大马士革钢的制造工艺

大马士革钢的详细炼制工艺~

一楼的第二句话纯属扯淡啊，虽说已经失传，但也不是花纹钢啊！，虽然都属花纹钢，但这属于铸造型花纹钢，与中国和日本的不同，中国的是焊接型花纹钢，日本是淬火型花纹钢。现代大马士革钢都是用的现代科技制造，但是花纹也是磨不掉的。。。-----下面进入正题　1、乌兹钢的冶炼
　　 　　　
　　西方学者莫里斯·隆巴哈认为印度人在公元一世纪左右就已经可以生产乌兹钢了。但是人类最早开始冶炼铁矿的时候尚不能建设巨型的竖炉，只能建立大约一人多高上面有开口的馒头型圆炉，乌兹钢的原产地印度也是如此。这种圆炉在印度的实物一般只有1米多高，用泥土和石块垒成，在炉子的旁边有用来鼓风的几个羊皮囊，冶炼时将印度原产或非洲东海岸柏柏尔人控制区出产的优质磁铁矿和木炭、竹炭一层叠加一层的倒进炉里，倒满为止，点火后用皮囊鼓风，大约5～6个消小时之后燃烧停止，由于炉温只有1000℃，铁矿石只能被还原成一些间杂着各种杂质的熟铁块沉到炉底，将炉子拆毁才能取到。这种熟铁块被称为海绵铁，海绵铁硬度极软根本不能用来制作实战刀剑，那么印度工匠是利用什么方法冶炼钢材的呢？答案就是利用一种特殊的坩锅来将海绵铁渗碳成为钢材。
　　2、 乌兹钢刀剑的锻造技术
　　由于中东地区使用煤矿的历史很晚，所以当地锻造刀剑的主要燃料是木炭，据说最好的木炭是由松木烧制而成的，因为木炭不含硫，所以是最好的金属锻造燃料，但是在缺少植被的中东地区，木炭就更显得弥足珍贵了。在开始锻造刀剑之前，刀匠师傅们会根据所要锻造刀剑的大小决定使用几块乌兹钢原饼。乌兹钢原饼的大小重量各不相同，所以制造短刀剑时使用一块或半块原饼，锻造长刀剑时则一般需要两块原饼。锻造时将原饼放入长方形的木炭炉中加热到合适的温度（不可太高否则乌兹钢本身的花纹就会消失殆尽，据说是300摄氏度左右），然后以原饼圆心为中央将原饼展开成弧形或直线形（图片2，锻打的工序），用大铁锤奋力（由于乌兹钢含炭量过高，在没有机械力锻锤的时代，锻造极其困难）锻打原饼，使原饼中的杂质随着碳分被挤出同时钢材的组织进一步致密化，由于钢铁的散热，锻打过程需要数十次的反复加热，直到原饼变成所需刀剑的大致形状为止，然后刀身整体还要经过锵磨修形才能显现出所需刀剑的精细形状。锻造这一工序只是赋予了刀剑形体上的外貌，此时刀剑尚未得到灵魂，刀剑的灵魂将在最后一道工序中得到灌注，那就是“淬火”。
　　 3、淬火和研磨
　　锻造完成后刀匠才能开始对刀剑进行淬火和研磨，根据1825年驻叙利亚北部地区总领事巴克先生（barker）在《兵器制造、研磨及武器出售手记》中记述了大马士革地区刀剑的淬火和研磨技术。在当地买到了两把乌兹钢刀剑，但是由于刀身上有些地方已经上锈，所以巴克先生雇来当地刀匠对刀剑从新研磨。借这这一机会，西方人目睹了乌兹钢刀剑的淬火和研磨过程：根据刀匠师傅的要求从新淬火和研磨的过程在太阳升起前的黎明十分开始，因为如果阳光过于强烈则会影响刀剑加热后的辐射火色，首先刀匠师傅在地上用石头围起的范围内燃起与刀剑等长的一堆松木炭火，用扇子不断的扇风助燃，直到炭火全部燃烧起来为止；然后刀剑师傅用铁钳夹住刀剑的刀茎部分，将刀剑埋入木炭中，接着用扇子在刀剑腰部附近的炭火上扇风助燃，直到刀匠师傅认为刀剑达到了淬火所需要的温度为止（这一时间全靠刀匠师傅的经验掌握），等刀剑的辐射火色变成草莓的艳红色时迅速将刀剑抽出炭火放入一个长140cm左右充满淬火溶液的木槽内，木槽内的淬火溶液是由芝麻油、绵羊油、纯腊和沥青等混合而成的，近似于现代工业使用的淬火油（使用油淬是因为乌兹钢含炭量过高用水淬火可能会断裂），炽热的刀剑浸入淬火液的时候劈啪作响，同时油烟蒸腾，刀刃迅速硬化，刀匠师傅让刀剑在淬火油中冷却数十秒之后将刀剑提出木槽，在未完全冷却的炭火上快速擦过，以去除残余的油脂，同时刀剑得到了回火从而更不易折断。接着就是研磨师傅的工作了，研磨师傅会用一块木头蘸着油和钢石粉末不断的摩擦刀剑全身，然后用赤铁矿粉将刀剑精细抛光，用石灰和草灰水去除刀剑身上的油迹。最后用沙格矿溶液（Zagh应该是一种铅酸盐化物，溶液显弱酸性，据说用柠檬汁亦可。）涂抹刀剑，在弱酸的腐蚀作用下乌兹钢独有的黑白或灰白相间的花纹出现了，抛光完成将刀剑擦拭干净、上油即可。乌兹钢花纹大致可分为如下几类：1、雪花纹，2、发丝纹或波浪纹，3、网状，4、也是最著名的乌兹钢花纹——天梯纹，在刀剑的身面上横亘数道波浪形花纹，使得整把刀剑就像一道登天的天梯一般。由于乌兹钢花纹的繁复华丽，所以有人将乌兹钢刀剑爱称为“钢铁的丝绸”、“大马士革的星空”。 大马士革军刀锋利无比的秘密：纳米技术 　　德国德累斯顿技术大学物理学教授鲍夫勒声称已经发现了大马士革军刀锋利无比的秘密，他称这是一项中世纪的纳米技术。
　　德累斯顿技术大学的科研人员把由17世纪波斯著名锻造家乌拉打造的军刀上提取的一段样品放入盐酸中分解。经过分析，研究人员发现，刀内不但含有极小的碳化铁纤维，并且还含有纳米碳管。碳化铁在盐酸中是会分解的，而碳物质不会。碳化铁纤维可能被包围在纳米碳管内而受到碳管的保护。鲍夫勒教授认为，这些微小、但是非常坚韧的纤维不但使得大马士革军刀呈现出美观的波纹图案，并且使它们锋利无比。用显微镜观察，大马士革刀在使用时，刀锋上的微小锯齿是一动也不动，所以每一次使用就相当于在给自己打磨，因此变得越来越锋利。

