030章 刀剑铁甲

    春秋战国时期，正是冶金业从青铜器过渡到铁器时期。因为铁器的熔点高，春秋时期炼铁炉达不到这么高的温度，炼出的铁块都是海绵体，含杂质多，易脆，还不如青铜。如果谁要炼出锋利的铁剑，那一定是有神鬼相助。

    古人用天上飞来的陨石来制作剑的刃部。因为陨石中所含的铁质远比青铜坚硬，但这种陨铁非常稀少。欧冶子一直在寻找一种与陨铁性能相同的替代材料铁砂。相传欧冶子在铸剑时，“赤堇之山破而出锡，若耶之溪涸而出铜，雨师扫洒，雷公鼓橐，蛟龙捧炉，天帝装炭；太一下观，天精下之。欧冶乃因天之精神，悉其伎巧，造为大刑（型）三，小刑（型）二；一曰湛庐，二曰纯钧，三曰胜邪，四曰鱼肠，五曰巨阙。”

    古代人喜欢装神弄鬼，认为炼出宝剑是偶然的，是神技，一般人炼不出是必然的，文人在记载的时候也是用玄幻笔法。其实这个描述本身就不对，这是描写铸造青铜剑的，青铜的主要成分是锡和铜，根本不是说铸造铁剑的。

    在綦毋怀文之前，中国古代的钢刀大都用百炼钢制成，这样制作的刀剑虽然性能优异锋利，但也存在不少缺陷，整把刀全部用百炼钢制成，价格昂贵；如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供七个人吃两年九个月的粮食。而且百炼钢制作刀剑费时费力，三国时，曹操命有司制作宝刀五把，用了三年时间。

    綦毋怀文发明灌钢法之后，能比较稳定地得到钢材。一般来说，刃口主要起刺杀作用，因而要求有比较高的硬度，这样才能保证刀的锋利，所以应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起支撑作用，要求有比较好的韧性，使刀在受到比较大的冲击时不致折断，这样就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似的认识，在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙的结合起来，将二者恰到好处地用在合适的地方，既满足了钢刀的不同部分的不同要求，又节省大量昂贵钢材，利于钢刀的推广和普及。

    这就是包钢法，唐刀就是这样锻造的。这种制刀工艺，今天还在沿用，许多好的刀（包括菜刀、劈材刀等等）大都使用包钢的工艺打制而成，这么做的目的：取铁的韧性和钢的硬性而排除了铁的软性和钢的脆性。“好钢要用在刀刃上”就是这个道理。这种刀，在使用时非常锋利而且不容易断，还有就是刀比较容易打磨——因为只有中间一线钢，而两边是铁，所以磨刀时要轻松得多。但这种制刀工艺要麻烦一些，所以后世的市面上这种刀越来越少价格也不低。

    刘丹铸剑，当然不会去搞什么百炼钢，包钢，夹钢。因为转炉炼钢可以得到大量的钢材，所以刘丹都用砂模铸造法铸造出刀剑的初坯，然后再经过砂轮的初磨，再用覆土烧刃法淬火，一把钢刀就完成了。

    所谓“覆土烧刃”，就是以调配的泥土覆盖刀身不需要高硬度的位置，然后将刀剑加热至特定温度，当红热的刀身进入水中后，裸露的部分迅速冷却，而有泥土覆盖的部位的温度变化不会非常明显，导致硬度与赤裸部位不同，从而达到刚柔并济的效果，在刀刃硬度高的情况下，依旧能保持刀身的良好韧性。

    覆土烧刃的工艺需要的几种原料：黏土+硼砂+铁粉+碳粉（比例是1:1），再加上以碳粉含量相等的木炭。

    铁粉一般使用锈铁，可用砂轮机磨下来

    的，然后用磁铁一吸就可以了；土用生土；硼砂是一种钠硼酸盐砂泥岩粉末，它的作用是去除表面氧化物，使粘土与刀身粘连的更紧密，淬火时使之不易脱落，还可以防止淬火时钢的表面脱碳。

    覆土烧刃法淬火的原理，是钢材随着温度的升高而改变结晶方式，在温度达到727～911度（因含碳量而异）以上时，变为一种称为麻田系（MARTENSITE）的结晶，此时将火红的钢投入水或油中，因瞬间降温致使结晶来不及变回，而被固定下来，称之为淬火。麻田系（MARTENSITE）结晶的特性是硬且脆，而且体积较原来大。所述的“麻田系”在材料学中称为“马氏体”。

    不同的液体淬火，能得到不同的钢材，水淬速度最快，得到的硬度较高；油淬速度相对慢点，得到的硬度相对低些；风淬速度相对更慢，得到的硬度相对再低些，但是韧性高。按钢材的不同和对性能要求不同可以选择最合适的热处理方式。

    同一块钢材火红时，若未全部投入水中，只有局部泡水，则未入水部份，因缓慢降温而回复原来的结晶状态，导致硬度及体积不变，称之为局部淬火。覆土烧刃即属局部淬火的一种。覆土部份的刀身因覆土的隔离，就如同未投入水中一样，一把直的刀身。经过局部淬火后，刃口硬度。体积都增加了，自然就往刀背的方向弯曲。淬火后还需回火处理，将刀稍加热后让其自然冷却，对刀剑硬度无影响，韧性由此提高。这样就可以一次性地得到钢材的坚硬和韧性。

    现在别说刀剑，就是菜刀、镰刀、劈菜刀等等都是用这种方法生产出来，这要让那些铁匠看见了都会骂刘丹是个败家子。至于送给周抚的宝剑，那又是另外一回事了，从原料到成品，须经炼、锻、铲、锉、刻花、嵌铜、冷锻、淬火和磨等二十几道主要工序，也很费时间，但是价钱也高。古代君子都要佩剑的，特别是这种实用和卖相... -->>
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