横刀拍蒜，一刀两断，菜刀干不过大蒜？

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中华厨艺源远流长，能够被称为厨神的，必定掌握了出神入化的刀工技巧。切、片、剁、砍、拍、剞，六大刀法，是每一个厨师必不可少的基本功。通常，六大刀法，一把菜刀即可全部搞定。但是，什么样的菜刀，六大刀法只能发挥出五种，其中的拍刀难道要绝迹于江湖了吗？

菜刀

最近看到一个有意思的新闻。广州王女士用刚买不久的菜刀去拍蒜，结果菜刀居然断了。客服的回答是“菜刀不能拍蒜”。记者求证后，说法委婉了一些“力度掌握不好是会断的，不建议横拍食物。”按照客服的说法，中华厨艺中的拍刀，可能真的要失传了。

拍断的菜刀

在这六大刀法中，切、片、剁、砍、剞，都是用刀刃去侵入食物，而拍刀是将刀面横过来，依靠侧面去压碎食物。这种刀法，可以让葱姜蒜内部的汁液更加容易出来，也可以让肉质变得更加疏松，从而获得更好的口感。

锋利刀刃的缺点

依靠刀刃侵入食物，这几种刀法对刀刃的要求非常高，要足够锋利，也就是指这个刀锋要足够尖。这里主要有三个参数，刃的宽度、厚度和夹角。显然，宽度越长、厚度越薄，夹角越小，则刀刃越锋利。因为，夹角越小，等效的集中力就会越大，也就越容易破开食物。厚度越薄，食物对刀片的挤压力就会越小，这样刀片与食物的摩擦力就会降低不少，破开之后刀锋更易向前推进。

刀刃侵入食物

所以，锋利的刀刃，就会做得很薄很尖。但是，由此带来一个新的问题，刀刃的强度不够，也就是说锋利的刀刃很容易崩刃、卷刃。由于刀刃很薄，虽然金属的力学性能不会随着尺寸的变化而变化，但是承载能力是跟尺寸密切相关的，就像厚板肯定比薄板更结实。一把好的菜刀，就是寻求刀刃锋利度和强度两者之间的一个平衡点。

好菜刀的特性

那么，怎么找到这个平衡点呢？一种最简单的方法就是，经过力学计算，分析日常厨师工作时的力，根据这个力计算刀刃的尺寸，确保在日常使用的外力之下，刀刃兼具足够的强度和锋利度。应该说，没有刀具企业会真的花钱找人来算这些东西，他们都是经验主义。更多的是把钱花在了热处理工艺上，也就是第二种方法。既然刀刃尺寸已经根据经验确定了，那就想办法提升刀刃的强度。

刀身热处理

热处理工艺恰好就可以，不同的热处理工艺，会得到不同的金相组织，有的偏硬，有的偏韧。一般来讲，偏硬的材料，强度会有所提升，但是却更加的脆。就像玻璃和陶瓷，硬度很高，但是很脆。而韧性材料虽然强度有所下降，易弯，却不易断。对于菜刀而言，我们希望能够提升刀刃的强度，也就是要求刀刃偏硬。与此同时，我们也希望刀身具有一定的韧性，不会像新闻中的那样一拍两断。通常的菜刀加工，首先是按照刀身的要求来进行热处理的，之后再单独对刀刃进行热处理。这样才能得到兼具刀身不断，刀刃锋利又坚硬的好菜刀。

刀刃淬火

拍蒜断刀？

回到新闻本身，菜刀再不济，也不至于连蒜都不能拍吧？难道是因为大蒜太结实了？恰好，我目前正在做大蒜相关的科研，我的研究生之前做了大蒜的一些力学性能的测定，在静载荷下，大蒜的破坏压力大概是45N。考虑到动载荷效应，把这个破坏压力翻倍，大概是90N。这么一点点的力，大概相当于9公斤的物体产生的重力。再来看菜刀的受力，横拍的时候，手握把手，菜刀侧面受到大蒜的向上的反作用力。此时，菜刀就类似于一个悬臂梁，在把手附近的弯矩最大，也最有可能发生破坏。但是一般的普通钢铁，其强度大概两三百MPa，90N的力是不足以产生这么大应力的。

拍蒜的刀?

实际拍蒜时，刀身的尖端，还会拍到桌面。这个桌面对刀身的反作用力，同样危险，易造成把手附近发生破坏。不过这个力没法简单计算，我这就不算了（借助于有限元软件是可以计算的，感兴趣的同学可以试试）。

锻造

实际上，新闻中的这把菜刀，确实是在把手附近发生的断裂，而且是脆性断裂，就像玻璃那样，断口十分干脆，这应该是孤例。按照常理来讲，即便一横刀下去，发生了破坏，那也是更细的把手的连接之处。而实际的断裂位置位于连接附近的刀身上。这充分说明：

  · 这把刀的锻造工艺没有处理好，在这个位置存在较多的内缺陷；

  · 这把刀的热处理工艺也没有处理好，刀身太硬缺乏韧性。

两者共同作用之下，才发生了一拍两断的故事。

来源：无聊的力学微信公众号（ID：BoringMech），作者：Nerd王小胖。