鋼子挑出熟鐵條放在一邊,然後他繼續尋找刃鐵。
他挑出幾根鋼條,然後拿砂紙打磨光表麵,來觀察表麵的紋路。
果然,有一根鋼條表麵浮現出雪花般的斑斑點點,就好象有鐵針蘊含在鋼鐵內部一樣。這就叫做雪花镔鐵。
水滸傳裏的武鬆,就有一對寶刀“雪花镔鐵戒刀”。戒刀是指刀的形製。而雪花镔鐵就是指刀的材料,這裏的雪花镔鐵就正是波斯商人從印度販運來的烏茲鋼。
印度人除了發明了阿拉伯數字,煉鐵的技術是舉世無雙的。公元五世紀時鑄造的“阿育王鐵柱”,經曆了1500年的風吹雨打,仍然矗立在印度新德裏南郊的庫都布高塔牆內,毫無生鏽痕跡。這是什麽概念呢?
這麽說吧,就算是現在你買到的不鏽鋼,放1500年也該鏽的不成樣了。一般的不鏽鋼刀,鍋之類,都不用一百五十年,就要鏽的底都穿掉。所謂的不鏽鋼,其實也是會生鏽,隻是速度比較慢而已。1500年不鏽的鐵,可能以後的一千五百年也不會鏽吧!
注:現在經馬來去印度很便宜(廣州飛大馬大概機票就500人民幣左右吧,再飛印度也就500元),有興趣的書友可以稍微花一點功夫去瞻仰這根神柱。去了印度,更要去斯裏蘭卡,在這裏你可以花300人民幣住到五星級的希爾頓酒店,然後看一下莎瑪那拉維瓦的高碳鋼生產古遺址。這裏公元前300年就開始生產高碳鋼了。中國那時候還是青銅劍的天下呢。
镔鐵和高爐煉鐵然後轉爐煉鋼的產品不同,它是一種密封坩堝煉鐵法直接煉成的高碳鋼。
如果把煉鐵看作**,那麽高爐鋼就是烤雞,坩堝鋼就是叫化雞。(不知道怎麽做叫化雞的請出門右拐找度娘)
為什麽“叫化雞”的表麵會出現雪花狀的紋路,又或者,為什麽大馬士革刀表麵會出現一定的紋路,而現代的菜刀上卻沒有呢?
說到現代意義上的鋼材,含碳量為什麽是從0.2到2%劃分呢?這與碳在純鐵裏的溶解度有關。
沒錯,和鹽溶於水,糖溶於水一樣,在鋼鐵裏,碳是溶於鐵的。而碳在純鐵裏的溶解度,與溫度息息相關。
在液態鐵裏,碳的溶解度很高,所以高爐煉鐵產生的液態鐵裏,溶解了大量的碳,如果直接鑄造,就是所謂的生鐵,或者叫鑄鐵。它的含碳量一般達到2.5%到4%。而在室溫下,固態純鐵裏的碳的溶解度則遠遠小於0.2%。想象一下,如果碳的溶解度飽和的鐵溶液的溫度慢慢降低,碳會不會就直接結晶,析出來了?就如煮鹽一樣。考慮到鐵錠在一千多度就變成固體,那就同曬柿餅一樣,柿子表麵會凝結一層霜糖。在鐵錠表麵,則是凝結出一層碳!
