大馬士革鋼這類(lèi)鋼材最早出現(xiàn)于兩河流域及恒河平原北部，其中可考的加工法是最早始于印度北部的印度坩堝加工法。它又稱(chēng)為結(jié)晶花紋鋼、鑄造花紋鋼，是一種古代粉末冶金和鍛造技術(shù)完美的結(jié)合。在英美和歐洲大多數(shù)的地方被稱(chēng)為烏茲（WOOTZ），而在其原產(chǎn)地印度巴基斯坦一直到波斯則稱(chēng)為FULAT。在俄羅斯的高加索地區(qū)被成為BULAT。當(dāng)時(shí)的印度有著世界上最優(yōu)良的鐵礦，他們的坩堝里用的便是這種鐵礦石。好的礦石造就了大馬士革印鋼，印度又因大馬士革鋼而聞名於世。

聞名遐邇的鋼材的鍛造工序其實(shí)也不怎么神秘。

1.精煉：經(jīng)人工選用搗碎到粉末狀的礦石，用淘洗法反復(fù)清洗，從而使礦石從雜質(zhì)中分離出來(lái)。就像淘金者們從其他雜質(zhì)中分離出黃金的顆粒一樣?，F(xiàn)在的洗煤廠還沿用類(lèi)似的處理方法篩選優(yōu)質(zhì)煤炭。

其實(shí)波斯人（即現(xiàn)在的伊朗）和其他民族早已經(jīng)觀察了印度鐵匠，并對(duì)熔化過(guò)程非常熟識(shí)，但苦于不似印度般擁有這含量豐富的極品鐵礦，所以始終不能夠用這種方法生產(chǎn)這種高質(zhì)鋼。

2.滲碳：精煉并干燥后的鐵礦石放入經(jīng)火硬化的小型粘土坩堝內(nèi)。

坩堝的尺寸依炭火熱量而定，一般生產(chǎn)出來(lái)的鐵錠重約一公斤。把一些含炭的植物如——麻栗樹(shù)(teak)、木炭、毛竹及某些被認(rèn)為有神圣意義的植物的葉子和果實(shí)，像名為（Huginay）及（Tangada）樹(shù)之果實(shí)加入坩堝中，將坩堝密封后用炭火燃燒。持續(xù)加熱時(shí)間從24到48小時(shí)不等。其間當(dāng)溫度從1000℃升到1200℃，礦石會(huì)轉(zhuǎn)變成多孔的海綿體鐵質(zhì)，并留在坩堝底部。于此同時(shí)，在封閉狀態(tài)下的坩堝內(nèi)部，燃燒的炭（charcoal）和葉產(chǎn)生的碳（carbon）元素逐漸熔化在鐵質(zhì)內(nèi)。

現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)，毛竹含有的氧化矽（Silica）可以促進(jìn)這一溶化過(guò)程，類(lèi)似于催化劑。在此碳元素熔入過(guò)程中，鐵不會(huì)達(dá)到其熔點(diǎn)。而通過(guò)固體擴(kuò)散過(guò)程（solid diffusion process），碳元素被吸收。持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的鑄造后緊接著需要慢慢冷卻到800℃約12至24小時(shí)。這樣的設(shè)計(jì)是為了大量樹(shù)狀碳化鐵晶體（large dendritic ironcarbide crystals） (該晶體也稱(chēng)為滲碳體（cementite）-Fe3C（即碳化三鐵）能夠優(yōu)化形成和均勻分布于在滿(mǎn)布小孔的海綿體鐵體內(nèi)。而這些大的晶體事實(shí)上就是大馬士革鋼花紋或水紋的主要成份。

滲碳體（cementite）或稱(chēng)碳化晶體（carbide crystals）非常堅(jiān)硬且抗酸性強(qiáng)。這樣的鋼，表面被拋光後會(huì)呈現(xiàn)出帶白色的銀色。與此形成對(duì)比的珠光體（pearlite）則由粘結(jié)金屬組成，經(jīng)腐蝕后成黑色，這一黑一白就是大馬士革鋼表面產(chǎn)生不同顏色花紋的根源。

