唐刀锻制考

盛唐时代腰刀的正式名称叫做横刀，在当时的世界上是与阿拉伯大马士革刀著称于世的两种名刃，无论是技术上还是在艺术上均达到了极高的成就，可以说是我国刀剑史上的巅峰。当然，任何成就都不会是一蹴而就的。之所以在唐代能够制造出如此精美华贵的战刀，与前代的技术积累有着密不可分的关系。早在青铜时代，我国就掌握了非常高超的青铜制造技术，后期制造出来的青铜武器甚至可以与同时期世界上的铁制武器比肩，而且更为锋锐。在制造青铜器的过程中，古代工匠掌握了先进的高炉、鼓风、合金等高端的冶炼技术，使我国铁器的发展道路与世界其他国家的铁器发展过程并不一样。

冶炼技术的发展

与世界上最早使用铁器的民族一样，中国人最早冶炼出来的铁也是块炼铁。块炼铁是一种含有大量非金属夹杂的海绵状固体块，它是铁矿石在800～1000℃左右的条件下用木炭直接还原得到的。我们知道，生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，含碳量超过2％的铁，叫生铁；含碳量低于0.05％的铁，叫熟铁；含碳量在0.05％～2％当中的铁，称为钢。块炼铁的含碳量低于0.05％，因此属于熟铁。块炼铁和生铁比较起来，有如下几个缺点：一是不能从炉里流出，取出铁块时炉膛要受到不同程度的破坏，不能连续生产，生产率比较低，产量比较小；二是成形费工费时；三是所含非金属夹杂比较多，要通过反复锻打才能排除；四是含碳量往往比较低，因而很软。生铁的冶炼温度是1150～1300℃，出炉产品呈液态，可以连续生产和浇铸成型，非金属夹杂比较少，质地比较硬，冶炼和成形率比较高，产量和质量都大大提高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。

国外一般是先有块炼铁，经过长期缓慢发展之后才有生铁。欧洲许多地方的块炼铁是公元前1000年前后发明出来的，但是直到公元14世纪也就是中世纪才有生铁。而我国却不是这样。我国冶铁术大约发明于西周时期，比欧洲晚，可是它一经发明，由于在青铜器时代高炉与鼓风机的普遍应用，因此能够轻易让块炼铁熔化为生铁。于是后来者居上，使我国成为世界上最早发明并使用生铁的国家。在发明生铁制造技术之后，中国的铁器制造开始真正进入实用阶段，为早期的铁器农具等工具制造打下了深厚的基础。

当然，生铁冶炼方法的发明虽然是一个巨大的进步，使中国农民很早就能使用铁器农具进行耕作，在农业方面远远领先欧洲。但是由于生铁本身的特性，并不适合造成兵器，而普通的块炼铁与当时的青铜武器比较起来并没有多少优势，产量也并不高。因此，中国人就开始追求更适合的材料来进行兵器的制造。

所谓一通百通，与生铁制造几乎同时出现的则是钢的冶炼技术。当然，早期的钢铁冶炼技术与冶炼生铁是大不相同的，此种技术被叫做“块炼渗碳钢”技术。出土文物表明，我国最迟在战国晚期已经掌握了这种最初期的炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中需要不断地反复加热，铁吸收了木炭中的炭成份，提高了含碳量、减少了夹杂物，就成为钢。这种当时的新型金属组织紧密、碳份均匀，非常适用于制作兵器和刀具。

当然，单单知道钢的冶炼还远远不够，与之配套的还有一系列的技术，例如“淬火”与“退火”技术。与此同时发明的淬火与退火技术则对刀剑技术制造的影响亦十分深远，进一步增强了中国刀剑的锋锐与韧性。

炼钢技术的进一步发展是“百炼钢”技术。这是人们在打制器物时有意识地增加折叠、锻打次数，一块钢往往需要打打烧烧、烧烧打打，重复很多次，甚至上百次，所以称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多，组织更加细密、成份更加均匀，所以钢的质量有很大提高，主要用于制作宝刀、宝剑。

百炼钢的需要越来越大，由于其原料――块炼铁的生产效率很低，冶炼出来以后必须经过“冷化”才能得到，所以发展受到限制。为了突破这种限制，中国古代工匠又发明了一种新的生铁炼钢技术――炒钢，就是把生铁加热到熔化或基本熔化之后，在熔炉中加以搅拌，借空气中的氧把生铁中所含的碳化掉，从而得到钢。由于我国很早便掌握了生铁的制造技术，因此这种炼钢技术很快使得钢刀成为战场上的主流。炒钢的发明是炼钢史上的一次技术革命，使得钢制兵器能够普遍大量制造出来。在欧洲，炒钢始于18世纪的英国，比中国要晚1600多年。

由于青铜时代打下的坚实基础，因此中国铁器时代与钢时代几乎同时出现，钢刀在汉朝成为了主流兵器。此时的钢刀直体长身、薄刃厚脊、短柄，柄首加有扁圆状的环，因此被称为“环首刀”。此刀为汉军打击匈奴、开疆拓土立下了汗马功劳。到了南北朝，由于重甲骑兵的流行，对钢的需求达到了一个新的高度。因此綦毋怀文发明了更高级的灌钢法，将含碳量高、熔融状态的生铁和含碳量低的熟铁合炼，使碳分逐渐扩散、趋于均匀，最后成为合碳量较高的优质钢。在高温下，液态生铁中的碳分及硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生剧烈氧化反应，这样可以去除杂质、纯化金属组织、提高金属质量。因此，灌钢法可以减少造钢刀时的反复折叠、锻打的次数，提高劳动生产率；而且操作简便、易于掌握、便于推广。中国钢刀在材料方面又一次得到飞跃。