這就是傳統中國折疊鋼的鍛打月兌碳技術的原理。你拿一根生鐵條,它的含碳量高達4%,為了把它的含碳量降低,你就把它加熱到好幾百度,然後拿出來使勁捶打,增大它的表麵積,同時在空氣裏慢慢降溫。這樣多餘的碳就在鐵表麵析出。表麵的這一層生鐵就不再是生鐵,而是碳鋼,或者是熟鐵。
鍛打完成以後,你把這根變長的鐵條折疊起來,就像活麵一樣,把外麵降低了碳含量的夾在鐵條內部,把原來內部還沒有降過碳含量的鐵漸漸的擠壓到鐵條表麵。這樣折疊十次,鐵條內部就有了1024層月兌碳過後的鋼和熟鐵的混合層,就像是千層餅一樣層層的疊起來。
這樣的折疊鋼,在打磨的時候,表麵不再與這些鋼層平行,所以就切割出一條條梯田樣連續不斷的紋路,又像是木材截麵的紋路。這就是日本刀玉剛的紋路,也正是中國古代說的“鬆紋”,“雲紋”。吸收了中國鑄劍技術的馬來克力士劍也有這種刃紋。不止是中國文化圈,公元前三世紀開始,中亞的塞爾特人和歐洲的日耳曼人也使用這種紋路燒焊技術來打造具有類似花紋的鋼刀。
而大馬士革刀所用的烏茲鋼帶的這種雪花紋卻不一樣。它不是通過鍛打折疊出來所形成的,紋路也不一定像這種紋路連續。相反,它的紋路更多的是圍城圓形或者閉合的形狀,紋路之間似乎並無關係。如果鍛打方式不對,它內部的紋路則更可能像鬆針,雪花這種斑點,針狀的形式。
有資料說雪花镔鐵也是折疊鍛打鋼,從花紋的形狀看,似乎並非如此。筆者認為應當是烏茲鋼裏的結晶花紋被燒焊過程破壞之後所形成的。
因為,在它冷卻時,內部的鐵素體(純鐵)和雪明碳鐵(fe3c)析出的速度不同,會產生粗糙度不同的純鐵部分和雪明碳鐵部分。這個過程和淬火硬化的過程類似:鋼鐵加熱以後迅速冷卻,碳來不及從鐵中析出,而隻能在鐵裏形成細致的雪明碳鐵和鐵素體(對於低碳鋼)或者珠光體(對於高碳鋼)。鋼鐵的硬度,來源於雪明碳鐵(fe3c),它的硬度超過了玻璃(莫氏硬度接近8,大於玻璃的7.5),在金屬中僅次於鉻(cr,莫氏硬度達8.5)
大馬士革鋼刀花紋中的明亮部分,就來自於這一片薄層的雪明碳鐵。花紋中黑暗的部分則來自於珠光體或者鐵素體。因為它使用整塊烏茲鋼冷鍛(不超過300度),在這樣低溫度下鍛打這個堅硬鋼錠的難度超乎人的想象。燒焊刀身大概會損失30%的結構強度,所以如果大馬士革彎刀和日本刀拚刀,那還是日本刀斷掉的可能性比較大。
當這樣的紋路不與刃部平行時,就會在刃尖形成雪明碳鐵和鐵素體的鋸齒。如果磨損之後,新的刃上依然是雪明碳鐵和鐵素體的鋸齒。新形成的鋸齒上,柔軟的鐵素體會自己剝落,而剩下的雪明碳鐵依然堅強的露出自己薄而銳利的邊緣,因此鋒利程度不會受到削減。這就是所謂的“自鋒利”的特性。這個鋸齒在切割**,衣物的時候會讓刀子顯得更鋒利。可惜的是,使用折疊鍛打的鋼材,這個紋路幾乎始終或者近似於平行於刃部,因此隻有在刀尖截掉的那一部分(日本人稱之為“切先”),會也具有這樣“自鋒利”的特征。在長長的刀刃部則不太會有很多的鋸齒。因為歐洲人也用折疊鍛打鋼製作劍,後來他們發現使用波紋的刃形,可以提高刀刃的切削威力,這樣的刃形也可以形成一部分的鋸齒。
現代的日常用刀多是整塊鋼鐵經過調質處理後打磨製成,或者是刃部用鋼條燒焊接上去,或者是通過滲碳使熟鐵重新變成碳鋼而製成。因此刀內部沒有鐵素體和雪明碳鐵的分層,鈍了之後你必須再打磨它。打磨的過程中,如果溫度過高,就會使鋼鐵的碳再次溶於鐵之內,然後再冷卻時可能會讓碳在鐵內部不均勻的析出,改變它的結構,從而使刃部硬度下降,這樣的刀刃就算是壞掉了。因此磨刀時是一定需要冷卻液的。