▲滲碳體

3.脫碳：鋼錠冷卻後還需脫碳熱處理：冷卻後把坩堝從火中移開(kāi)，并打破。取出半球形（也有說(shuō)是圓餅裝，我個(gè)人更傾向于這種說(shuō)法）的鋼錠（ingot）。波斯人稱(chēng)為蛋（egg or baida），哈哈！將它放在鐵砧上錘打——這是種硬度試驗(yàn)。經(jīng)正常鑄造的鋼錠那是相當(dāng)?shù)挠舶。僭趺村N打後也不會(huì)有凹痕，故需用含有鐵屑或粉末狀鐵礦石的粘土混合物覆蓋，重新加熱到火紅色約700℃至900℃，從而強(qiáng)化鋼錠的脫碳。之后再次錘打作硬度試驗(yàn)。如此這般重復(fù)，直到金屬過(guò)到足夠的軟度以便鍛造。

通常認(rèn)為，有控制的反復(fù)捶打也可以使鋼錠的含碳量達(dá)到理想水平。眾所周知，含碳量太高了就成了生鐵了，太低了又成不了鋼。

有趣的是，日本刀的鍛造過(guò)程中，用的是玉鋼。其中有一個(gè)非常關(guān)鍵的過(guò)程是覆蓋粘土混合物在刀身上后，（刀刃處覆蓋的較薄，刀脊處覆蓋的較厚）在火中煉造，使得刀刃處受熱形成晶體，相對(duì)刀脊更堅(jiān)硬鋒利，刀脊處保持相對(duì)刃部較軟，更有彈性。這樣之后刀匠會(huì)迅速打破密封的粘土，大喝一聲將刀浸入水中（通常時(shí)間都選在在半夜里，據(jù)說(shuō)那樣精力更集中）。這種冷熱交替，熱脹冷縮使得刃部的晶體收縮，變得更加堅(jiān)硬，而收縮的痕跡就形成了日本刀上獨(dú)有的特殊刃紋。日本刀的話題撤的有點(diǎn)遠(yuǎn)了，言歸正傳。

將鋼錠的溫度慢慢降低，并精確控制在700℃至900℃之間是一個(gè)非常重要的關(guān)鍵，當(dāng)年的鐵匠只能憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，以火的顏色到達(dá)暗紅時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鍛造。因?yàn)闇囟雀哂?00℃是，滲碳體和奧氏體的晶體（crystalsof cementite and austentite）就開(kāi)始形成，碳元素開(kāi)始熔解于鋼錠，不僅又增加了硬度，還會(huì)造成晶體及波形花紋圖案的損失。但若溫度低於700℃,，鋼就不能得到充份的鍛煉。

因?yàn)闅W洲的鐵匠一般在1300℃的高溫下來(lái)鍛煉金屬，（那年代沒(méi)有溫度計(jì)，全憑眼睛看，有些有經(jīng)驗(yàn)的鐵匠還掌握著吐口吐沫到火里測(cè)試溫度的技術(shù)）因此他們永遠(yuǎn)沒(méi)能掌握到鍛煉大馬士革鋼的技術(shù)。

由于對(duì)鋼錠的有控制式熱處理和輕度的鍛煉，覆蓋的粘土，包括含有鐵銼屑或粉末狀鐵礦石，都在使鋼錠表面脫碳，另外氧化作用亦產(chǎn)生同樣的作用。鋼錠的碳分逐漸減少，從原來(lái)的2.2%或更高降低至1.8%，即從白鑄鐵狀態(tài)到UH碳鋼。此過(guò)程俗稱(chēng)退火、球狀處理（an annealing and spheroidizing treatment）。正是因?yàn)榈靡?strong>令碳成份減少及大的碳化晶體分裂或粉碎或球型化成較少之體積，結(jié)果鋼條變得有可展性和有軔性。

