大马士革钢
历史
Hobson、Sinopli和Juleff等历史学家宣称,来自印度和斯里兰卡,以及稍晚流传至波斯的乌兹钢铸锭就是用来铸造传统的大马士革钢。从3世纪到17世纪,印度运载钢铸锭到中东便是为了制造大马士革钢。17世纪时,荷兰人曾在印度洋上劫掠阿拉伯商船,取得这种钢材,但是无法利用这种钢材铸造出同样品质的刀剑。这显示,这种刀剑,需要特殊钢材,搭配特殊铸造技术才能打造出来,两者缺一不可。
在欧洲,研究展示了借由至少起源于公元前三世纪,由塞尔特人和日耳曼民族所拥有的多重的纹路烧焊技术所制造拥有所谓“穆罕默德纹”的高强度剑。
技术的失传
这种铸剑技术渐渐地衰微,最后在大约1750年后,工匠们便再也无法传承这项技术了。许多现代理论对这种衰微进行了大胆的解释,包括:提供金属必需品的贸易路线的毁坏、金属中少量他种元素的缺乏、由于藏私或缺乏传承造成铸剑工艺的知识流失,或是以上数点的综合发生。
据信来自印度的乌兹钢是用来生产这种传统的大马士革钢的生铁材料,由于取得这种材料的贸易路线太长,而过长的贸易路线稍有毁坏,便可能破坏大马士革钢的制造,甚至最终导向技术的失传。同样的,如果来自不同生产地的金属原料,或是熔化后的矿石缺乏制造中所需的关键元素如钨或钒,也可能使得制造失败。用以控制温度的循环使熔炉保持在一定的特定温度的技术也可能失传,因此阻碍了产生出“穆罕默德纹”的出现。
在大马士革钢中发现的奈米碳管结构的证据支持了这项假设:大马士革钢里奈米碳管的沉淀可能起因于特别的制造过程,而且由于制造技术和金属原料产生太多改变而使得难以再次复制大马士革钢。如果这是真的,曾经制造出的大马士革剑,在经过一连串的测试,唯有拥有品质的小部分才被挑选出来进行贸易。
现代重铸的尝试
由于纹路烧焊是刀剑的卓越技术,类同于大马士革刀上的纹路,因此一度据信大马士革刀是利用这种纹路烧焊技术所制造的。自从1973年,刀剑匠William F. Moran在《Knifemakers" Guild》的节目中展示他的大马士革刀后,拥有纹路表面的钢一度也被视作大马士革钢。这种“现代的大马士革刀”是以数层的钢和铁薄片烧焊成钢条,纹路的变化端看铁匠如何运用这钢铁,钢条被拉长和重叠直到形成想要的层次数量。不过当J. D. Verhoeven和A. H. Pendray出版了一篇关于他们对于重铸大马士革钢的元素、结构和可见特色的论述,大马士革钢的纹路是这种方式烧焊的信念在1990年代被挑战。
Bulat钢(一种在俄罗斯的高加索地区的乌兹钢)拥有许多相似的特性,但是他们是由不同的制作过程制造出来的。实验考古学家试图去重新制造大马士革钢,Wadsworth 和Sherby尝试不同的技术去制造。
Verhoeven和Pendray以一种与来自印度,具有同样特性的传统乌兹钢,同样也符合大多数传统的大马士革剑的钢铁开始。乌兹钢在柔软,韧炼的状态下,加入纯粹的铁碳化物颗粒,会造成乌兹钢产生超低共熔金(hypereutectoid)的状态。Verhoeven和Pendray已经肯定在钢铁表面上的颗粒是铁碳化合物的颗粒,所以他们的问题是如何在乌兹钢上重新制造出他们在大马士革剑上看到的铁碳化合物纹路。
虽然这种原料可以以低温来制造出大马士革般的纹路,并借由肥粒铁和渗碳体的交互混合的方法可以制造出类似于以纹路烧焊的大马士革钢,任何以高热的方法都足以瓦解碳化物而永久地造成纹路的毁坏。然而,Verhoeven和Pendray发现在真正的大马士革钢的样本中,大马士革钢可以借由处于适度的温度逐渐回复纹路。他们的调查发现正确的碳化物构成分子其一是钒元素,除非遭受到更高的温度,否则它们不会散乱以致于瓦解掉碳化物。因此,虽然经由高温的处理可以使得可见的碳化物纹路消失,但是她却不会移除掉造成纹路的碳化物结构分子。随后较低的温度处理,在一个能使碳化物稳定的的温度下,其他元素便可以再将炭元素给结合起来,回复到原本的结构。
参看
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