳化物細(xì)小、彌散，達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)際先進(jìn)水平。
圖. 十八子廚刀與國(guó)內(nèi)外高品質(zhì)廚刀顯微組織對(duì)比
十八子集團(tuán)應(yīng)用北科大李晶教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新技術(shù)生產(chǎn)的廚刀，其硬度為58HRC、鋒利度為116mm、鋒利耐用度736mm，鋒利度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，鋒利耐用度明顯高于國(guó)際先進(jìn)水平。
廚刀之升華——“復(fù)合”
板材復(fù)合化是指通過(guò)復(fù)合軋制的方式將高碳不銹鋼鑲嵌在多層低碳不銹鋼中間，通過(guò)開(kāi)刃，使高碳不銹鋼裸露出來(lái)成為刀刃。相比于傳統(tǒng)單一材質(zhì)的高碳不銹鋼刀具，刀具刃部具有較高的硬度和鋒利度，刀身其他部位又具有較好的韌性和耐腐蝕性。下圖為復(fù)合板基層和復(fù)層顯微組織照片。
圖. 復(fù)合板顯微組織照片
通過(guò)軋制復(fù)合工藝實(shí)現(xiàn)了“好鋼用在刀刃上”的理念。復(fù)合板集聚了基層和復(fù)層的優(yōu)點(diǎn)，不但有效利用了基層材料 8Cr13MoV 的高強(qiáng)度、高硬度等力學(xué)性能，同時(shí)又具有復(fù)層材料耐蝕性優(yōu)良、韌性好等特殊性能，既可以降低制備成本，又可以達(dá)到使用要求。
現(xiàn)今十八子作廚刀暢銷全國(guó)各地及日、美、加、韓、東南亞、港澳臺(tái)等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，被譽(yù)為“中國(guó)第一刀”。
