030章 刀剑铁甲
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春秋战国时期，正是冶金业从青铜器过渡到铁器时期。因为铁器的熔点高，春秋时期炼铁炉达不到这么高的温度，炼出的铁块都是海绵体，含杂质多，易脆，还不如青铜。如果谁要炼出锋利的铁剑，那一定是有神鬼相助。
古人用天上飞来的陨石来制作剑的刃部。因为陨石中所含的铁质远比青铜坚硬，但这种陨铁非常稀少。欧冶子一直在寻找一种与陨铁性能相同的替代材料铁砂。相传欧冶子在铸剑时，“赤堇之山破而出锡，若耶之溪涸而出铜，雨师扫洒，雷公鼓橐，蛟龙捧炉，天帝装炭；太一下观，天精下之。欧冶乃因天之精神，悉其伎巧，造为大刑（型）三，小刑（型）二；一曰湛庐，二曰纯钧，三曰胜邪，四曰鱼肠，五曰巨阙。”
古代人喜欢装神弄鬼，认为炼出宝剑是偶然的，是神技，一般人炼不出是必然的，文人在记载的时候也是用玄幻笔法。其实这个描述本身就不对，这是描写铸造青铜剑的，青铜的主要成分是锡和铜，根本不是说铸造铁剑的。
在綦毋怀文之前，中国古代的钢刀大都用百炼钢制成，这样制作的刀剑虽然性能优异锋利，但也存在不少缺陷，整把刀全部用百炼钢制成，价格昂贵；如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供七个人吃两年九个月的粮食。而且百炼钢制作刀剑费时费力，三国时，曹操命有司制作宝刀五把，用了三年时间。
綦毋怀文发明灌钢法之后，能比较稳定地得到钢材。一般来说，刃口主要起刺杀作用，因而要求有比较高的硬度，这样才能保证刀的锋利，所以应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起支撑作用，要求有比较好的韧性，使刀在受到比较大的冲击时不致折断，这样就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似的认识，在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙的结合起来，将二者恰到好处地用在合适的地方，既满足了钢刀的不同部分的不同要求，又节省大量昂贵钢材，利于钢刀的推广和普及。
这就是包钢法，唐刀就是这样锻造的。这种制刀工艺，今天还在沿用，许多好的刀（包括菜刀、劈材刀等等）大都使用包钢的工艺打制而成，这么做的目的：取铁的韧性和钢的硬性而排除了铁的软性和钢的脆性。“好钢要用在刀刃上”就是这个道理。这种刀，在使用时非常锋利而且不容易断，还有就是刀比较容易打磨——因为只有中间一线钢，而两边是铁，所以磨刀时要轻松得多。但这种制刀工艺要麻烦一些，所以后世的市面上这种刀越来越少价格也不低。
刘丹铸剑，当然不会去搞什么百炼钢，包钢，夹钢。因为转炉炼钢可以得到大量的钢材，所以刘丹都用砂模铸造法铸造出刀剑的初坯，然后再经过砂轮的初磨，再用覆土烧刃法淬火，一把钢刀就完成了。
所谓“覆土烧刃”，就是以调配的泥土覆盖刀身不需要高硬度的位置，然后将刀剑加热至特定温度，当红热的刀身进入水中后，裸露的部分迅速冷却，而有泥土覆盖的部位的温度变化不会非常明显，导致硬度与赤裸部位不同，从而达到刚柔并济的效果，在刀刃硬度高的情况下，依旧能保持刀身的良好韧性。
覆土烧刃的工艺需要的几种原料：黏土+硼砂+铁粉+碳粉（比例是1:1），再加上以碳粉含量相等的木炭。
铁粉一般使用锈铁，可用砂轮机磨下来
的，然后用磁铁一吸就可以了；土用生土；硼砂是一种钠硼酸盐砂泥岩粉末，它的作用是去除表面氧化物，使粘土与刀身粘连的更紧密，淬火时使之不易脱落，还可以防止淬火时钢的表面脱碳。
