大馬士革鋼

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「木紋」,坩堝鋼所製的劍刃花紋,此為伊朗桑德或早卡扎爾王朝之物。(Moshtagh Khorasani 2006, 516)
大馬士革鋼(現代複製品)

大馬士革鋼英語Damascus steel),中國古稱鑌鐵[1],是一種高碳鋼,現代稱為烏茲鋼(Wootz steel),中東大馬士革地區鑄造刀劍所使用的傳統鋼材。從3世紀到17世紀間,中東地區自印度、斯里蘭卡或中國進口這種鋼材,配合特定鍛造技術,打造出來的刀具,鋒利無比,品質不遜於日本武士刀,這些刀劍也被人稱為大馬士革鋼。

以大馬士革鋼打造的刀劍,刀身會出現一種特殊,類似於木紋的紋路,被稱為穆罕默德紋。大馬士革鋼從冶煉到鍛造對溫度的要求都很苛刻,冶煉時溫度不得高於一千度,鍛造時必須低溫(即中國的所謂「冷鍛」)。這種鋼材在18世紀之後消失,鍛造技術目前也已經失傳。

現代冶金學者曾經多次試圖重新冶煉出這種鋼材,但是多半失敗。現代工藝已經也可以仿造出類似花紋的刀劍,但是尚無法完整重現這種古代鍛造技術。

歷史[編輯]

Hobson、Sinopli和Juleff等歷史學家宣稱,來自印度斯里蘭卡,以及稍晚流傳至波斯烏茲鋼鑄錠就是用來鑄造傳統的大馬士革鋼。從3世紀到17世紀,印度運載鋼鑄錠到中東便是為了製造大馬士革鋼。17世紀時,荷蘭人曾在印度洋上劫掠阿拉伯商船,取得這種鋼材,但是無法利用這種鋼材鑄造出同樣品質的刀劍。這顯示,這種刀劍,需要特殊鋼材,搭配特殊鑄造技術才能打造出來,兩者缺一不可。

在歐洲,研究展示了藉由至少起源於西元前三世紀,由塞爾特人日耳曼民族所擁有的多重的紋路燒焊技術所製造擁有所謂「穆罕默德紋」的高強度劍。

技術的失傳[編輯]

這種鑄劍技術漸漸地衰微,最後在大約1750年後,工匠們便再也無法傳承這項技術了。許多現代理論對這種衰微進行了大膽的解釋,包括:提供金屬必需品的貿易路線的毀壞、金屬中少量他種元素的缺乏、由於藏私或缺乏傳承造成鑄劍工藝的知識流失,或是以上數點的綜合發生。

據信來自印度的烏茲鋼是用來生產這種傳統的大馬士革鋼的生鐵材料,由於取得這種材料的貿易路線太長,而過長的貿易路線稍有毀壞,便可能破壞大馬士革鋼的製造,甚至最終導向技術的失傳。同樣的,如果來自不同生產地的金屬原料,或是熔化後的礦石缺乏製造中所需的關鍵元素如鎢或釩,也可能使得製造失敗。用以控制溫度的循環使熔爐保持在一定的特定溫度的技術也可能失傳,因此阻礙了產生出「穆罕默德紋」的出現。

在大馬士革鋼中發現的奈米碳管結構的證據支持了這項假說:大馬士革鋼裡奈米碳管的沉澱可能起因於特別的製造過程,而且由於製造技術和金屬原料產生太多改變而使得難以再次複製大馬士革鋼。如果這是真的,曾經製造出的大馬士革劍,在經過一連串的測試,唯有擁有品質的小部分才被挑選出來進行貿易。

現代重鑄的嘗試[編輯]

由於紋路燒焊是刀劍的卓越技術,類同於大馬士革刀上的紋路,因此一度據信大馬士革刀是利用這種紋路燒焊技術所製造的。自從1973年,刀劍匠William F. Moran在〈Knifemakers' Guild〉的節目中展示他的大馬士革刀後,擁有紋路表面的鋼一度也被視作大馬士革鋼。這種「現代的大馬士革刀」是以數層的鋼和鐵薄片燒焊成鋼條,紋路的變化端看鐵匠如何運用這鋼鐵,鋼條被拉長和重疊直到形成想要的層次數量。不過當J. D. Verhoeven和A. H. Pendray出版了一篇關於他們對於重鑄大馬士革鋼的元素、結構和可見特色的論述,大馬士革鋼的紋路是這種方式燒焊的信念在1990年代被挑戰。

Bulat鋼(一種在俄羅斯的高加索地區的烏茲鋼)擁有許多相似的特性,但是他們是由不同的製作過程製造出來的。實驗考古學家試圖去重新製造大馬士革鋼,Wadsworth 和Sherby嘗試不同的技術去製造。

Verhoeven和Pendray以一種與來自印度,具有同樣特性的傳統烏茲鋼,同樣也符合大多數傳統的大馬士革劍的鋼鐵開始。烏茲鋼在柔軟,韌鍊的狀態下,加入純粹的鐵碳化物顆粒,會造成烏茲鋼產生超低共熔金hypereutectoid)的狀態。Verhoeven和Pendray已經肯定在鋼鐵表面上的顆粒是鐵碳化合物的顆粒,所以他們的問題是如何在烏茲鋼上重新製造出他們在大馬士革劍上看到的鐵碳化合物紋路。

雖然這種原料可以以低溫來製造出大馬士革般的紋路,並藉由肥粒鐵滲碳體的交互混合的方法可以製造出類似於以紋路燒焊的大馬士革鋼,任何以高熱的方法都足以瓦解碳化物而永久地造成紋路的毀壞。然而,Verhoeven和Pendray發現在真正的大馬士革鋼的樣本中,大馬士革鋼可以藉由處於適度的溫度逐漸回復紋路。他們的調查發現正確的碳化物構成分子其一是釩元素,除非遭受到更高的溫度,否則它們不會散亂以致於瓦解掉碳化物。因此,雖然經由高溫的處理可以使得可見的碳化物紋路消失,但是她卻不會移除掉造成紋路的碳化物結構分子。隨後較低的溫度處理,在一個能使碳化物穩定的的溫度下,其他元素便可以再將炭元素給結合起來,回覆到原本的結構。

註釋[編輯]

  1. ^ 漢學家貝特霍爾德·勞費爾主張,中國古代所謂的鑌鐵,即是大馬士革鋼。