古代大马士革钢刀锻打花纹形成机制的理论分析

古代大马士革刀锻打花纹的形成机制是历史上持续数个世纪的热门研究课题.本文简要回顾了乌兹钢、大马士革刀和大马士革花纹的历史背景,着重介绍并分析了当代冶金研究者关于大马士革花纹形成机制的主要观点和争论,并通过现代冶金学热力学和动力学理论模型分析了这些主要观点,包括定量计算钢中S,P,V等元素对Fe-C平衡相图的影响、慢速凝固时S,P等元素的偏析程度、以及V(CN)粒子在奥氏体相区的析出温度以及V在高温退火时扩散动力学等.据此,作者提出了关于古代大马士革刀中花纹形成的新机制,即由于乌兹钢锭中凝固时S,P的枝晶偏析,导致凝固后偏析区形成硫化物或磷化物,尤其是磷的枝晶偏析导致冷却时形成磷化物与渗碳体的共晶体,在后续的加热过程中不能完全固溶,并作为热锻时析出的渗碳体析出核心,从而决定了渗碳体在大马士革刀中的空间分布和最终的大马士革花纹的形成.     

"镔铁"新考

“镔铁”作为一种高质量的钢铁制品在中西技术文化交流史中占有重要地位。“镔铁”最早文献记载于隋代的《不空弱索咒经》，见于史书最早为初唐的《周书》、《隋书》。唐代惠琳《一切经音义》有“镔铁”最早的词义解释。“镔”字除了外来语直接音译以外，也可解释为来自局宾的铁。“镔铁”频繁出现在各种古代文献中，其中作为物产出现最多。史料记载的“辽以镔铁为号”应是金人杜撰；元代“镔铁局”只是借用“镔铁”这个名称，仅仅是对来自中亚、西亚的色人铁匠们进行管理的一个机构；哈密“噢铁石”的记载，经考证可能是陨石或者坩埚钢；太原府的镔铁坑（祠）应为一个7台铁遗址；镔铁制作的物品范围很广，不仅有兵器工具类，也有利用其精美外观特性制作的各种物品。南宋《云烟过眼录》中“金水总管造”镔铁小刀，是最早有关带花纹镔铁刀的记载。中国古代大量诗歌中，以镔铁为喻的篇章多谈及其锋利、表面花纹等特征。大马士革钢从某种程度上就是表面花纹钢的代名词，以自然花纹为特征，更像是由中亚的布拉特钢加工得来，而由南亚乌兹钢加工得到的大马士革钢却很少见。“镔铁”不是“大马士革钢”的同义词，更接近于坩埚钢系列。无论从文物考古还是文献资料来看，中国中原地区一直缺乏镔铁生产的可靠证据。新疆冶金考古的新进展，应该能够为探讨镔铁的起源与传播提供更多有价值的证据。