從這個理論來看,古代的寶刀,不管是折疊鋼還是烏茲鋼,它的鋒利程度,最高可以在顯微硬度上達到高速鋼hrc63的水平。而對於一般的鋼鐵製品,硬度到hrc30就算是很硬的了。如果是熟鐵,硬度都排不上hrc的級別。因此古代的寶刀“削鐵如泥”不是一種誇張,那是實打實的……現代的一般的刀具也趕不上古代的寶刀。如果拿著一把家用的不鏽鋼菜刀或者水果刀去古代,算一把好刀,但絕對算不上寶刀。
確定了熟鐵為心鐵和镔鐵為刃鐵之後,就是挑選皮鐵的過程了。
對日本刀的製式而言,按照鎬(劍脊)的位置,正常稍微偏刀背的“鎬造”,或者叫做“本造”。這樣的刀身截麵像一個不對稱的菱形,刀刃的那部分尖銳,而刀背的菱形的銳角的角度要更大一些。
唐刀的製式要更像“切刃造”的款式,就是這個菱形要更對稱一些,外觀上看,鎬的位置更靠近刀刃,幾乎是在刀身的正中。這個造型是從青銅劍的兩麵開刃的對稱劍形而來。畢竟,唐刀如果是儀刀的話,裝飾作用要大於實際功能,如果使用古款,顯得更有“趣味”。
另外,短刀多使用“平造”的製式。所謂平造,就是刀身是平的,正中並沒有鎬,現代實用的水果刀菜刀,都可以說是“平造”。這樣的刀就是平平的一塊,雖然在側麵強度不咋樣,但切切東西還是足夠的。
皮鐵的作用,就是填充這個劍鎬的部分。皮鐵也使用鋼材,但不是要堅硬,而是要堅韌。此外,因為長刀的刀身在劈砍時要承受很大的力,所以皮鐵也起到提高結構強度,使刃鐵和心鐵的結合更為緊密。
畢竟這四塊鋼鐵是燒熱以後鍛打在一起的,不是整體的一塊,結構強度會有所下降。
從鋼刀的橫截麵可以看到,刃鐵和心鐵隻是在窄的一條是接觸的焊縫。如果這一條焊縫出現問題,堅硬的刃部無法得到刀背的支撐,就會很容易崩斷。加上側麵的皮鐵以後,皮鐵和心鐵,皮鐵和刃鐵的交界麵都是在寬的一麵,可以大大降低焊縫出現問題的概率。在次一點的刀上,皮鐵用熟鐵就可以代替。後來常見的“中國大刀”,更是幹脆取消了皮鐵,隻是把心鐵加大加粗,刃鐵隻是燒焊在刀體上。依據燒焊的位置和形式不同,可以用“貼鋼”和“夾鋼”來描述。似乎張小泉剪刀和王麻子剪刀就是這兩種工藝的繼承者。
所以,打造一把好刀,除了選料要講究,過程要繁複,更需要幾分運氣。在手工業的水平下,如此漫長而難以質量檢測的過程,的確不是一件容易的事情。
他挑出幾根鋼條,然後拿砂紙打磨光表麵,來觀察表麵的紋路。
果然,有一根鋼條表麵浮現出雪花般的斑斑點點,就好象有鐵針蘊含在鋼鐵內部一樣。這就叫做雪花镔鐵。
水滸傳裏的武鬆,就有一對寶刀“雪花镔鐵戒刀”。戒刀是指刀的形製。而雪花镔鐵就是指刀的材料,這裏的雪花镔鐵就正是波斯商人從印度販運來的烏茲鋼。
印度人除了發明了阿拉伯數字,煉鐵的技術是舉世無雙的。公元五世紀時鑄造的“阿育王鐵柱”,經曆了1500年的風吹雨打,仍然矗立在印度新德裏南郊的庫都布高塔牆內,毫無生鏽痕跡。這是什麽概念呢?
這麽說吧,就算是現在你買到的不鏽鋼,放1500年也該鏽的不成樣了。一般的不鏽鋼刀,鍋之類,都不用一百五十年,就要鏽的底都穿掉。所謂的不鏽鋼,其實也是會生鏽,隻是速度比較慢而已。1500年不鏽的鐵,可能以後的一千五百年也不會鏽吧!
注:現在經馬來去印度很便宜(廣州飛大馬大概機票就500人民幣左右吧,再飛印度也就500元),有興趣的書友可以稍微花一點功夫去瞻仰這根神柱。去了印度,更要去斯裏蘭卡,在這裏你可以花300人民幣住到五星級的希爾頓酒店,然後看一下莎瑪那拉維瓦的高碳鋼生產古遺址。這裏公元前300年就開始生產高碳鋼了。中國那時候還是青銅劍的天下呢。
镔鐵和高爐煉鐵然後轉爐煉鋼的產品不同,它是一種密封坩堝煉鐵法直接煉成的高碳鋼。
如果把煉鐵看作**,那麽高爐鋼就是烤雞,坩堝鋼就是叫化雞。(不知道怎麽做叫化雞的請出門右拐找度娘)
為什麽“叫化雞”的表麵會出現雪花狀的紋路,又或者,為什麽大馬士革刀表麵會出現一定的紋路,而現代的菜刀上卻沒有呢?
