科學認識烏茲鋼，神秘的致命金屬

天下 10-11

大馬士革刀『無名』| 匠人工坊

在中世紀早期，大馬士革刀就已經為歐洲人所知，他們在西亞發現了滿是水紋狀圖案（穆罕穆德梯紋或玫瑰圖案等）的刀劍、斧頭和裝飾華麗的防護裝甲，這跟他們以往見過的兵器大不相同。

而真正被這種兵器折服，是十字軍東征期間，歐洲人發現，大馬士革刀刀鋒堅硬，鋒利，甚至能夠彎曲90度而不會斷裂。

但希臘人和羅馬人都知道，這種致命兵器的原材料，最初是來自於兩千多年前的古印度。

兩千年前的神秘金屬

在公元前500年，印度南部Chera王國的泰米爾人就已經生產出了被認為是世界上最好的鋼鐵，即羅馬人、埃及人、中國人和阿拉伯人記載的Seric Iron，這是一種特殊等級的鐵礦石鋼種，它以鑄錠的形狀大量出口，後來被稱為「Wootz」，烏茲鋼。

在公元1世紀，羅馬科學家Pliny the Elder 在《Natural History》中就提到了從印度南部進口鐵。公元3世紀，希臘鍊金術士Zosimos也提到印度人通過「熔鑄鐵」給高質量的刀劍製造鋼材。

印度冶金學家嚴守的秘密

在很長的一段時間裡，製造烏茲鋼的技術一直是印度冶金學家嚴守的秘密。因此，印度人壟斷了這種高需求金屬的生產和出口。公元前500年，印度生產的烏茲鋼出口到羅馬、埃及、阿拉伯、中國、歐洲等多個王國。

在西亞地區，工匠用烏茲鋼鍛造出了著名的大馬士革彎刀。中世紀時期，十字軍戰士第一次在大馬士革遇到了使用這種高質量刀刃的阿拉伯人，大馬士革刀的名聲傳遍了整個歐洲。

敘利亞大馬士革的刀匠，1900年

在那個時候，歐洲生產的任何鋼鐵都無法與印度的烏茲鋼質量相媲美，在接下來的幾個世紀里，印度仍是烏茲鋼生產的領頭羊。

直到19世紀初，歐洲人才對烏茲鋼的生產方式有所了解。在Benjamin Huntsman和Henry Wesley Volsey等歐洲學者的研究中，記錄了印度人使用坩堝法生產烏茲鋼的過程。

Benjamin Huntsman研究試驗的坩堝（英國謝菲爾德工業博物館展覽）

破譯烏茲鋼製作過程

近現代以前，最主要的三種冶鐵方法是坩堝法、平地築爐法和高爐法。烏茲鋼採用的是坩堝工藝。

將生鐵、熟鐵、和富碳材料(切得很細小的桂皮木片、竹子、卷柏的綠色樹葉)等倒進耐火的粘土坩堝中，密封加熱。木炭不能取代綠色樹葉。

冶煉烏茲鋼，主要包括三個部分：

1、熟鐵滲碳。加熱的過程，可以促進碳在熟鐵中的擴散，從而產生鋼鐵。滲碳，是烏茲鋼工藝的基礎。

2、生鐵脫碳。生鐵在熔化過程中，降低含碳量。

3、熟鐵和鑄鐵在坩堝中加熱，通過熔合產生鋼鐵。

這個過程中，鐵被賦予了更強大的特性，比如延展性、高衝擊強度和降低脆性，這些都是刀劍的理想品質。另外，工匠還在坩堝里加入石灰石、玻璃等，可以去除或增加硫、硅、磷等元素，從而進一步提升質量。

印度人用這種坩堝法，冶煉出了一種非常堅硬的鋼，鋼的含碳量和質量要比當時其他鐵器高得多。

同時，它也是一種不均勻的複合鋼，這往往導致烏茲鋼被進一步鍛造成刀劍後，經過銼削、拋光，會顯現出繁複的花紋圖案（是由高碳鋼的回火馬氏體或珠光體基體中的微碳化物片，以及低碳鋼中的鐵素體和珠光體條帶組成）。

烏茲鋼的秘密

坩堝法，是現代冶金技術之前較先進的鋼鐵技術之一。而烏茲鋼，就是印度基於坩堝工藝和特殊的礦石生產的，是一種在當時性能極佳的高碳鋼。

印度西南部的西高止山脈，尤其是濕婆山脈，多年來為印度製作烏茲鋼提供了最好的礦石原料。

17世紀，烏茲鋼的生產規模幾乎達到了工業規模，Narayanpur、Anuradhapura等中西部、西南部地區，都是古代烏茲鋼的生產基地，有大量的冶鐵工匠通過白沙瓦向西遷徙。同時，這裡還有豐富的燃料。工匠們把幾十個坩堝並排擺好，將鐵、木炭、綠色樹葉等一層層地裝進坩堝。加熱時，他們還採用了獨特的風爐，由季風提供動力。

印度冶煉的烏茲鋼，具有天時地利和一定的偶然性，這種工藝超出了印度當時整體的技術發展水平。

據Mr. Joyner, C.E.所言，自1866年以來，印度政府就開始禁止這一行業，因為砍伐森林威脅高地。

傳奇故事

大馬士革鋼的名聲和歷史也產生了許多傳奇故事，比如它能劈斷來複槍的槍管、切斷飄落的紗巾。