大馬士革鋼的研制「2個(gè)回答」

摘要:由于印度的烏茲鐵礦在17世紀(jì)末被開(kāi)采殆盡,所以鑄造型花紋鋼也消失了,大馬士革鋼刀的制作就此失傳。20世紀(jì),不斷有人想利用現(xiàn)代的科學(xué)來(lái)分析和復(fù)制大馬...

  由于印度的烏茲鐵礦在17世紀(jì)末被開(kāi)采殆盡,所以鑄造型花紋鋼也消失了,大馬士革鋼刀的制作就此失傳。20世紀(jì),不斷有人想利用現(xiàn)代的科學(xué)來(lái)分析和復(fù)制大馬士革鋼刀,但是都失敗了,而今大馬士革已經(jīng)成為花紋鋼的代名詞了,現(xiàn)代的大馬士革鋼只是焊接型的花紋鋼了,而且這種花紋是為了美觀而制作的沒(méi)有實(shí)際的意義。

  在現(xiàn)代制造工藝的沖擊下,烏茲鋼錠的制作工藝已經(jīng)失傳,現(xiàn)在的大馬士革花紋鋼是現(xiàn)代工藝的產(chǎn)物,應(yīng)該說(shuō),真正的大馬士革刀已經(jīng)失傳了烏茲鋼從冶煉到鍛造對(duì)溫度的要求都很苛刻,冶煉時(shí)溫度不得高于一千度,鍛造時(shí)必須低溫(即中國(guó)的所謂“冷鍛”)。鋼鐵在高溫下可塑性較好,一般制作刀劍都在高溫下將刀劍敲打成型。但烏茲鋼如果高溫鍛造,碳會(huì)大量流失,碳結(jié)晶也會(huì)被破壞,因此鍛打時(shí)溫度不能太高(自然也不能太低),很難掌握,所需的技術(shù),經(jīng)驗(yàn),勞力能比其他鋼鐵要多,成品率卻低得多。烏茲鋼刀的制作技術(shù)只流轉(zhuǎn)于印度,波斯和阿拉伯。歐洲人早在維京時(shí)代就通過(guò)“瓦蘭吉亞到希臘之路”進(jìn)口烏茲鋼,但都是大體成型的鋼條,對(duì)于鋼錠如何加工成刀條歐洲人并不了解。十六世紀(jì)葡萄牙人曾劫掠過(guò)一艘滿載烏茲鋼錠的印度商船,運(yùn)回歐洲出售,大多賣(mài)給了里斯本和馬德里的高級(jí)刀工。這些刀工用這些鋼錠制造精致的匕首等物,發(fā)現(xiàn)成品沒(méi)有花紋(說(shuō)明碳晶體已完全破壞),性能也平平,顯然歐洲人用的是自己的傳統(tǒng)鍛造工藝。 歐洲流行起增強(qiáng)花紋的技術(shù),通過(guò)鍛打過(guò)程中不同材質(zhì)鋼材疊加、凸模、切割等技術(shù)使花紋更加明顯,這種技術(shù)產(chǎn)生的大馬士革鋼叫作模式(Pattern)大馬士革鋼。大馬士革鋼有點(diǎn)向裝飾方向靠攏,也給人留下大馬士革鋼只適合工藝用途的印象。特別是當(dāng)大馬士革鋼用于槍管、炮管制造時(shí)由于火藥燃燒產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng),槍膛內(nèi)不同材料的變化不同,槍管內(nèi)阻力迅速增加,嚴(yán)重影響使用,更加深這種印象。大馬士革鋼開(kāi)始第二次衰落。

  其實(shí)對(duì)于刀劍類(lèi)冷兵器來(lái)說(shuō),鍛打類(lèi)大馬士革鋼的產(chǎn)生就是因?yàn)榭梢杂休^高強(qiáng)度的同時(shí)增強(qiáng)韌性而產(chǎn)生的附加效果,例如中國(guó)、日本古代的夾鋼刀劍及多層鍛打水紋鋼就是即有高硬度、強(qiáng)度又有好韌性的例子。大馬士革鋼從開(kāi)始就是高質(zhì)量為目標(biāo)的產(chǎn)物,花紋不過(guò)是其顯示標(biāo)志罷了,通過(guò)不同材質(zhì)鋼結(jié)合在一起使其適用于高硬度、強(qiáng)度同時(shí)要求高韌性仍然在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用。 但上世紀(jì)開(kāi)始的粉末冶金技術(shù)又用到了第四代大馬士革鋼的生產(chǎn)上,上世紀(jì)七十年代初期,瑞典和美國(guó)發(fā)明了粉末冶金技術(shù)。八十年代末期,美國(guó)和瑞典的研究人員試驗(yàn)成功將兩種高鉻粉末金屬分別分層累加,然后高溫高壓固結(jié)的技術(shù),繞過(guò)鍛打這一步驟直接生產(chǎn)出分層不銹鋼,此后粉末冶金大馬士革不銹鋼就只剩下如何使它具有花紋的工作了。這些研究成果導(dǎo)致瑞典人九十年代初開(kāi)始生產(chǎn)不銹鋼大馬士革鋼。由于粉末冶金具有材料的高度均勻性、組成高合金鋼的各個(gè)成分可精確控制等特點(diǎn),可以比傳統(tǒng)冶煉的同類(lèi)鋼材有更高強(qiáng)度和硬度,他們要解決的問(wèn)題是選擇兩種或更多種具有相近的熱工效應(yīng)但有明顯的酸化反應(yīng)材料。相同的熱工效應(yīng)保障熱處理或鍛打(不含焊接)出模式大馬士革鋼,酸化反應(yīng)差異大保障產(chǎn)品可以經(jīng)過(guò)酸化處理生產(chǎn)強(qiáng)烈對(duì)比的花紋。從原理上來(lái)將,這種技術(shù)可以將幾乎任何兩種熱工效應(yīng)類(lèi)似的金屬制成大馬士革“金屬”。

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