開創(chuàng)新紀元

大馬士革鋼除了鋼質(zhì)好外，另一最顯著的特點是表面呈現(xiàn)出充滿藝術(shù)感的天然紋路。傳統(tǒng)的大馬士革鋼按成因主要分為兩種：第一種是鑄連型大馬士革鋼，也稱烏茲鋼，產(chǎn)于古代印度，其紋路是在鑄連過程中結(jié)晶而成，現(xiàn)在工藝已經(jīng)失傳；第二種是鍛造型大馬士革鋼，也稱焊接紋路鋼，其紋路通過兩種或兩種以上鋼材折疊鍛打而成。這種技術(shù)很普遍，世界各個地區(qū)都沿用，只是風格有所不同。但在現(xiàn)代，傳統(tǒng)的大馬士革鋼無論是性能還是成本都已經(jīng)不是不銹鋼產(chǎn)品的對手。然而就在大馬士革鋼趨于衰退的時候，采用粉末冶金新技術(shù)的當代大馬士革鋼進入人們的視線，使人們對這種古老鋼材的重新應用看到了希望……

大馬士革鋼興衰史

用現(xiàn)代術(shù)語來說，只含一種成分的鋼稱為單體鋼，含兩種以上成份的鋼稱為復合鋼，大馬士革鋼可以看作是呈現(xiàn)出明顯紋路的復合鋼。大馬士革鋼在古代是高檔優(yōu)質(zhì)鋼材的代表，因為對于單體鋼來說，其硬度和韌性永遠是一對不可調(diào)和的矛盾——鋼材的含碳量越高，硬度越高，而韌性則越低，韌性低則易折、易崩口；含碳量越低，韌性越高，硬度低則使制成的兵器易彎、易卷刃。而大馬士革鋼由于是以兩種鋼材復合而成，因此在硬度和韌性上取得了很好的平衡。此外，大馬士革鋼所呈現(xiàn)的特殊紋路也是其獨有的身份特征，不僅從外觀上與其他鋼材區(qū)分開來，其千姿百態(tài)的紋路還具有相當高的藝術(shù)效果，體現(xiàn)了不同地區(qū)乃至不同制作者的獨特風格。

到了近現(xiàn)代以后，現(xiàn)代工業(yè)煉鋼技術(shù)飛速發(fā)展，人們不僅能夠控制鋼材中碳元素的含量，還可以隨心所欲地控制鉻、鉬、釩、錳、鎢、硫、磷等元素的含量，這在古代是很難做到的。這些元素對鋼材的性能起到至關(guān)重要的作用，如鉻可提高鋼材的硬度、強度，并提高其抗氧化性，形成不銹鋼，而硫、磷是有害元素，在鋼材中的含量越少越好?，F(xiàn)代技術(shù)可使化學元素含量達到最佳狀態(tài)，從而使得現(xiàn)代單體鋼的性能遠遠超過了古代的水平。這種情況令大馬士革鋼日趨沒落，在很多人眼里，大馬士革鋼已成為一種“中看不中用”的奢侈品，只能作為單純觀賞性的工藝品把玩。

那么，假如使用兩種現(xiàn)代單體鋼結(jié)合制成大馬士革鋼，是不是性能更加優(yōu)異呢?理論上說這是肯定的，但在實際操作當中，則面臨著似乎無法克服的困難：由于現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)鋼材都是合金不銹鋼，在高溫條件下，鋼材表面必然發(fā)生氧化，而現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)鋼中的鉻、鎢等元素的氧化物熔點高于鋼的熔點，這些氧化物夾在欲鍛合的兩片鋼材中間，使它們無法合為一體，即使勉強鍛合，也會有“夾灰”的現(xiàn)象，層間結(jié)合得非常不緊密。因此，合金元素能使單體鋼的性能大大提高，但同時又給折疊鍛打技術(shù)制造了嚴重的障礙。有人采用的解決方法是在無氧環(huán)境下鍛造，雖然可以成功，但這種方式成本太高，過程過于繁瑣，操作難度非常高，難以得到廣泛應用。

粉末冶金 峰回路轉(zhuǎn)

正所謂“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”。20世紀后期，瑞典發(fā)展起來的粉末冶金煉鋼技術(shù)，為大馬士革鋼帶來了新的轉(zhuǎn)機。