制得：有人說(shuō)，WOOTZ鋼的制造方法分兩種一種是脫炭法，另一種是加炭法。我不得其解，我上面講的方法中本身就包含了這兩個(gè)環(huán)節(jié)。整個(gè)制備過(guò)程中的最重點(diǎn)其實(shí)在于燒結(jié)鐵餅時(shí)的溫度控制和將鐵餅鍛造拉長(zhǎng)時(shí)的最高溫度。還有成品的厚度和原來(lái)鐵餅的厚度比例也會(huì)決定將來(lái)的花紋明不明顯。

現(xiàn)代的人們?cè)?jīng)繼希望于復(fù)制大馬士革鋼，坩鍋公司曾經(jīng)借助現(xiàn)代科技，用電子顯微鏡（估計(jì)掃描電鏡、透射電鏡、X衍射、原子吸收什么的都上了把）分析了大馬士革鋼的分子結(jié)構(gòu),并成功的復(fù)制出了大馬士革鋼，其鋼錠有和古鋼材類(lèi)似的花紋，測(cè)試時(shí)卻發(fā)現(xiàn)并不能與古鋼材的性能比擬。

那么古人是怎樣將鋼坯打制成刀劍的呢？據(jù)現(xiàn)存文獻(xiàn)與專(zhuān)家的分析，是先在鋼坯上鉆孔（鋼坯為圓餅狀），再斬?cái)嘁贿?/strong>，最后將環(huán)狀的的鋼坯成條后再打制成刀形。在所有的大馬士革刀劍中最為貴重的為“默罕默德的天梯”——也就是傳說(shuō)中的“梯子紋”！

真正制成后的大馬士革鋼的花紋基本上是兩種性質(zhì)不同的材料，亮的地方是純的雪明炭鐵硬度比玻璃還大；暗的地方的結(jié)構(gòu)是屬于奧氏體和波氏體。整體含炭量大約是在1.5~2.0 ％之間。就是因?yàn)樵陧g性高的波來(lái)鐵里均勻散布著比玻璃還硬的雪明炭鐵。使得WOOTZ即具有非常鋒利的刀鋒，又擁有非常堅(jiān)韌不會(huì)折斷的刀身。大約十年前BLADE雜志有一篇關(guān)於WOOTZ鋼的測(cè)試。

其一是鋒利度的測(cè)試：在仔細(xì)研磨后的WOOTZ結(jié)晶花紋鋼能一刀切斷巨大打結(jié)的麻繩。

其二是刀身的韌性測(cè)試：把刃用夾具夾緊然后拿大鐵錘來(lái)敲.結(jié)果費(fèi)了很大的力氣，WOOTZ刀刃被敲成U字型但是卻沒(méi)有折斷。測(cè)試的結(jié)果證明了WOOTZ結(jié)晶花紋鋼具有鋒利和強(qiáng)韌兩種特性於一身。

技術(shù)的遺失：WOOTZ的制造的費(fèi)時(shí)費(fèi)力，通常要花上兩三個(gè)月的時(shí)間，而燒結(jié)的鐵餅成功率又很低，當(dāng)初會(huì)失傳主要有兩個(gè)原因。其一當(dāng)時(shí)英國(guó)統(tǒng)治者為了保護(hù)當(dāng)?shù)貎H剩的森林不使其沙漠化而禁止砍伐樹(shù)木；其二是近代工業(yè)制鋼的引進(jìn)使WOOTZ在價(jià)格上無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)。

辨別：WOOTZ的花紋是天然形成的，不像摺疊鋼一樣是用人工硬將性質(zhì)不同的材料焊接起來(lái)再摺疊鍛打而成。更不可能是像某些作假高手那樣用王水腐蝕一下成就的外觀，汗??！因此WOOTZ鋼的花紋和摺疊鋼有明顯的差別。WOOTZ花紋比較細(xì)致看起來(lái)比較自然黑白的對(duì)比也比較大。在黑色的刀刃上分布著亮晶晶的雪明炭鐵。古代波斯人把它形容成像夜空中的繁星一樣漂亮的花紋。此外WOOTZ比起摺疊鋼來(lái)是很不容易生銹。