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          寶劍的硬度和韌性

          瀏覽 12585 次【字號 】 發布時間:2010-10-24 12:55:22 打印本頁
              人類最早的武器是從石器進化到青銅器時代,起初青銅器都是以鑄造方式制造,因此 中國人都把造劍稱為鑄劍,可是進入鐵器時代以后,由于大多數鋼的鑄造組織脆性都很大,不適合承受沖擊力,必須經過隨后的鍛造及熱處理來改善其組織性能,而鍛造不但可以使組織細致化,還可除去組織中的雜質,并使材料內部組織沿著拉伸方向呈纖維狀分布,所以人類開始了鍛冶鋼鐵的技術研究,金屬鑄造因為容易摻雜氣泡與礦渣而影響強度,所以人類又發明了冶鍛鋼鐵的技術,所有的鋼鐵兵器都是以鍛造的方式為之,因此若以鑄劍來稱呼鋼鐵刀劍的制造方法,已經是錯誤的了。
            即使時至今日,鋼鐵材質的刀劍仍然有一個先天上互為矛盾的問題難以克服,那就是硬度與韌性的兩難,鋼鐵中所含的碳素,經過淬火 (急冷)后,來不及擴散遷移,被強制地限制在鐵原子的晶格之間, 造成了原子晶格的畸變,破壞了平衡狀態下碳的分布,當碳含量達到一定程度時,就產生了一種硬而脆的組織,材料學中稱之為馬氏體組織,隨著碳量的增多,脆性增大,影響刀劍揮砍時的耐沖擊度,若要保持鋼材的韌性,卻得犧牲它的硬度,如此一來,刀口將不夠鋒利, 甚至會在劈到硬物后翻卷,這種硬度與韌性的兩難,是古今中外所有刀匠一致面對的最大課題。
            基于刀劍的物理特性,刀劍師傅在制作過程中盡量使硬度和韌性維持在一個合理的水平上,這也是區分刀匠手藝高下的重要標志。在使用中如果超出刀劍本身的受力極限,任何一把刀劍都會變彎曲或者折斷,韌性好的會彎曲,硬度高的會斷掉,兩項權衡,韌性為上,也就是說,好刀要寧彎勿折,一把略彎的刀怎么也比一個刀把子強,而且就算在日本所謂的頂級珍品中,也根本沒有一把"不彎"的刀。
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