唐刀的锻制

在前朝各代的深厚基础之上，唐朝横刀终于横空出世，它继承了中国刀的优良传统，在吸取了百炼钢和局部淬火的技术之后，再加上覆土烧刃和包钢夹钢的技术，形成了新式的中国战刀。

首先还是需要介绍一下覆土烧刃与包钢这两种当时先进的制刀技术。覆土烧刃，说白了就是一种局部淬火的技术，基本方法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，的部分迅速冷却，而有泥土覆盖部位的温度变化不会非常明显，导致硬度与部位不同。这样可以精确控制刀条不同部位淬火时的不同冷却速度，冷却速度与硬度成正比，与韧度成反比。包钢技术则是在对于钢材有深刻研究与认识之后所发明出来的制刀技术，主要方法是在V字形坚硬的高碳钢中夹入较软的低碳钢；而夹钢则是在两层低碳钢中间夹上一块高碳钢。这两种技术都体现了“好钢用在刀刃上”这一制作上等刀剑的基本思想，亦使得钢刀拥有了极佳的韧性。由此，横刀成为当时世界上最为优良的刀剑之一。

当然，在材料方面，唐代的中国人依然下了很大的心思。当时世界上最好的钢材――印度乌兹钢，即我们所熟知的大马士革钢（当时被称之为镔铁），被中国刀匠所青睐，成为高级钢刀的必备原料，平均价格超过普通上等钢刀的三倍。

在上述技术下制造出来的横刀在唐代战争中发挥了极大的作用，可以步骑两用，在造型上分为双手握柄以及单手握柄，造型依然继承了汉代环首刀的直刃，但去掉了汉代的环首造型。在实战当中基本都是单手横刀，双手刀一般都是用于仪仗。高级的横刀柄部以木夹裹铁茎，外缠丝绳，刀首包裹金属饰件，刀柄与鞘均镶金刊嵌玉、裹以鲛革，装饰华丽非常，反映出了唐代雍容华贵的大国风范。

唐刀与日本刀

今天我们再看唐朝的横刀，会发现其形制跟日本刀极为相似，这清楚地说明了这二者之间的血缘关系。自公元6年开始，日本人从中国江南和朝鲜半岛传入炼钢技术，此后又不断地向中原地区吸取制刀制铁的经验。到了隋唐时期，由于在朝鲜半岛被唐朝击败，日本为了向唐朝学习先进的知识而派遣了大量遣唐使，按现在的话来说就是留学生，其中就有为数不少的刀匠。这些日本刀匠从中国学去了覆土烧刃、包钢以及淬火技术，成为日本刀后1200多年的基本造刀法。不过日本工匠在学习制刀的过程中也使得日本刀与唐刀有了不同，最明显的差异便是唐刀均为直刃，但东传日本之后却开始变弯。这是因为日本虽然学到了锻造刀剑的方法，但是却未能学到高温熔炼的技术，因此要炼制均质的刀剑就非常困难。为克服这一问题就必须应用”折返锻炼”的技术，也就是将钢材反复折迭、重回焊接，只消重复 10 次就可以造出有 1024 层的钢材 (2 的 10 次方)；层次愈多，钢材中的碳和各种成份就会更加均一，铁晶体也会更细致，制成品的强度亦会较高。

在“折返锻炼”期间，不断的锤打会令钢材中的大部份杂质化为火花飞走。杂质是钢材的“强度弱点”，损害往往由“强度弱点”开始，慢廷至材质的整体，成为全面的损坏。“强度弱点”的数目愈少，慢廷破坏的机会也随之减少。所以，钢材愈纯净，其强度和韧性就会愈高。

世界各地以高温炼炉制成的刀剑成形后都会有铁晶体肥大的问题。根据热力学的解释，在高温炼制过程中，细少的铁晶体为减少其数目 (减低总表面积)，会自行互相结合，重组成数目较少、体积较大的铁晶体。如此一来，钢材的强度就会受到影响。所以，以高温炼炉制成的刀剑在淬火之后 必须重新置回低温炉火数小时，令细少的铁晶体在原有晶体之间重新结晶，回复强度和韧性。不过，长时间的炉火锻炼又会令碳含量过份流失，影响制成品的表面硬度和锋利程度。

相对于西方的刀剑，以低温炼炉 (低于1000 ℃) 炼制的日本刀，铁晶体一直能够保持在细密的状态，所以淬火之后根本就不用回火，进一步减少碳份的流失，而硬度、强度和韧性都能够保持。

可是有利必有弊。高温炼炉中的钢材较软，较易打造成形；低温炼炉中的钢材非常硬，很难打造，甚至不是个人的体力所能应付。如果折返层不能完全焊合，就会成为潜在的裂口，变成完成品的瑕疵。所以，一般打造过程中，刀匠会紧持钢材，并发号司令，由两三名体壮力健的弟子从旁以长柄大锤敲打。数个人的精密操作便使得钢刀很难保持笔直，这也是为什么唐刀均为直形而继承了唐刀技术的日本刀却变弯的原因了。可是“无心插柳柳成荫”，日本人很快在作战中发现弯曲钢刀的好处，尤其在骑兵砍杀中有很大的优势。因此，弯曲的造型便成为主流，一代代流传了下来，在日本一代代刀匠的改进与发展之下，成为今天世界知名的日本刀。而中国的钢刀制造工艺在唐代之后便开始衰落，最终被日本所赶上并超过，这不能不说是一件非常遗憾的事情。