印度铁柱是什么钢（印度大铁柱）
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古代最强刀剑钢材：乌兹钢和大马士革钢的前生今
西方最早接触的乌兹钢冷兵器来自古印度（中国称为天竺），但乌兹钢并不是说在今天的印度这块土地缩最先出现的。根据研究，现在所称的印度乌兹钢（Wootz）最早出现于是波斯的萨珊王朝（公元224~651年），当时称为Spaina。在中国北魏时代（公元386~557年）传入中国，Spaina流传至今被称为镔铁，镔铁在古代中国一向泛指精铁之意。
▲影视作品《水浒传》的行者武松的雪花镔铁戒刀传说是采用印度乌兹钢制造
▲影视作品《神雕侠侣》杨过发现64斤重的玄铁重剑，在民间传说是采用印度乌兹钢模铸制成
中国很多武侠小说中都提到镔铁打造的冷兵器。如《水浒传》的行者武松携带着一双雪花镔铁戒刀，武松凭此双刀屡立战功。一直到明代，西域边疆少数民族，以及中亚等（相当于今天的阿富汗、哈萨克斯坦、伊朗等信奉伊斯兰教的生活地区），都曾经有煅造镔铁钢技术，但是生产规模很小，至今也早已失传。
▲乌兹钢来源被认为来自远古恐荒时代的外太空巨型富镍陨铁坠毁在印度德干高原乌兹地区形成的，乌兹钢比较特别的地方是含有钨、铱、钴、钼、钛、钒等微量的稀有金属
明代曹昭著有《格古要论》记载：“镔铁出西番，面上有螺旋花者、有芝麻雪花者，凡刀剑兵器打磨光净，用金丝矾矾之，其花则见，其价过银，造假者有黑花……”这是中国古文献提及镔铁的最详细记载。其中里面提到的西番就是指现在的印度。该书至少提及镔铁的两种花纹，事实上还有更多的漂亮花纹，文中还提到用金丝矾检验镔铁的方法。
▲普通富镍陨铁经人工熔炼煅造以后做出的冷兵器物理性能优异，经热处理后有可能削铁如泥，表面花纹漂亮，南洋马来克力士剑就是采用富镍陨铁制造
▲古印度乌兹钢冷兵器表面的漂亮雪花纹
西方人是在印度乌兹钢（镔铁）失传近300年以后，才发现它的不一样。曾有英国外交官于19世纪中叶在印度搜集了4000把冷兵送回国内，其中有20余把在20世纪初辗转送到美国博物馆。经一位钢铁冶炼方面权威的教授研究良久，才发现那是他看不懂的钢铁种类。虽然后来知道那是很纯净的铁，含碳量从从极少到3%左右分布极不均匀，刀具可能因此呈现了花纹，但那个教授始终都不清楚这种钢铁是如何制造出来的？
▲印度首都新德里屹立着于公元四世纪建造的7米高铁柱，被称为德里铁柱，直径约半米，约6吨重，铁柱铸造时间在1500多年前，但令人疑惑不解的是，经历千年的风吹雨打，至今铁柱通体仍找不到一块锈迹。要知道铁是最容易生锈的金属，一般的铸铁不用说千年，几十年早就锈迹斑斑了，故传说用乌兹钢模铸制成的
▲德里铁柱的表面细节：只有富镍陨铁不怕千年风吹雨打的锈蚀
▲古印度阿三的乌兹钢弯刀真品
印度德干高原政局动荡了200余年，以至于现在不知到底有哪些诸候国曾经如何大量生产乌兹钢冷兵器。在德干高原诸候国期间及之后的一段时间，乌兹钢冷兵器再传回阿拉伯世界—中东叙利亚的大马士革。但此时此地的镔铁制作技术也沦亡丧失，不知乌兹钢为何物，于是以多种金属铜、银、镍、铬、铁陨石等锻接熔炼合成为兵刃，模仿乌兹钢的花纹，希望能达到乌兹钢的强度和锋利度，这种钢材被称为大马士革钢（Damascus）。
▲波斯大马士革钢弯刀外观
但仔细观察这两种钢还是有区别的：经过磨光之后，乌兹钢表面光滑，花纹之间没有细缝，但大马士革钢表面粗糙，花纹间有细缝，这多半是年代久远，各种不同金属的锈蚀速度不同所造成的，或者是以稀硫酸、硝酸混合酸洗侵蚀刻意营造岁月痕迹的结果。不过，近年来量产的大马士革钢表面也很光滑，花纹无细缝，酸洗与否可选择。德干高原割据诸候国陆续灭亡后，乌兹钢冷兵器散失流落在割据诸候、印度征服者及民间。自从印度德干高原苏丹诸候国灭亡后，当地仍有少量的乌兹钢持续生产着，甚至有人认为现在依然还在偷偷生产，只是秘不示人而已。
