一把「寶刀」和「寶劍」不可或缺的元素是什麼？

冷兵器時代，刀劍鋼材的好壞直接影響刀的品質與性能。也就直接決定了「它」有沒有作為一把「寶刀」/「寶劍」的潛質。冷兵器發展至今，聰明的祖先們總是在尋求更好的材料，更完美的工藝以提高它的性能。這一切都取決於對鋼鐵的深刻認識。那麼你知道生鐵、熟鐵、鋼有什麼區別嗎？

純鐵（熟鐵）是很軟的金屬，有銀白色金屬光澤，既不能制刀槍，也不能鑄鐵鍋、犁鋤。但當純鐵中含有一定量的碳後，就變成我們在各方面使用的鋼鐵了。

鋼鐵中的碳含量決定它的硬度、性能及用途。鐵中含碳在0.02%以上就變成硬度較低的能拔鐵絲、軋制薄白鐵板等用的低碳鋼。含碳量0.25%-0.6%的範圍內的鋼叫中碳鋼，硬度中等，可軋成建築鋼材，鋼板、鐵釘等製品。含碳量0.6%-2.0%時就成為硬度很高的、可制刀槍、模具等的高碳鋼了。低、中、高碳鋼統稱「碳素鋼」。如果鐵中碳含量超過2.0%就變成又硬又脆的可鑄鐵鍋、暖氣片、犁等的生鐵了。一般生鐵含碳量為3.5%—5.5%。所以純鐵、鋼和生鐵的區別主要就在於鐵中的含碳量的不同。

在青銅器盛行的年代，出現了一把鋼鐵劍，當然是毫無疑問的寶劍了，削那個青銅如泥這絕不是傳說。但問題在於鋼鐵器太容易腐蝕了，一不小心就爛成渣。從幹將的記載看，私以為中國古代，尤其是春秋戰國到西漢的絕大多數名劍，都因為是鋼鐵器所以才稱雄一時，但也恰恰因為它們是鋼鐵器，又很快地被時間之河侵蝕因而徹底消亡——這就是為什麼幹將莫邪純鈞湛盧等等絕代名劍都不見後世的根本原因。

出土的漢代鐵劍

我國古代兵器鍛造時為提高鋼鐵刀劍硬度發明了固體滲碳工藝。用品位比較高的鐵礦石，冶煉出優質生鐵，然後，把液態生鐵澆注在熟鐵上，經過幾度熔煉，使鐵滲碳成為鋼（灌鋼法：南北朝時期著名冶金家綦毋懷文推廣改進，這種技術是把生鐵當滲碳劑使用，對熟鐵進行滲碳，得到合適含碳量的鋼。所以這種技術都是先製備好熟鐵，然後將生鐵溶化淋到熟鐵工件上進行滲碳。這種技術在我國文獻里記載相當詳細，如《天工開物》）

炒鋼發展於大概西漢中後期，的原料亦是生鐵，操作要點是把生鐵加熱到液態或半液態，利用鼓風或撒入精礦粉等方法，令硅、錳、碳氧化，把含碳量降低到鋼和熟鐵的成分範圍。

這種就是日本刀匠所稱的「玉鋼」了，刀匠通過鐵的顏色和亮度來判斷碳含量，含碳越多的顏色越暗，一切全憑肉眼和經驗。刀匠會將高碳鋼和低碳鋼分別篩選出來。

熟鐵由鐵礦石用碳直接還原，或由生鐵經過熔化並將雜質氧化而得到的產物；前者冶煉溫度較低，採用比較早，後者溫度雖然較高，但生鐵去碳後由於熔點增高而變稠；兩者都不易使渣和鐵完全分離，所以熟鐵中常含有少量的渣，在加工後顯示纖維組織。

古代兵器 刀劍的鍛造多採用摺疊鍛打技術，鐵中含有的雜質就在對摺——鍛平的過程中在空氣中的氧化掉了，對摺7到8次以後高碳和低碳的部分相互滲透，使碳含量基本均與並達到合適的比例，刃部用鋼大約碳含量0.7%左右較為理想。在微觀上仍呈現出碳含量不均勻的結構，這種碳含量在微觀的差異在淬火後會產生馬氏體分布的不均勻，進而產生微觀鋸齒結構，這種鋸齒結構增加了刀刃的切割力。

百鍊鋼的缺點是，費工、費料、費時，每次對摺都會有一部分鐵氧化掉，且會失去大約0.07%的碳，一大塊坯鐵折打幾次以後就只剩下一小塊鐵了，而且以前靠人力用大鎚打鐵是個非常費工的事情。古時候以煉的次數多少來評定一把刀的品質，現藏於國家博物館的一把漢環首刀就號稱三十煉，即摺疊鍛打三十次（2的30次方層）可想而知其需要摺疊鍛打的次數了，足以見其難得與珍貴。

精鍛百鍊花紋鋼·羽毛紋

摺疊鍛打花紋鋼·樹心紋

摺疊鍛打花紋鋼·流水紋

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