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不锈钢怎么做成大马士革花纹

发布时间:2023-01-10 04:30:52

① 请问大马士革刀是怎么制作出来的呢

大马士革刀原产地印度,是用乌兹钢锭制造,表面拥有铸造型花纹的刀具,古时作为印度、伊朗、波斯等国的兵器。世界三大名刃之一。
乌兹钢是决定大马士革刀的最主要原因! 望采纳
乌兹钢原产印度,分为铸造型和焊接型两种,以铸造型最为经典和贵重。西方学者莫里斯·隆巴哈认为,印度人在公元一世纪左右就已经生产乌兹钢了。但限于当时冶炼铁矿的条件,尚不能建设巨型竖炉,只能建立大约一人多高、上面有开口的馒头型圆炉。圆炉用泥土和石块垒成,在炉子的旁边有用来鼓风的几个羊皮囊。冶炼时将印度原产或非洲东海岸柏柏尔人控制区出产的优质磁铁矿和木炭、竹炭层层叠加置入炉里,点火后用皮囊鼓风持续加热。由于炉温最高只有1000℃左右,铁矿石只能被冶炼成间杂着各种杂质的熟铁块。这是第一道工序,然后利用一种特殊的坩锅将熟铁冶炼成为钢材。
根据西方冶金学家在印度海得拉巴(传说最好的乌兹钢产地)、萨利姆等地的考察日记记载,工匠们主要有两种方法冶炼铸造型乌兹钢,分别以两地名称命名。
海得拉巴法坩埚用花岗岩质的耐火粘土制造,并混以稻壳,使坩埚内壁含有10%的碳质材料。坩埚内不装其他辅助添加物。将其放在圆形的木炭炉内加热,设置在炉顶的4只鼓风器向下吹送空气,加热持续24小时,其温度能保持在1300℃左右,根据这种坩埚的实物分析,某些部位温度甚至高达1470℃,已经接近纯铁的熔化温度。炼成的钢内部仍为熟铁,含碳量0.5%以下,而表面含碳量则可达到0.8%。
萨利姆法把熟铁和一定量的木炭、竹炭粉、竹木屑、石灰和含磷的动物骨灰等放入坩埚,然后封闭,把它放在敞炉中强制通风加热4小时以上,直到熔化后凝成钢锭。这种钢的含碳量平均为1%~1.6%,具有均匀的渗碳体和珠光体组织。
采用上述两种方法,都是在坩锅冷却之后,将其打碎即可得到圆饼形的乌兹钢锭,每块乌兹钢圆饼大约重650~700g。根据周纬先生之著作《亚洲古兵器图说》中记载,乌兹钢的含碳量可达0.5%~1.677%(乌兹钢块含碳量并不均匀,有高有低),含硅量0.01%~0.5%,含锰量0.05%~0.4%,含磷量可高达0.04%~0.2%,含硫量极低。冶炼完毕的乌兹钢圆饼已经显现出尚不明显的纹路,但是铸造型乌兹钢花纹的成因与因反复折叠锻打而有花纹的焊接型花纹钢完全不同,是渗碳时磷、碳凝固产生偏析而形成的,所以研究界命名为“铸造型花纹钢”。
这些冶炼出来的乌兹钢圆饼大多并不在印度本地锻造成刀剑,而是通过陆路与海路运输销往阿富汗、伊朗、土耳其或者是叙利亚首都大马士革,并在那里接受刀匠师傅们的锤炼。

② 大马士革钢的研制

由于印度的乌兹铁矿在17世纪末被开采殆尽,所以铸造型花纹钢也消失了,大马士革钢刀的制作就此失传。20世纪,不断有人想利用现代的科学来分析和复制大马士革钢刀,但是都失败了,而今大马士革已经成为花纹钢的代名词了,现代的大马士革钢只是焊接型的花纹钢了,而且这种花纹是为了美观而制作的没有实际的意义。
在现代制造工艺的冲击下,乌兹钢锭的制作工艺已经失传,现在的大马士革花纹钢是现代工艺的产物,应该说,真正的大马士革刀已经失传了乌兹钢从冶炼到锻造对温度的要求都很苛刻,冶炼时温度不得高于一千度,锻造时必须低温(即中国的所谓“冷锻”)。钢铁在高温下可塑性较好,一般制作刀剑都在高温下将刀剑敲打成型。但乌兹钢如果高温锻造,碳会大量流失,碳结晶也会被破坏,因此锻打时温度不能太高(自然也不能太低),很难掌握,所需的技术,经验,劳力能比其他钢铁要多,成品率却低得多。乌兹钢刀的制作技术只流转于印度,波斯和阿拉伯。欧洲人早在维京时代就通过“瓦兰吉亚到希腊之路”进口乌兹钢,但都是大体成型的钢条,对于钢锭如何加工成刀条欧洲人并不了解。十六世纪葡萄牙人曾劫掠过一艘满载乌兹钢锭的印度商船,运回欧洲出售,大多卖给了里斯本和马德里的高级刀工。这些刀工用这些钢锭制造精致的匕首等物,发现成品没有花纹(说明碳晶体已完全破坏),性能也平平,显然欧洲人用的是自己的传统锻造工艺。 欧洲流行起增强花纹的技术,通过锻打过程中不同材质钢材叠加、凸模、切割等技术使花纹更加明显,这种技术产生的大马士革钢叫作模式(Pattern)大马士革钢。大马士革钢有点向装饰方向靠拢,也给人留下大马士革钢只适合工艺用途的印象。特别是当大马士革钢用于枪管、炮管制造时由于火药燃烧产生的化学反应,枪膛内不同材料的变化不同,枪管内阻力迅速增加,严重影响使用,更加深这种印象。大马士革钢开始第二次衰落。
其实对于刀剑类冷兵器来说,锻打类大马士革钢的产生就是因为可以有较高强度的同时增强韧性而产生的附加效果,例如中国、日本古代的夹钢刀剑及多层锻打水纹钢就是即有高硬度、强度又有好韧性的例子。大马士革钢从开始就是高质量为目标的产物,花纹不过是其显示标志罢了,通过不同材质钢结合在一起使其适用于高硬度、强度同时要求高韧性仍然在现代工业中广泛应用。 但上世纪开始的粉末冶金技术又用到了第四代大马士革钢的生产上,上世纪七十年代初期,瑞典和美国发明了粉末冶金技术。八十年代末期,美国和瑞典的研究人员试验成功将两种高铬粉末金属分别分层累加,然后高温高压固结的技术,绕过锻打这一步骤直接生产出分层不锈钢,此后粉末冶金大马士革不锈钢就只剩下如何使它具有花纹的工作了。这些研究成果导致瑞典人九十年代初开始生产不锈钢大马士革钢。由于粉末冶金具有材料的高度均匀性、组成高合金钢的各个成分可精确控制等特点,可以比传统冶炼的同类钢材有更高强度和硬度,他们要解决的问题是选择两种或更多种具有相近的热工效应但有明显的酸化反应材料。相同的热工效应保障热处理或锻打(不含焊接)出模式大马士革钢,酸化反应差异大保障产品可以经过酸化处理生产强烈对比的花纹。从原理上来将,这种技术可以将几乎任何两种热工效应类似的金属制成大马士革“金属”。

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