▲现代大马士革钢刀具采用多种不同而互补的优质钢材折叠锻造工艺制成，比如用碳素钢+不锈钢层层折叠冷锻冲压制成的，表面上呈现出漂亮的几何形状花纹，这样不同钢材层叠在一起锻造出的钢材既具有韧性也拥有极强的硬度，而一般钢材的单一性则会造成韧性和硬度不能同时兼顾的局面
大约在20世纪50年代，瑞士的冶金学教授对印度乌兹钢做过了钢材物理测试，发现了一个惊人的结果，其截面积每一平方厘米可承受94~361公斤，每一平方毫米可承受193~347公斤的冲击力（刀砍不凹）。这些数据因为没有对照组，一般人不容易弄明白的。简单地说，它的物理特性是现代一般钢铁刀剑的数倍以上。同样截面积的乌兹钢刀剑，能承受一般刀剑1~3倍的力量而不折断，与传统复合锻日本刀的玉钢相比，大概是后面的2倍左右，与美国南北战争的骑兵马刀相比，可能达到3~4倍。至于刀面耐砍不凹的性能，乌兹钢刀和上述所列的刀大约有1~7倍的差距。因为骑兵马刀只是采用含碳量在0.6~0.8%均质碳钢钢材一体弹性化热处理，所以容易弯曲、永久变形和折断。骑兵马刀表面硬度不足，在耐砍不凹的方面，与乌兹钢刀有的差距较大。如果以日本的复合锻武士刀的刀刃皮铁为例，日本武士刀的含碳量通常在0.8%左右，因为里面还夹藏了一层略厚的软铁，软铁使刀身具有弹性不易折断，但这会使刀身变成弹性体，当劈砍硬物时会承受反作用力反弹回来。所以玉钢能热处理到850℃左右，物理特性也非常坚硬，与乌兹钢的刀砍不凹性能差距比较小。
▲现代酸洗蚀刻做成的大马士革钢刀，表面花纹证明并非真正的乌兹钢和大马士革钢
直到今天，仍然有很多知名刀匠和专门的组织秘密不公开地研究乌兹钢的制作技术，有的人已经初步获得一点成果，但因一把短刀售价数万美元以上，所以没在市场上广泛流通，却不失为拥有收藏潜力的乌兹钢刀具。即使现在有极少数的刀匠能够成功仿制印度的乌兹钢刀具，但也仅限于短刀匕首，而且没有测试报告证明钢材物理性质完全相似，所以新造精仿乌兹钢刀具的价钱也是居高不下的。
本文为冷兵器研究所原创稿件，主编原廓、作者黄药师，任何媒体或者公众号未经书面授权不得转载，违者将追究法律责任。
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在印度的德里城矗立着一根公园五世纪铸造的巨大铁柱为何千年不朽?
在印度德里城附近的麦哈洛里，矗立着一根公元五世纪铸造的巨大铁柱，这根铁柱高6.7米，直径约1.37米，用熟铁铸成，实心，柱顶有着古色古香的装饰花纹，据说这根铁柱是为纪念旃陀罗王而铸造的。但最令人惊异的是，铁柱在露天中耸立了一千五百余年, 经历了无数风吹雨打, 至今仍没有一点生锈的痕迹！
印度铁柱为何千年不朽？
印度铁柱为何千年不朽?印度铁柱真相是什么?
我们都知道铁是一种非常容易就会生锈的金属，一般的铁制东西顶多能撑个几十年已经算是可以了，但要是能够经受住千百年来的风吹雨淋绝对不是一般技术能够制作出来的，直到现在，人们也没有找到能够防止铁器生锈的有效办法。尽管从理论上说，纯铁是不生锈的，但纯铁难以提炼，造价高昂，而且有些科学家分析了铁柱的成份，发现其中含有很多杂质，绝非纯铁，照理说应该比平常的熟铁更容易生锈才是。
如果说古代的印度人早已掌握了冶炼不锈铁器的技术，只是这种技术后来失传了，那他们为什么没有在同时代冶炼出其它任何不生锈的铁制器具呢？而且古印度的典籍中，也没有任何关于这方面的记载。不锈钢技术是1914年由德国发明的。“不会生锈的铁柱”用现代科学常识来阐述只能说它是一个奇迹。
印度铁柱千年不朽真相是什么？
印度铁柱为何千年不朽?印度铁柱真相是什么?