上文說，現(xiàn)代煉鋼技術(shù)可使化學元素達到最佳配比，但這種技術(shù)并非完善。傳統(tǒng)的煉鋼方法，是在煉鋼爐中將液態(tài)鋼水通過吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫、直接加入某種金屬等方法達到所需的各種元素的配比，然后進入由耐火磚或耐火水泥制成的鋼包中，再由鋼包中倒入鑄模中冷卻，得到鋼錠。在這個過程中，煉鋼爐中的各種化學元素分布是最均勻的理想狀態(tài)，而進入鋼包以后，溫度開始降低，這時鋼水中的同種成分就會發(fā)生聚集現(xiàn)象，等到進入鑄模中完全冷卻，聚集現(xiàn)象更加嚴重，化學成分就遠不及在爐中時均勻了。有一句俗語說“爐中是金，包里是銀，冷卻是石”，就是這個意思。

而粉末冶金技術(shù)，是當鋼還完全是液態(tài)時，在無氧環(huán)境中從爐口中倒出，同時以高壓氮氣把鋼水吹成霧化狀態(tài)，使其化學元素來不及聚集就迅速固化成粉末，這樣才得以保持其均勻的元素分布。此后在持續(xù)高溫、高壓的密閉容器中，將金屬粉末重新焊接為成型鋼材。由于元素分布均勻，這種技術(shù)煉出的鋼材明顯優(yōu)于普通煉鋼法生產(chǎn)的鋼材。

過去，人們最喜歡用154CM鋼材制作刀具，它本來是用于制造飛機螺旋槳的，后來由于飛機螺旋槳不再使用鋼材，154CM就停產(chǎn)了。但刀具行業(yè)仍有需求，日本企業(yè)根據(jù)154CM元素含量的數(shù)據(jù)，用傳統(tǒng)技術(shù)重新煉出了新的鋼材，并將其命名為ATS34。瑞典Erasteel公司同樣參照154CM的元素含量標準，但采用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)出了一種名為RWL34的鋼材，通過對比，其性能明顯優(yōu)于日本的ATS34。

那么，粉末冶金是如何用于制作大馬士革鋼的呢?1992－1995年間，瑞典Erasteel公司在粉末鋼的生產(chǎn)工藝流程中，增加了一套粉末分模的設備，使兩種鋼材的粉末通過這套分模設備按一層層的方式排列起來，再進行下一步的高溫高壓焊接過程，就形成了平行紋路的粉末冶金大馬士革鋼。采用另外不同的分模設備，還可以制成同心圓、馬賽克兩種紋路的鋼材。這種粉末冶金的大馬士革鋼材具有超高的強度、層間強度、韌性和彈性，因為其突破了傳統(tǒng)的折疊鍛打制造方法，所以可以使用最合適的鋼材進行熔合，完全消除了折疊鍛打過程常出現(xiàn)的“夾灰”、層間局部焊接強度低等缺陷。此外粉末冶金制造的大馬士革鋼抗腐蝕性強，易于保養(yǎng)。這一技術(shù)現(xiàn)已申請了專利，并基于此在母公司的基礎上專門成立了一個新公司——Damasteel。

紋路形態(tài) 無限可能

經(jīng)過上面的步驟所得到的是圓柱形的鋼錠，通過軋輥，可變細變長，形成棒料。Damasteel公司的棒料產(chǎn)品有3種基本紋路——平行紋、同心圓紋和馬賽克紋。平行紋和馬賽克紋的棒料還可以通過以圓柱的中心線為軸扭轉(zhuǎn)，以改變其內(nèi)部的紋路狀態(tài)，扭轉(zhuǎn)的角度不同，效果也不一樣。

以這3種棒料為基礎，可以制成多種紋路的板材。最直接的方式是錘鍛，即用氣錘直接將棒料鍛造成條型鋼板。由于棒料的紋路是從橫截面看的，而板材的紋路是從表面看的，因此即使是直接錘鍛，板材的紋路形態(tài)也會與其棒材完全不同。如同心圓的棒料錘鍛后形成完全沒有規(guī)則的紋路，稱為隨機紋；扭轉(zhuǎn)過的平行紋棒料錘鍛，形成扭絞紋；馬賽克紋的棒料經(jīng)過扭轉(zhuǎn)并錘鍛，形成火焰紋的板材。

