汉代环首刀的国内首次研磨研究报告

zjbpiao

如剑兄所言的话，锻打刀条时经常做化学渗碳处理，也会产生研磨时不锈的效果吗

天王

令人佩服的认真与执着...

lqctt

好文章，顶

pp1030

回剑易生兄：
我没有拿硬度推测热处理啊？？？
1 您可能没注意看这段“刀身由均匀细致的珠光体钢与微量铁素体组成，刀刃为马氏体钢，说明曾经过局部淬火处理，技术成熟。并且经过了回火处理。”马氏体是必须经过淬火才能得到的使钢变硬、增强的组织。如果是全淬的话，刀身就不会是“珠光体与微量铁素体”，而是与刃部相同的马氏体才是。正是因为刀身与刀刃的内部组织不同才说明其一定是采用了局部淬火技术。以当时的生产条件，如果不是“覆土烧刃”这种比较原始的办法，还能用什么方法呢？
下面这段驼龙山汉墓的“剑身部位依然是均匀细致的珠光体钢和少量铁素体，而剑刃部位则是马氏体钢。”也是一个道理。只有采用局部淬火技术，才会产生这样的金相组织。
2引用您的话“当时双液淬火以是刀剑最先进的热出工艺法了，覆土烧技术在工艺本身而言其合理性要大于双液法，所以如果汉出现覆土工艺而没得到推广我是不太认同的。”
首先，您混淆了一个概念，覆土烧刃本身只是使工件局部加热的技术，目的是为了下一步只用工件局部（刃部）淬火。双液淬火是指用两种冷却速度不同的介质淬火。这是完全不同的两道工序。先覆土烧刃再淬火（可以是单液，也可以是双液）两个工序步骤相合才是一次完整的局部热处理过程。覆土烧刃只是热处理工艺法的一个步骤，双液淬火是热处理工艺法的另一个步骤。两者不但不互相抵触，而且应该是在工序上互相承接的两个步骤。何来“覆土烧技术在工艺本身而言其合理性要大于双液法”的说法？
其次，我们先不提双液淬火本身是应用到“宿铁法”兵器也就是"夹钢"锻造法所造的兵器上的，而这种两边软铁中间加硬钢的复合方法本身由于熟铁在淬火时基本不产生硬度变化所以无需覆土烧刃这一步骤。即使是需要覆土烧刃（比如两边所用的不是软铁而是花纹钢或低碳钢）其本身与用双液淬火也不发生任何冲突.双液淬火是利用不同介质淬火时不同的冷却速度和效果来达到所需的目的，也即是刃硬身软，刚柔合一。覆土烧刃的目的也是如此。两者都是为了达到同一目标而产生的技巧，并不存在谁妨碍谁的问题，又怎能得出“如果汉出现覆土工艺而没得到推广”这样的结论呢？

凤翼天翔

拜读了.又显我天国神威.

半江湖人

牛贴，好好学习

刀匠

QUOTE:
以下是引用 剑易生 在2009-6-16 2:16:48的发言：
对刀匠兄关于汉剑研磨中出现的几个问题的补充：

——环首刀始终没有出现烧刃：汉造刀剑多不采用（工艺问题和资源问题，采矿冶炼多为一处所至)多材料合锻的可能性不大,也就是说夹钢和多元素材料复合折煅条件不太具备.相同材料金属表面淬火应激条件相同,收缩性也大致相同，所以淬火线就很难看的出来，所以不能说没有烧刃或采用淬火技术。

——关于研磨不易锈问题：在这里个人看法一下，原因从金属老化角度看可能是因为刀剑表面铁元素流失化后富碳层的产生。在钢铁中碳或石墨元素是稳态元素流失困难，而铁元素为亚稳状态，所以这种事应该可能存在。钢铁碳元素提高，质地表面碳密度加大抗锈能力就会大大加强。在古法刀剑铸造中有蘸寒水之说，指的不是我们现在说的淬火，而是深井饮直的做法，寒水多类似盐水和矿物质水，目地在很大程度上多有加速材料表面脱鐡富碳化的功效，这样做防锈能力会大大增强了！从对古刀的剑感受中，锈腐后的刀剑经研磨后多好像比新宝剑锋利，其原因也许可能就存在于这种富碳层的产生。也不知我的认识是否有道理，希望刀匠兄能一起交流一下！
这把刀没有做更多的科学分析不敢妄断。
至于锈蚀的刀剑研磨出来要比新作刀剑研磨出来更加锋利一说，就个人经验来说并没有体现出来。

剑易生

对刀匠兄关于汉剑研磨中出现的几个问题的补充：

——环首刀始终没有出现烧刃：汉造刀剑多不采用（工艺问题和资源问题，采矿冶炼多为一处所至)多材料合锻的可能性不大,也就是说夹钢和多元素材料复合折煅条件不太具备.相同材料金属表面淬火应激条件相同,收缩性也大致相同，所以淬火线就很难看的出来，所以不能说没有烧刃或采用淬火技术。