說到現代意義上的鋼材,含碳量為什麽是從0.2到2%劃分呢?這與碳在純鐵裏的溶解度有關。
沒錯,和鹽溶於水,糖溶於水一樣,在鋼鐵裏,碳是溶於鐵的。而碳在純鐵裏的溶解度,與溫度息息相關。
在液態鐵裏,碳的溶解度很高,所以高爐煉鐵產生的液態鐵裏,溶解了大量的碳,如果直接鑄造,就是所謂的生鐵,或者叫鑄鐵。它的含碳量一般達到2.5%到4%。而在室溫下,固態純鐵裏的碳的溶解度則遠遠小於0.2%。想象一下,如果碳的溶解度飽和的鐵溶液的溫度慢慢降低,碳會不會就直接結晶,析出來了?就如煮鹽一樣。考慮到鐵錠在一千多度就變成固體,那就同曬柿餅一樣,柿子表麵會凝結一層霜糖。在鐵錠表麵,則是凝結出一層碳!
這就是傳統中國折疊鋼的鍛打月兌碳技術的原理。你拿一根生鐵條,它的含碳量高達4%,為了把它的含碳量降低,你就把它加熱到好幾百度,然後拿出來使勁捶打,增大它的表麵積,同時在空氣裏慢慢降溫。這樣多餘的碳就在鐵表麵析出。表麵的這一層生鐵就不再是生鐵,而是碳鋼,或者是熟鐵。
鍛打完成以後,你把這根變長的鐵條折疊起來,就像活麵一樣,把外麵降低了碳含量的夾在鐵條內部,把原來內部還沒有降過碳含量的鐵漸漸的擠壓到鐵條表麵。這樣折疊十次,鐵條內部就有了1024層月兌碳過後的鋼和熟鐵的混合層,就像是千層餅一樣層層的疊起來。
這樣的折疊鋼,在打磨的時候,表麵不再與這些鋼層平行,所以就切割出一條條梯田樣連續不斷的紋路,又像是木材截麵的紋路。這就是日本刀玉剛的紋路,也正是中國古代說的“鬆紋”,“雲紋”。吸收了中國鑄劍技術的馬來克力士劍也有這種刃紋。不止是中國文化圈,公元前三世紀開始,中亞的塞爾特人和歐洲的日耳曼人也使用這種紋路燒焊技術來打造具有類似花紋的鋼刀。
而大馬士革刀所用的烏茲鋼帶的這種雪花紋卻不一樣。它不是通過鍛打折疊出來所形成的,紋路也不一定像這種紋路連續。相反,它的紋路更多的是圍城圓形或者閉合的形狀,紋路之間似乎並無關係。如果鍛打方式不對,它內部的紋路則更可能像鬆針,雪花這種斑點,針狀的形式。
有資料說雪花镔鐵也是折疊鍛打鋼,從花紋的形狀看,似乎並非如此。筆者認為應當是烏茲鋼裏的結晶花紋被燒焊過程破壞之後所形成的。
因為,在它冷卻時,內部的鐵素體(純鐵)和雪明碳鐵(fe3c)析出的速度不同,會產生粗糙度不同的純鐵部分和雪明碳鐵部分。這個過程和淬火硬化的過程類似:鋼鐵加熱以後迅速冷卻,碳來不及從鐵中析出,而隻能在鐵裏形成細致的雪明碳鐵和鐵素體(對於低碳鋼)或者珠光體(對於高碳鋼)。鋼鐵的硬度,來源於雪明碳鐵(fe3c),它的硬度超過了玻璃(莫氏硬度接近8,大於玻璃的7.5),在金屬中僅次於鉻(cr,莫氏硬度達8.5)
大馬士革鋼刀花紋中的明亮部分,就來自於這一片薄層的雪明碳鐵。花紋中黑暗的部分則來自於珠光體或者鐵素體。因為它使用整塊烏茲鋼冷鍛(不超過300度),在這樣低溫度下鍛打這個堅硬鋼錠的難度超乎人的想象。燒焊刀身大概會損失30%的結構強度,所以如果大馬士革彎刀和日本刀拚刀,那還是日本刀斷掉的可能性比較大。
