世界三大名刃钢材的区分.docxVIP

关于世界三大名刃钢材的区分想写点东西已经很久了,在网上看了很久,好多朋友对于大马士革钢、折叠花纹钢及日本的地肌花纹一直处于一种莫名的困惑。作为三大名刃的材料的典型表现怎么区分是一直是个值得讨论的问题。我在查找了一些资料后，对这个问题有以下的看法，现写给朋友，供大家讨论。 要了解这三种钢材的特性和区别首先要了解其的构成和生产方法,同时还要了解反映到刀剑上的特征,下面就分别对每种钢材的生产和特性分析一下。 一．大马士革钢(乌兹钢):这类钢材最早出现于两河流域及恒河平原北部，其中可考最早始于印度北部。印度坩埚加工方法：精炼後之铁矿石弄乾燥後，放入经火硬化的小型粘土坩埚内。以炭火之热量而定出坩埚之尺寸，一般生产出来之铁锭重约一公斤。把含炭之材料如：麻栗树(teak)、木炭、毛竹及某些特选而他们认为是神圣之植物的叶，例如名(Huginay)及(Tangada)树之果实加入坩埚中，坩埚是密封的再用炭火燃烧。印度有最优良之铁矿：在印度坩埚系统用的是最好的铁矿石，印度亦由此而闻名於世。经人工选用捣碎到粉末状矿石，用淘洗法反复清洗，这样矿石从杂质中分离出来，就像淘金人从其他杂质中分离出黄金的颗粒一样。虽然波斯人及其他人已经观察了印度铁匠，并对熔化过程亦非常熟识，但因为没有这种净化及含量丰富的铁矿所以始终不能够用这种方法重新生产这种高质钢。铁矿在坩埚内燃烧之变化：持续加热时间从24到48小时不等，当温度从10000C升到12000C矿石会转变成多孔的铁质，并留在坩埚之底部。坩埚在封闭状态下，碳(carbon)来自燃烧的炭(charcoal)和叶并熔化在铁质内，毛竹含氧化矽(Silica)甚多可助溶化。在此过程中铁不会达到其熔点，通过固体之扩散过程(solid diffusion process)，碳被吸收，持续长时间的铸造(casting)紧接着慢慢冷却到8000℃约12至24个小时。这样的设计是为了大的树状碳化铁晶体(large dendritic ironcarbide crystals)、(该晶体也称为渗碳体(cementite)-Fe3C即碳化三铁)的优化形成和均匀分布于在满布小孔的海绵体铁体内，这些大的晶体事实上是大马士革钢花纹或水纹的主要成份。渗碳体(cementite)或碳化晶体(carbide crystals)非常坚硬，抗酸性强，当钢被抛光後会呈现出带白色或银色，与此形成对比珠光体(pearlite)由粘结金属组成，经腐蚀成黑色，这说明为什麽会产不同之颜色。钢锭冷却後之脱碳热处理：冷却後把坩埚从火中移开，并将其打破，取出半球形的钢锭(ingot)，波斯人称为蛋(egg or baida)，将它放在铁砧上进行锤打,作硬度试验。经正常铸造的钢锭很硬，经锤打後也不会有凹痕，故需用特别含有铁锉屑或粉末状铁矿石之粘土混合物覆盖，从而强化钢锭的脱碳。把钢锭重新加热到火红色约7000℃至9000℃後，再通过锤打作硬度试验，重复此热处理过程，直到金属过到足够的软度以便锻造。钢锭之锻炼：将钢锭之温度慢慢降低，并控制在7000℃至9000℃之间，这温度是一个非常重要的关键，铁匠只能靠经验，用眼看火之颜色，到达暗红时进行锻造。因为若温度升高到9000℃以上将会把过程倒过来，而令渗碳体和奥氏体的晶体(crystalsof cementite and austentite)形成，温度越高，碳熔解，造成晶体及波形花纹图案之损失；若温度低於7000℃，钢即不能得到充份之锻炼，因为欧洲之铁匠一般在13000℃的高温下来锻炼金属，因此他们永远不能掌握到锻炼大马士革钢的技术。由於对钢锭的有控制式热处理和轻度的锻炼，覆盖的粘土，包括含有铁锉屑或粉末状铁矿石，使钢锭表面脱碳。另外氧化作用亦产生同样的作用，钢锭的碳分逐渐减少，从原来的2.2%或更高降低至1.8%，即从白铸铁状态到UH碳钢，此过程亦可称为退火和球状处理(an annealing and spheroidizing treatment)，令碳成份减少及大的碳化晶体分裂或粉碎或球型化成较少之体积，结果钢条变得有可展性和有轫性。真正的大马士革钢又称为结晶花纹钢，是一种古代粉末冶金和锻造技术完美的结合，在英美和欧洲大多数的地方被称为WOOTZ，而在其原产地印度、巴基斯坦一直到波斯则成为FULAT，在俄罗斯的高加索地区被成为BULAT·WOOTZ的花纹是天然形成的不像摺叠钢一样是用人工硬将性质不同的材料焊接起来再摺叠锻打。以下是WOOTZ形成的原理和性质：1. WOOTZ的花纹基本上是两种性质不同的材料，亮的地方是纯的雪明炭铁硬度比玻璃还大，暗的地方的结构是属於奥氏体和波氏体，整体含炭量大约是在1.5%～2.0% 之间。在韧性高的波氏体里均匀散布着比玻璃还硬的雪明炭铁，使得WOOTZ可以具有非常锋利的刀锋，而且也非