要想得到更復雜的紋路，還可以采用模鍛技術(shù)，這需要先制作模具，經(jīng)模鍛后板材的表面部分凸出，再將凸出的部分磨平，其表面就形成了與模具相似的紋路?，F(xiàn)在常見的大玫瑰、小玫瑰、奧丁眼、魚骨等紋路都是以同心圓棒料錘扁后模鍛而成的，而天梯紋是馬賽克紋棒料錘扁后模鍛而成。用這種方式，只要制作相應的模具，幾乎可以得到任何想要的紋路。

熔合制造 何為最佳

從理論上說，利用粉末冶金制造大馬士革鋼，可以選取世界上任意兩種鋼材熔合，但實際操作還要有所把握的。原始鋼材的選擇一般要考慮以下幾方面因素：性能互補——成分搭配應滿足于特定的應用；熱處理參數(shù)——兩種鋼材應該有相同或近似的熱處理工藝參數(shù)；熱工效應——兩種鋼材應有相同或近似的熱工效應，以保證鍛打或熱處理時不影響鋼材性能；腐蝕紋路——兩種鋼材中至少一種元素含量有足夠差異，以保證紋路的清晰程度。

Dama steel公司采用RWL34與PMC27兩種鋼材熔合以制造刀具鋼材。經(jīng)酸洗后，RWL34發(fā)亮，而PMC27發(fā)黑，鋼材表面形成條理清晰的紋路。它的硬度可達60HRc以上，并可保持極佳的韌性。Damasteel公司將其命名為“93x.y馬氏體大馬士革刀具不銹鋼”(Damasteel生產(chǎn)的大馬士革鋼的名稱都以數(shù)字9開頭，以第二位數(shù)字區(qū)分種類，x.y表示是由兩種鋼材復合而成)。除此之外，Damasteel公司還有3種大馬士革鋼產(chǎn)品，分別為：95x.y奧氏體大馬士革不銹鋼，也稱“首飾鋼”，其抗腐蝕能力強，不能淬火，無磁，適于制作餐具、珠寶、表殼、手鐲、家具五金件等；96x.y馬氏體大馬士革槍管不銹鋼，硬度可達50HRc以上，特點是韌性高，機械加工性好，有磁性，抗腐蝕性在93、95系列之間，可用于制作高級獵槍、手槍槍管及部件等；92.x.y低合金高硬度大馬士革鋼，硬度達55HRc以上，其特點是熱加工性能好，鍛造焊接性好，但抗腐蝕性較差，可用于制作獵槍槍管(適合烤藍等表面處理)、刀具、伐木斧等。

應用前景廣泛

大馬士革刀具鋼主要用于制作各種形式的刀具：有人用它做獵刀，用來剝皮、割肉，都很好用；也可以做成小巧的折刀，隨身攜帶，遇到割繩子、開紙箱等事情，都可以用它輕松搞定。雖然這些事用普通刀具也能完成，但用大馬士革的感覺是不一樣的。還有人用它制作傳統(tǒng)的長劍，光是鋼材成本就要幾千元，極盡奢華之能事。

低合金大馬士革鋼適合制作高檔禮品槍。傳統(tǒng)的禮品槍往往采用景泰藍工藝，但由于材質(zhì)原因，景泰藍與槍身的結(jié)合都不是特別堅固，常常經(jīng)不起連續(xù)射擊時的振動，會出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。而使用大馬士革鋼直接制造槍身的話，不僅使其藝術(shù)欣賞性大增，而且也是從冷兵器到熱兵器的一種精神傳承。

現(xiàn)在，用粉末冶金大馬士革首飾鋼制成的飾品非常受歡迎。從風格上講，“大馬士革鋼”這個名稱顯示著一種尚武精神，因此更適合男士佩戴。如果一個男士總是穿金戴銀的，也許會讓人感到少了一些陽剛之氣，而佩戴大馬士革鋼的首飾不會有這種“副作用”。從原料價格來看，粉末冶金大馬士革首飾鋼和白銀的價格相仿，但白銀制作產(chǎn)品，邊角料收集起來仍然能用，而大馬士革鋼的邊角料就完全成了廢鐵，因此其成品價格則高于白銀。

粉末冶金大馬士革首飾鋼還可以用來制作各科r各樣的產(chǎn)品，如餐具，汽車、家具的配件，據(jù)說國內(nèi)已經(jīng)有手機生產(chǎn)商在準備開發(fā)大馬士革鋼的手機外殼。

編輯 袁 煒