覆土烧刃法淬火的原理，是钢材随着温度的升高而改变结晶方式，在温度达到727～911度（因含碳量而异）以上时，变为一种称为麻田系（MARTENSITE）的结晶，此时将火红的钢投入水或油中，因瞬间降温致使结晶来不及变回，而被固定下来，称之为淬火。麻田系（MARTENSITE）结晶的特性是硬且脆，而且体积较原来大。所述的“麻田系”在材料学中称为“马氏体”。
不同的液体淬火，能得到不同的钢材，水淬速度最快，得到的硬度较高；油淬速度相对慢点，得到的硬度相对低些；风淬速度相对更慢，得到的硬度相对再低些，但是韧性高。按钢材的不同和对性能要求不同可以选择最合适的热处理方式。
同一块钢材火红时，若未全部投入水中，只有局部泡水，则未入水部份，因缓慢降温而回复原来的结晶状态，导致硬度及体积不变，称之为局部淬火。覆土烧刃即属局部淬火的一种。覆土部份的刀身因覆土的隔离，就如同未投入水中一样，一把直的刀身。经过局部淬火后，刃口硬度。体积都增加了，自然就往刀背的方向弯曲。淬火后还需回火处理，将刀稍加热后让其自然冷却，对刀剑硬度无影响，韧性由此提高。这样就可以一次性地得到钢材的坚硬和韧性。
现在别说刀剑，就是菜刀、镰刀、劈菜刀等等都是用这种方法生产出来，这要让那些铁匠看见了都会骂刘丹是个败家子。至于送给周抚的宝剑，那又是另外一回事了，从原料到成品，须经炼、锻、铲、锉、刻花、嵌铜、冷锻、淬火和磨等二十几道主要工序，也很费时间，但是价钱也高。古代君子都要佩剑的，特别是这种实用和卖相都很好的宝剑，都是千金难求的，刘丹不赚他们的钱，赚谁的钱？不说价值七个人吃两年九个月的粮食，至少也得七人两年的口粮啊。
邓岳再看剑鞘，剑鞘上除了花纹，还用极细的篆体刻了一首诗：
君不见昆吾铁冶飞炎烟，
红光紫气俱赫然，
良工咨嗟叹奇绝。
琉璃玉匣吐莲光，
错镂金环映日月。
正逢天下无风尘，
幸得周防君子身。
精光黯黯青蛇色，
文章片片绿龟鳞。
非直结交游侠子，
亦曾亲近英雄人。
何言中路遭弃捐，
零落漂沦古狱边。
虽复尘埋无所用，
犹能夜夜气冲天。
“好诗！”邓岳脱口而出。这宝剑确实不错，有机会到刘家村弄一把献给郡公，邓岳如是打算。作为一个武将来说，最爱的当然是刀剑和盔甲，只是这私铸刀剑，国法不容啊！
周抚道：“刘家村那里的冶金规模不大，大都是铸造农具，铁锅，菜刀，想要造刀剑也是不容易。他们铸剑是用水车锻机锻打，一辆大型水车可以带动十个铁锤。我给他们颁发了铸剑的公文，打制50把刀剑也用了三个多月的时间。”
这个兵器锻造许可刘家也是花了大力气，那把宝剑就是
其中之一，还有一把软剑，可卷曲束于腰间，一松仍挺直如故，非常拉风。这是用中碳钢铸造，加之淬火工艺恰到好处，使中炭钢具备了弹簧钢的特性。
“需要这么久？”邓岳有点迟疑了，“这次我来是想定制一万把大刀，还有五千把宝剑，如果有可能的话还要一千铁甲，按照他们这个锻造速度，什么时候可以完成？”王敦想打造一支重装步兵，需要大刀和重甲，这个是非常耗钱和耗时的。
周抚见邓岳说起铁甲，叫人把那套刘家送的板甲拿出来。这套锃亮铠甲，锃明湛亮，光可鉴人。甲身是一整块的锃亮钢板，顺着腰身的线条，勾勒出胸肌肋条。两肩是吞天虎口，腰间有云纹战裙。整套铠甲轻便，防御力强，打磨得锃亮也是一个虚头卖点。这是摆的好看，如果在战场上闪耀得像太阳一般，那会成为众矢之的。
在14世纪以前，西欧铁甲与其他地区一样，以锁子甲为主，鳞甲、札甲为辅。传统意义上的板甲雏形为14世纪初出现于西欧的铁胸半身板。在1400年左右，在材料学上出现了重大突破，就是发明了高炉，燃烧温度的上升使铸造铁的出现成为可能（在此之前使用的都是块炼铁），钢铁生产量大增。另一方面，水力锻机的出现、在文艺复兴时期科学指引下的冶金技术发展等等，奠定了这个时代中铠甲工艺飞跃的基础，使15世纪成为板甲成型并获得大发展之时代。
