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BladeSmith/docs/requirements/05-淬火退火相变需求.md
T
starmen1265 1514d53df5 docs: 添加材料物理侧需求(硬化/淬火/应力/疲劳) 
四个对应材料内部物理过程的需求文档。加工硬化与晶粒演化涵盖越打越硬与回火软化;淬火退火相变涵盖温度区间与三阶段可视化;应力累积涵盖弯曲开裂;疲劳与耐久度涵盖刀具失效。

Ultraworked with [Sisyphus](https://github.com/code-yeongyu/oh-my-openagent)

Co-authored-by: Sisyphus <clio-agent@sisyphuslabs.ai>
2026-08-11 08:58:15 +08:00

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淬火退火相变需求

项目: BladeSmith 文档类型: 需求文档(专题) 版本: 2.0 最后更新: 2026-08-11 状态: 整合自原 2026-01-23-淬火退火相变系统设计.md

本文档从玩家视角描述淬火退火相变的需求。技术实现见 design/05-淬火退火相变系统设计.md。总体需求见 00-锻造系统总体需求.md。

1. 玩家可见行为

1.1 温度区间影响

黄金区间(900-1100°C):

  • 最佳淬火效果,硬度提升最大
  • 淬火成功率最高
  • 风险最低,不易开裂

次优区间(800-900°C 或 1100-1200°C):

  • 硬度有一定提升,但不如黄金区间
  • 效果中等,需要玩家技巧把握

无效区间(< 800°C):

  • 淬火几乎无效,硬度无明显变化
  • 浪费淬火机会

危险区间(> 1200°C):

  • 硬度提升很低
  • 材料有较高开裂风险
  • 应避免在此温度淬火

1.2 冷却速率差异

水淬(快速冷却):

  • 硬度提升最大
  • 脆性也最大
  • 氧化层深色,可能需要打磨去除

油淬(中速冷却):

  • 硬度适中
  • 脆性中等
  • 氧化层浅棕色,相对美观

空冷(慢速冷却):

  • 硬度提升小,近似退火
  • 脆性低
  • 仅轻微氧化

1.3 硬度与脆性变化

硬度提升:

  • 成功淬火后刀具硬度显著提高
  • 硬度越高的刀具越难切割硬物
  • 但也能保持刃口更久

脆性累积:

  • 快速冷却会增加材料脆性
  • 高脆性刀具容易在强力冲击下开裂
  • 玩家需要在硬度和韧性之间权衡

2. 玩家可调参数

参数功能名 默认值 范围 玩家感受
黄金温度下限 900°C 800-1000°C 低于此温度淬火效果变差
黄金温度上限 1100°C 1000-1200°C 高于此温度淬火风险增加
临界温度下限 800°C 600-900°C 低于此温度淬火基本无效
临界温度上限 1200°C 1100-1400°C 高于此温度开裂风险高
水淬硬度倍数 2.5 2.0-3.0 水淬能提升的硬度倍数
油淬硬度倍数 1.8 1.5-2.2 油淬能提升的硬度倍数
空冷硬度倍数 1.2 1.0-1.4 空冷能提升的硬度倍数
淬火脆性增益 0.6 0.4-0.8 淬火增加的最大脆性
应力松弛速度 0.5 0.2-0.8 回火时应力释放速度

3. 视觉/听觉反馈

3.1 脆性颜色反馈

脆性等级颜色:

  • 绿色(脆性 < 0.3): 韧性良好,安全
  • 黄色(脆性 0.3-0.6): 中度脆性,需注意
  • 红色(脆性 ≥ 0.6): 高度脆性,易开裂

显示方式:

  • 脆性扫描时顶点颜色着色
  • 高脆性区域闪烁预警
  • UI面板实时显示平均脆性

3.2 三阶段淬火视觉

阶段1: 淬火过程(临时高辨识度):

  • 材质自发光随温度变化
  • 屏幕边缘显示"淬火进行中"提示
  • 顶点统计显示淬火覆盖率
  • 品质评分实时更新

阶段2: 冷却过渡(逐步恢复正常):

  • 颜色从临时反馈平滑过渡到真实颜色
  • 自发光逐渐消失
  • 材质参数逐步恢复常态
  • 过渡时长0.5-1.0秒

阶段3: 最终真实表现(永久保留):

  • 显示真实的物理热处理效果
  • 回火色系统激活
  • 氧化层视觉效果呈现

3.3 回火色系统

温度-颜色映射:

回火温度 颜色 视觉描述
20-150°C(无回火) 银灰色 金属原色,无明显变化
150-200°C 淡黄色 轻微发黄,柔和光泽
200-250°C 金黄/麦秆色 金黄色泽,温暖感
250-300°C 棕色 深棕色,沉稳质感
300-350°C 紫色 紫色调,独特外观
350-400°C 蓝色 蓝色调,精致感
>400°C 灰色 失去光泽,灰色调

3.4 氧化层表现

不同冷却介质的氧化差异:

  • 水淬: 深色氧化层(0.8-1.0氧化度)
  • 油淬: 浅棕色氧化层(0.4-0.6氧化度)
  • 空冷: 轻微氧化(0.1-0.3氧化度)

氧化层与打磨:

  • 打磨可以去除部分氧化层
  • 打磨后露出金属底色
  • 回火色在打磨区域减弱

4. 边界与限制(玩家不应期望的行为)

4.1 温度限制

  • 无法在低温(< 800°C)获得显著淬火效果
  • 超高温(> 1200°C)淬火不会增加硬度,只会增加风险
  • 温度不在最佳区间时淬火效果可能不均匀

4.2 冷却限制

  • 冷却速率受介质限制,无法超越物理极限
  • 水淬无法让所有材料达到最大硬度(低碳钢难淬硬)
  • 冷却不均匀会导致硬度分布不均

4.3 脆性限制

  • 淬火增加的脆性无法完全消除
  • 回火可以部分恢复脆性,但无法恢复到未淬火状态
  • 高脆性刀具在高冲击下必定开裂

4.4 视觉限制

  • 回火色需要一定时间才能稳定呈现
  • 氧化层颜色会随时间轻微变化
  • 不同材料的回火色可能略有差异

5. 验收清单

5.1 温度区间判定

  • 在黄金区间淬火,硬度提升最大
  • 在无效区间淬火,硬度无变化
  • 在危险区间淬火,开裂风险显著增加

5.2 冷却速率差异

  • 水淬硬度最高,脆性最大
  • 油淬硬度适中,脆性中等
  • 空冷硬度提升小,脆性低

5.3 三阶段可视化

  • 淬火过程有强视觉反馈
  • 冷却过渡平滑自然
  • 最终效果真实可信

5.4 回火色系统

  • 不同回火温度产生不同颜色
  • 回火色随温度变化连续过渡
  • 打磨后回火色减弱

5.5 氧化层表现

  • 不同冷却介质产生不同氧化层颜色
  • 水淬氧化层最深色
  • 打磨可去除部分氧化层

6. 引用

6.1 相关需求文档

6.2 原始设计文档

6.3 物理基础

  • 《金属热处理原理与工艺》 - 淬火退火原理
  • 《钢的热处理》 - 回火色机理
  • 《金属材料学》 - 相变与组织结构
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