坎普尔大学的材料工程师拉马穆尔西·巴拉苏布拉马尼安发现了这根柱子的奥秘，他首先分析了铁柱的表面，提取了上面的一块锈斑，发现它含磷量很高。这种元素与铁和空气接触发生了化学反应，形成磷酸氢盐的水合物（FePO4·H3PO4·4H2O），在铁柱开始生锈时，由磷、铁和空气形成的保护膜防止了锈迹的进一步发展。
印度铁柱为何千年不朽?印度铁柱真相是什么?
通常，铁的生锈是由两种原因造成的，一是化学腐蚀，与一些非金属元素直接发生化学反应，如与空气中的氧发生氧化反应，生成三氧化二铁。另一种是电化学腐蚀，即当两种不同的金属接触时，由于它们的电位不同，在电解质存在的情况下就会形成微电池，从而造成其中一种金属的腐蚀。同一种金属在经过热处理和机械加工之后会造成内部的不均匀，也会形成微电池，使金属受到腐蚀，在这种情况下，潮湿的空气往往充当了电解质。
因此，德里铁柱在建立起来之后就面临着生锈的可能，由于浇铸和锻造时必定会形成一些不均匀和细小的瑕疵，直接面临着化学腐蚀和电化学腐蚀。但是，德里铁柱中的磷是使其免遭锈蚀厄运的直接保护神。正是这种元素促成了保护膜的形成，保护了这根柱子，一开始就阻止了腐蚀反应的发生。
千年不锈的“阿育王铁柱”这是怎么一回事呢？
根据我们的常识，铁器暴露在空气中经风吹雨打后，早晚都会生锈，但是世界闻名的印度“阿育王铁柱”竟然一点都不生锈。这是怎么一回事呢？
“阿育王铁柱”在著名的库杜布高塔的院墙内，地处印度首都新德里南郊。“阿育王铁柱”高约七米，直径半米，就是这么一根不起眼的铁柱吸引了成千上万的游客前来参观。当地人称，只要能背靠铁柱将它环抱，许下的心愿就一定能够实现。就是这一根铁柱，从未生过锈。
科学家对铁柱的成分做了一番详尽的研究，结果表明该铁柱内碳、硫、磷和氮的含量都极低，而铁的含量竟然高达99.72%，这就意味着这是一个精纯无比的铁制品。研究成果一公布，钢铁厂的工程师不得不承认以他们的水准，这么高的精纯度和千年不变的抗腐蚀性很难协调。很奇怪的是，从铁柱上取下来的铁片，在实验室里表现十分平庸，在水环境下，竟然一夜之间便生锈了。
从铁柱上刻着的梵文来看，这根铁柱是从印度东部的比哈尔邦建造后移过来的。比哈尔邦地下矿产丰富，是印度的重工业区之一。那么，不生锈的“阿育王铁柱”和当地的原材料有没有直接的关系呢？很遗憾，科学家经过分析后，发现比哈尔邦的铁矿并没有什么特殊之处。
最近，印度理工学院的研究人员经过分析后，认为是铁柱外部非常薄的保护膜起到了关键作用。这层保护膜是由铁、氧和氢按一定比例构成，而这层保护膜是在磷的作用下形成的。磷与铁和空气接触后发生了一系列的化学反应，生成了磷酸氢盐的水合物，也就是那一层保护膜了。不过，世界上任何铁器制造都会有磷杂质的渗入，为什么只有“阿育王铁柱”如此特别呢？这一点印度理工学院的专家们并没能解释。
气象学家在分析了新德里地区几百年来的气候后，发现这一地区一年中，大多数时候都比较干燥，相对湿度不超过70%。而铁在湿度80%的条件下，才能和空气反应，形成微电流，造成腐蚀。而在新德里，一年中满足要求的天数不超过20天。不过，这个观点也不是没有漏洞。我们知道铁的腐蚀过程相对缓慢，而新德里不可能千年来滴雨未下。只要有雨水，历经千年的时光，铁器都应该被腐蚀。
另外，在印度的达哈、辛哈勒斯、克那拉克都发现了含铁纯度高达99%的铁柱，也都历时千百年，却少有锈迹。
布卡南博士在1807年出版的《在南印度旅游》一书中，描述了印度人加工制造钢铁的土方法。这些土方法，相比于当今的冶金技术都有值得学习和仿效的地方。所有的线索都指向古印度的造铁工艺，或许古印度人正是凭借特殊的造铁工艺，才成就了千年不锈的“阿育王铁柱”。
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