當這樣的紋路不與刃部平行時,就會在刃尖形成雪明碳鐵和鐵素體的鋸齒。如果磨損之後,新的刃上依然是雪明碳鐵和鐵素體的鋸齒。新形成的鋸齒上,柔軟的鐵素體會自己剝落,而剩下的雪明碳鐵依然堅強的露出自己薄而銳利的邊緣,因此鋒利程度不會受到削減。這就是所謂的“自鋒利”的特性。這個鋸齒在切割**,衣物的時候會讓刀子顯得更鋒利。可惜的是,使用折疊鍛打的鋼材,這個紋路幾乎始終或者近似於平行於刃部,因此隻有在刀尖截掉的那一部分(日本人稱之為“切先”),會也具有這樣“自鋒利”的特征。在長長的刀刃部則不太會有很多的鋸齒。因為歐洲人也用折疊鍛打鋼製作劍,後來他們發現使用波紋的刃形,可以提高刀刃的切削威力,這樣的刃形也可以形成一部分的鋸齒。
現代的日常用刀多是整塊鋼鐵經過調質處理後打磨製成,或者是刃部用鋼條燒焊接上去,或者是通過滲碳使熟鐵重新變成碳鋼而製成。因此刀內部沒有鐵素體和雪明碳鐵的分層,鈍了之後你必須再打磨它。打磨的過程中,如果溫度過高,就會使鋼鐵的碳再次溶於鐵之內,然後再冷卻時可能會讓碳在鐵內部不均勻的析出,改變它的結構,從而使刃部硬度下降,這樣的刀刃就算是壞掉了。因此磨刀時是一定需要冷卻液的。
從這個理論來看,古代的寶刀,不管是折疊鋼還是烏茲鋼,它的鋒利程度,最高可以在顯微硬度上達到高速鋼hrc63的水平。而對於一般的鋼鐵製品,硬度到hrc30就算是很硬的了。如果是熟鐵,硬度都排不上hrc的級別。因此古代的寶刀“削鐵如泥”不是一種誇張,那是實打實的……現代的一般的刀具也趕不上古代的寶刀。如果拿著一把家用的不鏽鋼菜刀或者水果刀去古代,算一把好刀,但絕對算不上寶刀。
確定了熟鐵為心鐵和镔鐵為刃鐵之後,就是挑選皮鐵的過程了。
對日本刀的製式而言,按照鎬(劍脊)的位置,正常稍微偏刀背的“鎬造”,或者叫做“本造”。這樣的刀身截麵像一個不對稱的菱形,刀刃的那部分尖銳,而刀背的菱形的銳角的角度要更大一些。
唐刀的製式要更像“切刃造”的款式,就是這個菱形要更對稱一些,外觀上看,鎬的位置更靠近刀刃,幾乎是在刀身的正中。這個造型是從青銅劍的兩麵開刃的對稱劍形而來。畢竟,唐刀如果是儀刀的話,裝飾作用要大於實際功能,如果使用古款,顯得更有“趣味”。
另外,短刀多使用“平造”的製式。所謂平造,就是刀身是平的,正中並沒有鎬,現代實用的水果刀菜刀,都可以說是“平造”。這樣的刀就是平平的一塊,雖然在側麵強度不咋樣,但切切東西還是足夠的。
皮鐵的作用,就是填充這個劍鎬的部分。皮鐵也使用鋼材,但不是要堅硬,而是要堅韌。此外,因為長刀的刀身在劈砍時要承受很大的力,所以皮鐵也起到提高結構強度,使刃鐵和心鐵的結合更為緊密。
畢竟這四塊鋼鐵是燒熱以後鍛打在一起的,不是整體的一塊,結構強度會有所下降。
從鋼刀的橫截麵可以看到,刃鐵和心鐵隻是在窄的一條是接觸的焊縫。如果這一條焊縫出現問題,堅硬的刃部無法得到刀背的支撐,就會很容易崩斷。加上側麵的皮鐵以後,皮鐵和心鐵,皮鐵和刃鐵的交界麵都是在寬的一麵,可以大大降低焊縫出現問題的概率。在次一點的刀上,皮鐵用熟鐵就可以代替。後來常見的“中國大刀”,更是幹脆取消了皮鐵,隻是把心鐵加大加粗,刃鐵隻是燒焊在刀體上。依據燒焊的位置和形式不同,可以用“貼鋼”和“夾鋼”來描述。似乎張小泉剪刀和王麻子剪刀就是這兩種工藝的繼承者。
所以,打造一把好刀,除了選料要講究,過程要繁複,更需要幾分運氣。在手工業的水平下,如此漫長而難以質量檢測的過程,的確不是一件容易的事情。