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大马士革(乌兹)钢刀

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第一次接触到大马士革刀是源自一部漫画《铳梦》,伴随着加里的战斗也深深的爱上了这种有着魔性花纹的刀,从此也开始格外留意关于真正的历史上的大马士革刀的一些东西。
以下的东西,大部分整理自刀友,翰龙以及百科(最早的百科错误百出,但是最近貌似更新了,这说明对于乌兹的研究也是一直在进步的)
印度Wootz钢:坩埚冶炼超高碳钢(含碳 1.5~2%),在公元前6至5世纪时,由位于印度西北角的Hyderabad(翻译作:海得拉巴,现在属于巴基斯坦)的冶炼工人制成的,后来被售到“安 息”(波斯)、条支甚或是埃及等,它们的冶炼方法是:将黑锰矿、竹炭及某些植物叶子密封在一个陶炉里燃烧加热,当这些东西熔化后,其渣滓形成一团金属,然 后将此金属反复熔化、冷却四五次,最后炼成直径为5英寸,厚度为0.5英寸,重约2英镑的金属块(William.Reid的《西洋兵器大观》)
在印度被制成的金属块,不能直接被命名为大马士革钢。它们之所以被叫做大马士革钢,是因为这些金属被贩卖到大马士革(位于今天的叙利亚境内)这个城市后, 用来炼制成武器,即大马士革剑(或大马士革刃)之后,才得名的。或者应该这样说:当中世纪欧洲入侵耶路撒冷(即十字军东征)时期,欧洲人看到他们的敌人使 用这种武器时,才以为这种原本原材料是来自印度的武器,就是在大马士革取材制炼的,因此就有了“大马士革钢”这个说法。至于“印度铁”,姑且是看作以这个 金属块来源而进行的命名,而“乌兹(Wootz)”则可能是最原始的叫法。另外,大概是因为“Wootz”被简单翻译成“乌兹”,中国人可能不好理解,所 以第一位翻译它的人,命名他们为“印度铁”,有利于理解,因此这是比较正常的现象。   综上所述,应该是先有“乌兹(Wootz)”,然后才有“大马士革钢”,“乌兹(Wootz)”因为出产于印度故也被翻译作“印度铁”。
乌兹钢工艺过程印度坩埚加工方法  [2]精 炼后之铁矿石弄干燥后,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,印度亦由此而闻名于世. 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1000摄氏度升到1200摄氏度,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800摄氏度-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,当钢被抛光后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,这说明为什么会产不同之颜色.钢锭冷却后之脱碳热处理   冷却后把坩埚从火中移开,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,经锤打后也不会有凹痕. 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700摄氏度至900摄氏度后,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700摄氏度至900摄氏度之间. 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900摄氏度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. 若温度低于700摄氏度,钢即不能得到充份的锻炼. 因为欧洲之铁匠一般在1300摄氏度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.由于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.


1楼2012-08-08 20:06回复
    镔铁兄弟对于乌兹钢花纹成因的分析:
    奥氏体晶界周围包裹着坚韧的先共析铁素体,晶界内部则是马氏体。而且明显经过回火,可以看 到内部有大量碳化物析出。先共析铁素体和奥氏体两种不同组织在锻造过程中沿着锻造方向变形。形成了非常细密的纤维状结构。淬火-回火后伴随随渗碳体也沿着 纤维走向的析出,导致了形变后的复相组织耐腐蚀程度出现差异。这些差异导致钢材表面出现肉眼能捕捉到的色差。这就是得到乌兹花纹的原因。
    上面的金相图片也进一步证实了我们的热处理工艺。通过上述工艺诱发铁素体、马氏体(下贝氏体)与渗碳体的复相组织。在最大限度内提高wootz钢的性能。 众所周知,马氏体和下贝氏体组成的复相组织则是很好的强韧组织。具有非常良好的韧性、强度、和硬度。大量实践已经证明由马氏体和下贝氏体组成的复相组织, 在强韧性上要高于单一马氏体或者单一下贝氏体。著名的abs大师级刀匠howard clark的成名之作就是下贝氏体/马氏体武士刀,保证硬度和保持度的基础上,其弹性、强韧性得到大幅度改良。被刀剑界誉为“超级日本刀”、“日本刀的**”。但是总结了大量试验和使用经验我们发现:即便是高强韧的下贝氏体和马氏体机械混合组织,仍旧无法完全的消除材料脆性。问题出在原始奥氏体晶界。扩散 现象的本质和能量守恒定律一样,总是由高处向地处扩散,由一种形式转化为另外一种形式。合金中微量的有害元素,尤其是硫、磷、锡、砷等。尽管现代冶金技术 已经将此类有害元素控制到非常低(0.006%一下),但是仍旧无法完全避免此类元素在热处理过程中发生2次偏析。而这些偏聚往往通过扩散从过饱和的晶粒 内部偏聚于原始奥氏体晶界周围。在冲击、应力载荷下这些杂质偏聚位置是裂纹形核及扩散的最致命因素。针对这种现象,我们采取了铁素体诱发热处理。使得有脆 性倾向的奥氏体晶界周围包裹着及其坚韧的铁素体。后续的热处理工艺保证了下贝氏体/马氏体基体中析出的碳化物均匀分布在复相纤维结构中。这种纤维一样的符 合结构使得裂纹形核及扩散更加困难。即使在剧烈冲击载荷作用下,裂纹形核产生,但是弥散的碳化物颗粒、铁素体纤维、下贝氏体将会成为3道强力的防线阻止裂 纹通过,使材料的抗断裂性能进一步增强。这种多相符合的纤维组织也正是历史上wootz优越韧性的最主要原因之一。
    在之前美国科学家再对索林根刀厂对乌兹钢的分析的后续深入研究中,也同样提到了该转变中先共析铁素体在乌兹钢花纹形成过程中 的重要作用。


    2楼2012-08-08 20:06
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      古代乌兹刀剑的花纹










      


      3楼2012-08-08 20:07
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        4楼2012-08-08 20:09
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          还有这种冰裂纹也是乌兹,我一直怀疑中国古代所说的龟甲纹宝剑其实就是这种乌兹


          


          5楼2012-08-08 20:10
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            来两把~


            IP属地:重庆7楼2012-08-08 20:23
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              神花纹


              IP属地:日本8楼2012-08-08 20:50
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                这花纹真让人心动。。。。。。。。。。。就是价格肯定让人蛋疼。。。。。。。。。。。。。


                IP属地:湖南9楼2012-08-08 22:11
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                  乌兹蛋并不贵。。。。刀却贵的吓人。。。技术吓人啊。。。。
                  眼馋没米。。。


                  10楼2012-08-09 13:46
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                    听说刀子做完后要酸洗才能让花纹出现,是这样吗?


                    11楼2012-08-09 20:53
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                      乌兹钢锭现在也很贵。。主要是几乎绝种了。。。但原来乌兹钢刀贵的原因是成品率低。。。成品品质上乘。。。但究竟上乘到什么程度。。。不好说。。没有亲自把玩和使用过。。。


                      来自手机贴吧12楼2012-08-26 16:44
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