由于印度的乌兹铁矿在17世纪末被开采殆尽，所以铸造型花纹钢也消失了，大马士革钢刀的制作就此失传。20世纪，不断有人想利用现代的科学来分析和复制大马士革钢刀，但是都失败了，而今大马士革已经成为花纹钢的代名词了，现代的大马士革钢只是焊接型的花纹钢了，而且这种花纹是为了美观而制作的没有实际的意义。在现代制造工艺的冲击下，乌兹钢锭的制作工艺已经失传，现在的大马士革花纹钢是现代工艺的产物，应该说，真正的大马士革刀已经失传了乌兹钢从冶炼到锻造对温度的要求都很苛刻，冶炼时温度不得高于一千度，锻造时必须低温（即中国的所谓“冷锻”）。钢铁在高温下可塑性较好，一般制作刀剑都在高温下将刀剑敲打成型。但乌兹钢如果高温锻造，碳会大量流失，碳结晶也会被破坏，因此锻打时温度不能太高（自然也不能太低），很难掌握，所需的技术，经验，劳力能比其他钢铁要多，成品率却低得多。乌兹钢刀的制作技术只流转于印度，波斯和阿拉伯。欧洲人早在维京时代就通过“瓦兰吉亚到希腊之路”进口乌兹钢，但都是大体成型的钢条，对于钢锭如何加工成刀条欧洲人并不了解。十六世纪葡萄牙人曾劫掠过一艘满载乌兹钢锭的印度商船，运回欧洲出售，大多卖给了里斯本和马德里的高级刀工。这些刀工用这些钢锭制造精致的匕首等物，发现成品没有花纹（说明碳晶体已完全破坏），性能也平平，显然欧洲人用的是自己的传统锻造工艺。 欧洲流行起增强花纹的技术，通过锻打过程中不同材质钢材叠加、凸模、切割等技术使花纹更加明显，这种技术产生的大马士革钢叫作模式（Pattern）大马士革钢。大马士革钢有点向装饰方向靠拢，也给人留下大马士革钢只适合工艺用途的印象。特别是当大马士革钢用于枪管、炮管制造时由于火药燃烧产生的化学反应，枪膛内不同材料的变化不同，枪管内阻力迅速增加，严重影响使用，更加深这种印象。大马士革钢开始第二次衰落。其实对于刀剑类冷兵器来说，锻打类大马士革钢的产生就是因为可以有较高强度的同时增强韧性而产生的附加效果，例如中国、日本古代的夹钢刀剑及多层锻打水纹钢就是即有高硬度、强度又有好韧性的例子。大马士革钢从开始就是高质量为目标的产物，花纹不过是其显示标志罢了，通过不同材质钢结合在一起使其适用于高硬度、强度同时要求高韧性仍然在现代工业中广泛应用。 但上世纪开始的粉末冶金技术又用到了第四代大马士革钢的生产上，上世纪七十年代初期，瑞典和美国发明了粉末冶金技术。八十年代末期，美国和瑞典的研究人员试验成功将两种高铬粉末金属分别分层累加，然后高温高压固结的技术，绕过锻打这一步骤直接生产出分层不锈钢，此后粉末冶金大马士革不锈钢就只剩下如何使它具有花纹的工作了。这些研究成果导致瑞典人九十年代初开始生产不锈钢大马士革钢。由于粉末冶金具有材料的高度均匀性、组成高合金钢的各个成分可精确控制等特点，可以比传统冶炼的同类钢材有更高强度和硬度，他们要解决的问题是选择两种或更多种具有相近的热工效应但有明显的酸化反应材料。相同的热工效应保障热处理或锻打（不含焊接）出模式大马士革钢，酸化反应差异大保障产品可以经过酸化处理生产强烈对比的花纹。从原理上来将，这种技术可以将几乎任何两种热工效应类似的金属制成大马士革“金属”。