板甲的防护力和同等重量下带给士兵的灵活性为其他铁甲所不及，而且还提供了冷热加工的更加便利的条件。无论是锁子甲还是鳞甲、札甲，由于其构成要件（小铁圈、甲片等）太小，加工极其繁琐，不仅耗费人力，而且也难以加工强化。14世纪中叶英法百年战争形势的逆转，与板甲的发明不无关系。板甲与英国长弓的对抗，被认为是“盾”超越“矛”的典型范例。同时也是板甲成熟的标志。16世纪至17世纪初，板甲进入全盛时期。
然而16世纪大型火绳枪的出现，使板甲抵抗力第一次出现不足。在子弹面前，做工良好的板甲确实可以有效抵滞正面的穿透，但巨大的冲击力常会导致护板向内凹陷而出现损伤，子弹与板甲撞击时发生的振动同样会给人体带来严重的伤害，这使沉重的板甲在实战中愈发力不从心。17世纪初，号称滑膛枪的新火绳枪及燧发枪普及到士兵手中，轻便而巨大的威力为当时绝大多数板甲所无力抗拒，所以拿破仑时期的士兵都是不穿铁甲的。
刘丹这个时候可以给士兵们装备板甲，是因为东晋的土著都没有火枪，那些长弓用板甲完全可以抵挡。冲压机、切割机、钻孔机这些刘丹都生产出来了，现在高炉炼钢也搞出来了，生产板甲不要太简单。只是这些对外都是保密的，那些水锤锻机都是做给外人看的。
周抚道：“这件铠甲是用百炼钢造的，防御能力非常强，费用也高。我曾经向刘家定制铠甲，他们说人手不够，根本交不了货。现在好的铁匠太缺少了，主公想要定制这么多的武器，除非给他们提供大量的有经验铁匠，还有生铁。”
邓岳也苦笑起来，大家都知道百炼钢费工费时，产量还不稳定，刘家村三个月50把长刀，那还算不错的。只是主公站在这个高位，那是不进则亡啊！咱们这些跟着混得人，都没有退路了。这一万刀剑也是给嫡系部队换装，不管怎么样，刘家村的刀剑是一般的铠甲防御不住的，无论花任何代价都要搞到。
春秋战国时期，正是冶金业从青铜器过渡到铁器时期。因为铁器的熔点高，春秋时期炼铁炉达不到这么高的温度，炼出的铁块都是海绵体，含杂质多，易脆，还不如青铜。如果谁要炼出锋利的铁剑，那一定是有神鬼相助。
古人用天上飞来的陨石来制作剑的刃部。因为陨石中所含的铁质远比青铜坚硬，但这种陨铁非常稀少。欧冶子一直在寻找一种与陨铁性能相同的替代材料铁砂。相传欧冶子在铸剑时，“赤堇之山破而出锡，若耶之溪涸而出铜，雨师扫洒，雷公鼓橐，蛟龙捧炉，天帝装炭；太一下观，天精下之。欧冶乃因天之精神，悉其伎巧，造为大刑（型）三，小刑（型）二；一曰湛庐，二曰纯钧，三曰胜邪，四曰鱼肠，五曰巨阙。”
古代人喜欢装神弄鬼，认为炼出宝剑是偶然的，是神技，一般人炼不出是必然的，文人在记载的时候也是用玄幻笔法。其实这个描述本身就不对，这是描写铸造青铜剑的，青铜的主要成分是锡和铜，根本不是说铸造铁剑的。
在綦毋怀文之前，中国古代的钢刀大都用百炼钢制成，这样制作的刀剑虽然性能优异锋利，但也存在不少缺陷，整把刀全部用百炼钢制成，价格昂贵；如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供七个人吃两年九个月的粮食。而且百炼钢制作刀剑费时费力，三国时，曹操命有司制作宝刀五把，用了三年时间。
綦毋怀文发明灌钢法之后，能比较稳定地得到钢材。一般来说，刃口主要起刺杀作用，因而要求有比较高的硬度，这样才能保证刀的锋利，所以应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起支撑作用，要求有比较好的韧性，使刀在受到比较大的冲击时不致折断，这样就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似的认识，在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙的结合起来，将二者恰到好处地用在合适的地方，既满足了钢刀的不同部分的不同要求，又节省大量昂贵钢材，利于钢刀的推广和普及。