——关于研磨不易锈问题：在这里个人看法一下，原因从金属老化角度看可能是因为刀剑表面铁元素流失化后富碳层的产生。在钢铁中碳或石墨元素是稳态元素流失困难，而铁元素为亚稳状态，所以这种事应该可能存在。钢铁碳元素提高，质地表面碳密度加大抗锈能力就会大大加强。在古法刀剑铸造中有蘸寒水之说，指的不是我们现在说的淬火，而是深井饮直的做法，寒水多类似盐水和矿物质水，目地在很大程度上多有加速材料表面脱鐡富碳化的功效，这样做防锈能力会大大增强了！ 从对古刀的剑感受中，锈腐后的刀剑经研磨后多好像比新宝剑锋利，其原因也许可能就存在于这种富碳层的产生。也不知我的认识是否有道理，希望刀匠兄能一起交流一下！

剑易生

谢谢PP1030兄资料：
不过对覆土烧的历史起源问题至今没有考据（些许是我见识不足的原因），对次我一直很是怀疑，就汉浦元西汉中晚期炒钢的冶炼技术应用而言，材料采用如铁料参合法和锻折延展技术而言，解决均化问题应该说远远不够，即使近代工业采用沸态和静态双结合的方式解决这一问题也很难，这就面临测试时硬度不同问题，同时加热匀化问题也是导致硬度不同的主要原因，所以不能单拿硬度来推测热处理问题。第二，就东汉浦元双液淬火或和綦毋怀文所记述的资料来看，当时双液淬火以是刀剑最先进的热出工艺法了，覆土烧技术在工艺本身而言其合理性要大于双液法，所以如果汉出现覆土工艺而没得到推广我是不太认同的。另淬火还有淬透层问题，而淬透层的厚薄软因有和研磨力度有关，我们很难说表面硬度不会因研磨度的大小而改变，所以不要太相信硬度和材料现象对工艺的引导性认识！工艺就是工艺，即便是相同材料淬火时入水出水速度不同产生的硬度和微化表象也是不同，只在基本工艺和材料的双重认识及历史合理性发展下我们的推测才可能接近原本真实！

小刀匠

是的，日刀剑锻造技术是基于我们汉唐刀剑的技法研究发展而来的。
想到这点我就很心痛，我们祖宗的好东西却让他人给“继承”了，难受。

pp1030

精彩，学习，向刀匠先生致敬，敬佩先生科学详实严谨的态度。

另致剑易生兄：
您所谓的烧刃实际是指覆土烧刃这样的局部热处理技术吧，淬火前不都是要是将金属均匀地加热至适当温度吗，这个就是烧刃了，覆土烧刃实际是为了保持刃体背脊部的韧度与弹性，使刃体达到刃硬身软，刚柔相济的效果，而使用的局部烧刃局部淬火的技术。
我国在1974年山东苍山东汉墓葬所出土的一批环首刀中曾经做过取样检测。样刀通长115厘米，系以炒钢为原料反复折叠锻打而成。刀背有错金铭文“永初六年五月丙午造卅（三十）炼大刀吉祥宜子孙”永初为东汉安帝年号，说明此刀系作于公元112年。检验表明：此刀通体含碳量均匀，约为0.7%，刀身由均匀细致的珠光体钢与微量铁素体组成，刀刃为马氏体钢，说明曾经过局部淬火处理，技术成熟。并且经过了回火处理。
紧接着4年后1978年江苏徐州铜山县驼龙山汉墓所出一把钢剑，通长109厘米，剑茎上有错金铭文“建初二年蜀郡西工官王愔造五十炼□□□钢剑□”字样。建初为东汉章帝年号，说明此剑系作于公元77年。检验表明也是以炒钢为原料反复折叠锻打所造，中间刃钢部位含碳量较高约为0.7%-0.8%两边剑身部位含碳量较低约0.4%-0.5%这种中间高碳钢被两边中碳钢所夹的组合方式疑为夹钢锻造技术的雏形。剑身部位依然是均匀细致的珠光体钢和少量铁素体，而剑刃部位则是马氏体钢。说明此剑也经过了类似覆土烧刃的局部淬火处理技术，而且非常成熟。并且同样经过了回火处理。
这两样刀剑的检测结果说明了我国至迟在东汉初期就已经掌握了技术高度成熟的局部烧刃局部淬火的热处理技术。

其实这两个例子在前面刀匠先生列的资料文献里也有，只是截取的比较简略罢了。剑易生兄如果想了解的更多更详细，可以找一些关于我国古代金属冶炼技术炼钢技术和兵器发展史的书来看。由于出土较早（70年代）的缘故，这两样刀剑的资料一般都会被各书的作者引用，此外还有很多其它的资料，都说明我们今天所用的传统火工锻打技术和传统热处理手段基本上在汉代就已经完全成型了。

lqyungang

精彩,学习..

观察哨

漫漫看，慢慢端详

fallingstarc

很详细的资料 谢谢老师

fallingstarc

好长的刀啊