（引用他人的文章，根据《自然》杂志的最新报道整理，仅供各位参考）
伊斯兰世界的科学家仔细研究和记录了大马士革钢的制造方法。在整个伊斯兰世界，刀剑制造师们都可以查阅这些记录文献，但他们绝对忠诚地保守着秘密，因为在那个战争胜负完全取决于冷兵器的时代，大马士革钢具有非同寻常的价值，因为它在那个古老的时代就把硬度与韧性两个相互矛盾的属性完美地结合在一起，而且能够使刀锋长期保持锋利无比。
大马士革钢的失传过程一直是一个谜团。大家知道，高碳含量是炼钢过程的关键，但控制不好的话，就会成为钢材的软肋。高碳含量能产生锋利的刃口和良好的保持性，但是碳在整个混合物中的数量几乎是不可控的。含碳量太低的产物就是熟铁，熟铁太软了无法用于兵器制造；含碳量太高的产物就是铸铁，铸铁又太脆了。如果加工过程有误，钢就变成碳化铁的大铁饼，这是一种脆得令人忍无可忍的铁。在1095-1270年十字军时代，为了战争的需要，欧洲刀剑工匠曾全力与阿拉伯同行相拼，他们尝试了不同的加工工艺，他们将钢与铁用折叠工艺打造，或者用银和酸对钢材进行处理，模仿大马士革钢所独具的波纹结构，但都没有成功。全世界各国的刀剑工匠也曾采用这种折叠打造工艺，比如公元前6世纪的凯尔特人（苏格兰高地），公元后11世纪的维京人（北欧海盗）和11世纪的日本人，但都无法达到大马士革钢刚柔兼备、外观华丽的至高境界。但奇怪的是：伊斯兰的冶金高手却可以控制高碳原料与生俱来的脆性，并将原料锻造成战斗中使用的武器。然而，即便对它的发明者－－伊斯兰刀匠来说，这种技能也在18世纪中叶莫名其妙地失传了。
大家不难发现，这段历史的一个疑点是：那时的阿拉伯世界拥有当时最先进的科研、教育和档案体系，而且在那个冷兵器时代，铁匠人数众多，而他们都把这项有用的技术搞失传了，这个说法总显得过于牵强。最近，据《自然》杂志报道，一支由德国德累斯顿大学教授带领的研究小组，声称他们可能对大马士革钢这一特殊高碳钢的生成机制及其消失原因有了新的观点。而提出这个新观点的基础，则是最先进的材料科学：纳米技术。
制造大马士革钢的秘诀于18世纪中叶在原产地神秘失传，欧洲和世界各地的的冶金专家所做的克服高碳钢先天缺点的尝试也都以失败告终，那为什么古代的叙利亚铁匠就能够成功地制出外观华丽、内质坚韧的最终成品呢？根据纳米技术的原理，掺杂在精炼铁制品中的微量杂质，对形成大马士革钢是至关重要的。但是，这些掺入的元素是什么，它们是如何进入钢材的呢？这个研究小组依靠最新的纳米技术检测了大马士革钢刀剑的微观结构，他们决定从两个方面入手来研究大马士革钢失传之谜：一个是大马士革钢的原料本身，另一个是大马士革钢最终在中东进行锻制的具体方法。已知的乌兹钢锻制添加物有肉桂树皮和乳香叶，电子扫描显微镜还检测出微量的钒、铬、锰、钴和镍，以及其它一些稀有元素，这些元素显示大马士革钢的原料来自印度的矿脉。
上述这些微量物质是原先就存在于原料钢材中的，而这个研究小组还要做的是：在钢材内部鉴别加工过程中所发生的量子水平上的变化（晶体的晶格结构、分子键的空间取向等），这些变化将决定钢材最终的物理特性。他们假设在反复加热和锻造的加工过程中，这种金属中演化出一种叫做“碳化微米管”的微观结构，这种极硬的微米管浮出金属表面并决定了刀剑的硬度。因此，通过将乌兹钢的特性与添加特定微量物质的锻制方法相结合，伊斯兰世界的铁匠就能够制造出大马士革钢。18世纪中叶所发生的变故就是原材料的化学成份发生了变化，矿石中一种或数种微量成份消失了，原因可能是特定的矿脉被采尽了。铁匠们仅凭眼睛是无法察觉这样的变化的，但是有趣的是，铁匠们可能会通过将少量早期购入的原料掺入到后购入的原料中，以此来延续这种制造工艺的寿命。但是，当这些仅存的原料用尽了，大马士革钢的故事也就结束了。