这就是包钢法，唐刀就是这样锻造的。这种制刀工艺，今天还在沿用，许多好的刀（包括菜刀、劈材刀等等）大都使用包钢的工艺打制而成，这么做的目的：取铁的韧性和钢的硬性而排除了铁的软性和钢的脆性。“好钢要用在刀刃上”就是这个道理。这种刀，在使用时非常锋利而且不容易断，还有就是刀比较容易打磨——因为只有中间一线钢，而两边是铁，所以磨刀时要轻松得多。但这种制刀工艺要麻烦一些，所以后世的市面上这种刀越来越少价格也不低。
刘丹铸剑，当然不会去搞什么百炼钢，包钢，夹钢。因为转炉炼钢可以得到大量的钢材，所以刘丹都用砂模铸造法铸造出刀剑的初坯，然后再经过砂轮的初磨，再用覆土烧刃法淬火，一把钢刀就完成了。
所谓“覆土烧刃”，就是以调配的泥土覆盖刀身不需要高硬度的位置，然后将刀剑加热至特定温度，当红热的刀身进入水中后，裸露的部分迅速冷却，而有泥土覆盖的部位的温度变化不会非常明显，导致硬度与赤裸部位不同，从而达到刚柔并济的效果，在刀刃硬度高的情况下，依旧能保持刀身的良好韧性。
覆土烧刃的工艺需要的几种原料：黏土+硼砂+铁粉+碳粉（比例是1:1），再加上以碳粉含量相等的木炭。
铁粉一般使用锈铁，可用砂轮机磨下来
的，然后用磁铁一吸就可以了；土用生土；硼砂是一种钠硼酸盐砂泥岩粉末，它的作用是去除表面氧化物，使粘土与刀身粘连的更紧密，淬火时使之不易脱落，还可以防止淬火时钢的表面脱碳。
覆土烧刃法淬火的原理，是钢材随着温度的升高而改变结晶方式，在温度达到727～911度（因含碳量而异）以上时，变为一种称为麻田系（MARTENSITE）的结晶，此时将火红的钢投入水或油中，因瞬间降温致使结晶来不及变回，而被固定下来，称之为淬火。麻田系（MARTENSITE）结晶的特性是硬且脆，而且体积较原来大。所述的“麻田系”在材料学中称为“马氏体”。
不同的液体淬火，能得到不同的钢材，水淬速度最快，得到的硬度较高；油淬速度相对慢点，得到的硬度相对低些；风淬速度相对更慢，得到的硬度相对再低些，但是韧性高。按钢材的不同和对性能要求不同可以选择最合适的热处理方式。
同一块钢材火红时，若未全部投入水中，只有局部泡水，则未入水部份，因缓慢降温而回复原来的结晶状态，导致硬度及体积不变，称之为局部淬火。覆土烧刃即属局部淬火的一种。覆土部份的刀身因覆土的隔离，就如同未投入水中一样，一把直的刀身。经过局部淬火后，刃口硬度。体积都增加了，自然就往刀背的方向弯曲。淬火后还需回火处理，将刀稍加热后让其自然冷却，对刀剑硬度无影响，韧性由此提高。这样就可以一次性地得到钢材的坚硬和韧性。
现在别说刀剑，就是菜刀、镰刀、劈菜刀等等都是用这种方法生产出来，这要让那些铁匠看见了都会骂刘丹是个败家子。至于送给周抚的宝剑，那又是另外一回事了，从原料到成品，须经炼、锻、铲、锉、刻花、嵌铜、冷锻、淬火和磨等二十几道主要工序，也很费时间，但是价钱也高。古代君子都要佩剑的，特别是这种实用和卖相都很好的宝剑，都是千金难求的，刘丹不赚他们的钱，赚谁的钱？不说价值七个人吃两年九个月的粮食，至少也得七人两年的口粮啊。
邓岳再看剑鞘，剑鞘上除了花纹，还用极细的篆体刻了一首诗：
君不见昆吾铁冶飞炎烟，
红光紫气俱赫然，
良工咨嗟叹奇绝。
琉璃玉匣吐莲光，
错镂金环映日月。
正逢天下无风尘，
幸得周防君子身。
精光黯黯青蛇色，
文章片片绿龟鳞。
非直结交游侠子，
亦曾亲近英雄人。
