百炼钢-百炼钢和花纹钢的区别

打刀的钢材应该是宋代时期的百炼钢最好。不管是硬度还是柔韧度都达到了一个很高的水平。不过可惜的是已经失传。明宋应星《天工开物》中说：“刀剑绝美者以百炼钢包裹其外。”沈括《梦溪笔谈》卷三云“予出使至磁州，锻坊观炼铁，方识真钢。凡铁之有钢者，如面中有筋，濯尽柔面，则面筋乃见，炼钢亦然。但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼，不耗矣。

此乃铁之精纯者，其色清明，磨莹之，则黯然青且黑，与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者，皆系地之所产。”此“精铁”指百炼钢原料，应是含碳量稍高，所含夹杂不十分多的铁碳合金。“一锻一轻”，应是不断去除夹杂，氧化铁皮不断产生并脱落之故。“累锻而斤两不减”应是相对而言的。“炼之至尽而全无钢”可能是含硫较多、产生热脆的缘故。这是我国古代文献中对百炼钢工艺和原理记述得最为详细的一段文字。

可见“百炼”即是百锻，其中心环节是反复锻打，“百炼钢”就是去除夹杂后的一种“纯钢”。从现代技术原理看，反复锻打除了排除夹杂外，还可均匀成分、致密组织，有时亦可细化晶粒，从而极大地提高材料质量。许慎《说文解字》云“锻，小冶也。”这是很有道理的。有学者认为“百炼”的中心环节是渗碳，百炼钢是一种渗碳钢；又有学者认为“百炼”的中心环节是脱碳，百炼钢是一种生铁脱碳炼钢，这都是一种误解。

我们以为百炼过程中，金属含碳量虽可能有些变化，但此非百炼的目的。

关于“百炼”的具体操作，从多方面的资料来看，至少应包括三种类型

1多层积叠锻合法，即把许多块料积叠并锻合在一起。这些原料的成分可以相同，也可以不同；积叠锻合后也可再次折叠。这有三方面资料可为佐证。

一是文献记载。据曹植《宝刀赋》云，建安中，曹操作宝刀五枚，曹操在《内诫令》中称此刀为“百炼利器”，在《百辟刀令》中又谓之“百辟刀”。“辟”者，襞也，多层积叠、反复折叠也。说明此“百辟”是“百炼”的一种具体方式。

二是实物资料。科学分析表明，永初六年“卅湅刀”和建初二年“五十湅”长剑金相组织都明显分层，前者在刃部取样含碳量约，夹杂物细薄分散，变形量较大，分布均匀，大体为30层左右。后者刃部组织分为三部分，中心部分约可分为15层，含碳量，组织均匀；两个边部对称，各有20层左右，含碳量不甚均匀，高碳部分为，低碳部分为，总计为50余层。柯俊等：《中国古代的百炼钢》，《自然科学史研究》年第4期。可见在早期百炼钢工艺中，炼数与组织层数之间存在一定关系。当然，未必所有百炼钢皆是如此，“百”当言多，而非严格的数字指数。

三是日本刀工艺。据研究，日本刀的皮部、心部往往都由多层积叠的材料锻合而成。皮部常用含碳量13左右的“玉钢”制作，先把玉钢锻成许多小块，后将其积叠锻合，再横向、纵向折叠，据说要反复折叠23次。心部常用含碳量稍低的“庖丁铁”与“玉钢”混合锻打，比例为2∶1。锻合后还要折叠10次以上。内田天夫：《大日本刀剑新考》，年，第297、298页。

2单料反复折叠锻合。未折叠前若材料为一层时，经次折叠后，便会出现2n层。现代龙泉宝剑曾有“九炼”之说，“九”亦含“久”意，但实际锻打次数取决于原料质量和对产品性能的要求，通常要锻打半天。日本刀也有类似的操作，有人说新刀期要折叠15次，得到层组织；又有人说近世之日本刀不过折叠78次，得到128或256层组织本间顺治：《日本刀》，岩波书店年，第页。；在金相显微镜下，此组织有时能够分解，有时不能分辨。

3旋绕锻合法。魏源《海国图志》引黄冕《飞炸弹炮说》云“用铁条烧熔百炼，逐渐旋绕成团，每五斤方能炼成一斤。”据调查，二十世纪三十年代以前，北京宝刀工艺中也有一种类似的操作，但其旋绕锻合的次数视情况而定。

百炼钢因制作艰难，金属收得率低，所以主要用作宝刀宝剑一类名贵器物，普通刃器和生产工具应用甚少

但是可惜的是现在百炼钢的制作方法已经失传。唐朝的百炼钢剑应该仅次于宋朝的。

中碳钢硬度适中，有一定的韧性，但很难达到“削铁如泥”的效果

高碳钢硬度较高，韧性不足，但能“削铁如泥”

锰钢50Mn有硬度，也有一定的韧性，经过合适的热处理，可“削铁如泥”

花纹钢比较难做，是低碳钢和中高碳钢的结合，锻造时须多次扭曲、折叠，是较好的做法，能“削铁如泥”也有较好的韧性，自己选择一下吧。

注意花纹剑因工艺复杂，很少，好多是通过“腐蚀”的方法做出来的，别将假货买回。

夹钢轧制就是在轧辊咬入钢板之后，推床仍然夹紧处于轧制状态的钢板，直到钢板顺利完成轧制。采用夹钢轧制这种方法生产，在轧制薄钢板和长钢板时，可以有效的避免产生镰刀弯，甚至还可以消除部分已经产生的镰刀弯。在对中夹紧钢板后，还可以适当提供后张力，降低轧制力，提高产品的平直度、成材率、更好地保证设备的安全。但是，采用这种方式生产，也会造成推床磨损严重，影响对中精度，容易损坏推床的传动设备。

钢铁的含碳量不是那么简单的越高越好的。

用作刀剑的钢铁，有两个基本属性，一是硬度，一是韧度，

硬度就是这把刀能够切割多硬的东西，

韧度则是这把刀有多好的弹性，能弯到什么程度不会崩坏

很可惜，这两种属性在一定程度上是互斥的，

钢铁里面含碳量越高，硬度就越高，打造出来的刀越锐利，但是也越脆，很可能一碰到硬的东西就崩口了；

而含碳量低的熟铁，韧度很高，打造出来的刀不容易崩坏，甚至可以弯曲到一个程度也不会折断，但是没什么硬度，切割不了比较硬的东西

所以，真正的好刀是必须设法融合高碳钢和熟铁的优点的。

在古代，最好的办法就是用折叠锻打，把高碳钢和熟铁一层一层细密地打在一起，这样打出来的刀就兼有高碳钢的锋利，和熟铁的韧度。这种工艺打出来的刀剑在古代都是精品中的精品了，虽然这种工艺是中国发明的，但后来是伊朗（古代波斯）那边的锻造工艺最好，因此又被称为大马士革钢；又因为折叠锻打出来的钢，表面会有一层一层的纹路，很美观，因此又成为花纹钢