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景德镇市13040732893： 怎样制作一把大马士革钢刀 - ？
楚飞泰能： 做普通刀具最理想的材料是W9(W9Mo3Cr4V).风钢W18Cr4V.如果想让你的刀更加锋利``就选用进口轨道钢````但是这种钢材价格昂贵.一般不会用于刀具的制作```````匕首完全可以使用``锯床的废旧带锯片做为刀刃.该材料韧性超强``切锋利无匹```耐腐蚀性很强!容易找到!

景德镇市13040732893： 大马士革钢是不是高碳的?要怎么淬火最好 - ？
楚飞泰能： 传统的大马士革钢的制作工艺已经失传.目前的大马士革钢可以说是高碳钢的或者是高碳合金钢.当然也有高碳和低碳机械混合的大马士革钢.淬火最好是油冷淬火,不然刀剑的韧性不足容易折断.目前即能有足够的韧性又可以保持高硬度的大马士革钢是瑞典RWL34和PMC的不锈钢型大马士革钢.其长剑类热处理到HRC57/54 时还可弯曲360度而不会折断.

景德镇市13040732893： 大马士革钢做刀加工流程是怎样的,请高手指教: - ？
楚飞泰能： 一般来说是这样的,但也有的刀匠粗磨好退火料再热处理,还有的刀匠不用线切割直接手工出外形.

景德镇市13040732893： 现代大马士革钢为什么也容易生锈? - ？
楚飞泰能： 大马士革钢这门技艺已经失传了,我们现在所见到的大多是花纹钢,就是铁和钢经过折打制作的,打刀的过程在网上可以查到相关的视频,当然,有铁就会生锈,这也许跟保养有一些关系,可能过后并没有把水渍清理干净,导致生锈,这很正常...

景德镇市13040732893： 大马士革是钢材名还是工艺名 - ？
楚飞泰能： 花纹钢是指把一块钢材不断折叠锻打使各个层面之间叠加来产生花纹的钢材.大马士革钢也是指一种钢材的工艺,通过这种工艺做出来的钢就叫大马士革钢.两者简单的区别在于花纹钢可以看到的纹路很淡,基本就是叠加造成的淡淡的隔层纹路,而大马士革钢的花纹很深,可以看到那种很粗的乌黑的纹路.花纹和大马士革纹都可以通过涂层作假的,大马士革钢即使做一把小折刀也是很贵的,花纹钢的也不会很便宜.买的时候要当心.花纹钢和大马士革钢都是普通的钢材经过不同的工艺制造出来的,没有天然的花纹钢,也没有天然的大马士革钢.不存在什么“材质是花纹钢,用的是大马士革工艺”一说.这个卖家根本不懂行.

景德镇市13040732893： 大马士革钢 - 大马士革钢是什么钢?钢的才质是什么? ？
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楚飞泰能： 大马士革刀(Scimitar)[1]用乌兹钢锭制造,拥有铸造型花纹,通常为弯刀,其最大的特点是刀身布满各种花纹,如行云似流水,美妙异常.这种花纹是在铸造中形成的.在过去相当长的一段时间内,大马士革刀独特的冶炼技术和锻造方式一直...

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楚飞泰能： 刀?