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虽复尘埋无所用，
犹能夜夜气冲天。
“好诗！”邓岳脱口而出。这宝剑确实不错，有机会到刘家村弄一把献给郡公，邓岳如是打算。作为一个武将来说，最爱的当然是刀剑和盔甲，只是这私铸刀剑，国法不容啊！
周抚道：“刘家村那里的冶金规模不大，大都是铸造农具，铁锅，菜刀，想要造刀剑也是不容易。他们铸剑是用水车锻机锻打，一辆大型水车可以带动十个铁锤。我给他们颁发了铸剑的公文，打制50把刀剑也用了三个多月的时间。”
这个兵器锻造许可刘家也是花了大力气，那把宝剑就是
其中之一，还有一把软剑，可卷曲束于腰间，一松仍挺直如故，非常拉风。这是用中碳钢铸造，加之淬火工艺恰到好处，使中炭钢具备了弹簧钢的特性。
“需要这么久？”邓岳有点迟疑了，“这次我来是想定制一万把大刀，还有五千把宝剑，如果有可能的话还要一千铁甲，按照他们这个锻造速度，什么时候可以完成？”王敦想打造一支重装步兵，需要大刀和重甲，这个是非常耗钱和耗时的。
周抚见邓岳说起铁甲，叫人把那套刘家送的板甲拿出来。这套锃亮铠甲，锃明湛亮，光可鉴人。甲身是一整块的锃亮钢板，顺着腰身的线条，勾勒出胸肌肋条。两肩是吞天虎口，腰间有云纹战裙。整套铠甲轻便，防御力强，打磨得锃亮也是一个虚头卖点。这是摆的好看，如果在战场上闪耀得像太阳一般，那会成为众矢之的。
在14世纪以前，西欧铁甲与其他地区一样，以锁子甲为主，鳞甲、札甲为辅。传统意义上的板甲雏形为14世纪初出现于西欧的铁胸半身板。在1400年左右，在材料学上出现了重大突破，就是发明了高炉，燃烧温度的上升使铸造铁的出现成为可能（在此之前使用的都是块炼铁），钢铁生产量大增。另一方面，水力锻机的出现、在文艺复兴时期科学指引下的冶金技术发展等等，奠定了这个时代中铠甲工艺飞跃的基础，使15世纪成为板甲成型并获得大发展之时代。
板甲的防护力和同等重量下带给士兵的灵活性为其他铁甲所不及，而且还提供了冷热加工的更加便利的条件。无论是锁子甲还是鳞甲、札甲，由于其构成要件（小铁圈、甲片等）太小，加工极其繁琐，不仅耗费人力，而且也难以加工强化。14世纪中叶英法百年战争形势的逆转，与板甲的发明不无关系。板甲与英国长弓的对抗，被认为是“盾”超越“矛”的典型范例。同时也是板甲成熟的标志。16世纪至17世纪初，板甲进入全盛时期。
然而16世纪大型火绳枪的出现，使板甲抵抗力第一次出现不足。在子弹面前，做工良好的板甲确实可以有效抵滞正面的穿透，但巨大的冲击力常会导致护板向内凹陷而出现损伤，子弹与板甲撞击时发生的振动同样会给人体带来严重的伤害，这使沉重的板甲在实战中愈发力不从心。17世纪初，号称滑膛枪的新火绳枪及燧发枪普及到士兵手中，轻便而巨大的威力为当时绝大多数板甲所无力抗拒，所以拿破仑时期的士兵都是不穿铁甲的。
刘丹这个时候可以给士兵们装备板甲，是因为东晋的土著都没有火枪，那些长弓用板甲完全可以抵挡。冲压机、切割机、钻孔机这些刘丹都生产出来了，现在高炉炼钢也搞出来了，生产板甲不要太简单。只是这些对外都是保密的，那些水锤锻机都是做给外人看的。
周抚道：“这件铠甲是用百炼钢造的，防御能力非常强，费用也高。我曾经向刘家定制铠甲，他们说人手不够，根本交不了货。现在好的铁匠太缺少了，主公想要定制这么多的武器，除非给他们提供大量的有经验铁匠，还有生铁。”
邓岳也苦笑起来，大家都知道百炼钢费工费时，产量还不稳定，刘家村三个月50把长刀，那还算不错的。只是主公站在这个高位，那是不进则亡啊！咱们这些跟着混得人，都没有退路了。这一万刀剑也是给嫡系部队换装，不管怎么样，刘家村的刀剑是一般的铠甲防御不住的，无论花任何代价都要搞到。