身為冷兵器愛好者，免不了要接觸很多關於金屬的專有名詞，尤其是關於鋼鐵的。
炒鋼和灌鋼，大家應該比較熟悉，指的是中國傳統的冶鋼技術。也是瞭解其他傳統工藝的基礎。
鋼和鐵是有區別的。普通的鐵礦石只能生產出生鐵，距離鋼還有一定的距離。古代鋼主要是指鐵和碳的合金（當然也會參雜雜質），碳的含量不同，鋼鐵的性能也不同。鋼就是含碳量大於0.025%,小於0.2%的鐵碳合金。
簡單說，含碳量低近乎於純鐵的是熟鐵，不好用，很軟；然後鋼因碳的含量不同大體上分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼，隨著碳的含量變化，性能也不同；當碳高到一定程度的時候，就是生鐵，很脆，只能鑄造不能鍛造。
低碳鋼－含碳量小於0.25% 碳素結構鋼－含碳量大多在0.7%以下
中碳鋼－含碳量在0.25～0.6% 碳素工具鋼－含碳量一般在0.65～1.35%
高碳鋼－含碳量大於0.60%
上圖是最直觀的三個例子。咱們平時用的黑不溜秋的鐵鍋，就是生鐵的，很脆，摔了不會變形，但是鬧不好會碎；那種白皮的老式鐵皮罐，往往是熟鐵的，軟不溜秋的，摔了不碎但是會變形。而老式的搪瓷杯子，是用鋼做到，結實耐摔。
炒鋼出現的早，西漢年間就已經開始使用這種技術了。簡單說，炒鋼是將生鐵加熱到一定的狀態，隨後像炒菜一樣不停的攪拌，使碳被氧化成氣體，製造出低碳鋼或者熟鐵。不過需要注意的是，這項技術雖然起源甚早，但是用“炒”去形容這項技術，是明朝之後才有的。
▲漢代炒鋼
灌鋼法比炒鋼要先進，產量也更高
▲明代《天工開物》裡的灌鋼
這裡需要介紹一個比較特殊的概念：
在漢代的刀劍銘文上，我們常常能看到多少“煉”的記載，有三十煉，五十煉，最高有百鍊的。由此這些刀劍的工藝被我們稱之為百鍊鋼。
▲鍊鋼的銘文
其實一開始，這只是古人的無奈之舉。因為早期的炒鋼技術只能生產熟鐵，生產出的鋼不穩定，雜質多。
如果要想鍛造刀劍，則要將炒鋼出的薄鋼片疊加在一起，像和麵一樣將他們摺疊鍛打。鍛打可以使它們融為一體，也可以進一步清理雜質。不過，這種工藝生產的刀劍會呈現美麗的花紋。
▲古刀劍的花紋
▲摺疊鍛打
不過您可別覺得古人low，在漢代，這已經是世界級的高科技了，當時與漢朝並駕齊驅的羅馬都對漢朝的鋼鐵讚歎不已呢。
不過到了後世，冶煉出的鋼鐵越來越穩定，百鍊鋼有了一些新的發展。首先，不再是無意識的混合鍛打，而是有意識的選擇特定的鋼材進行配合。到了宋代，更出現了旋焊工藝，即將不同的鋼鐵擰在一起反覆鍛打，這種工藝生產出來的鋼材花紋如同羽毛一般細膩，非常美觀。
▲旋焊工藝
▲旋焊工藝生產的花紋非常細膩
之所以說百鍊鋼特殊，是因為它一方面可以說是鍛造刀劍的工藝，另一方面本身也是冶煉的一部分，有去除雜質的作用，而且將不同的鋼材混合成了新的鋼鐵材料。
前面已經說到，低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼因為含碳量的不同，硬度也不同。高碳鋼硬，可以磨得非常鋒利，但是相對脆；而低碳鋼韌性好，但是硬度低。中碳鋼不上不下顯得很平庸。
圖：繼續三個直觀的例子。老式自行車的鏈條，很多是低碳鋼做的，韌性好，好加工，不易斷；銼刀一般是高碳鋼做的，硬，耐磨，啥都能削；錘子頭硬度不需要太高，韌性也不需要太好，但是差了也不行，所以多用低碳鋼做。
為了發揮不同鋼材的特性，在製造刀劍的時候，古人又發明了包鋼、夾鋼、嵌鋼等等金屬複合工藝。
這些工藝的前提，都是金屬冶煉進入到一定的地步，可以生產出純度足夠高的鋼材。這些工藝的核心，其實就一個諺語：好鋼用在刀刃上。
包鋼，是以相對軟的鋼材，比如低碳鋼或者熟鐵為骨架，鍛造出刀的基本形狀，再用一片高碳鋼的薄片包裹住刀的一側，鍛打成刃。古人有時候為了追求高碳鋼的純度，會使用摺疊鍛打後的高碳鋼。
▲包鋼的截面
包鋼技術日本也有，他們稱之為甲伏鍛。包鋼技術也有一些侷限性，首先是很難出雙刃，所以一般不拿來鍛劍。另外，包鋼是硬鋼包軟鋼，打磨的時候如果磨過了頭，將裡面的軟鋼漏了出來，這刀可就廢了。而且這種工藝相對複雜，生產率比較低下。
相比較而言，夾鋼的工藝要簡單一些。夾鋼是以硬質的高碳鋼為裡，兩面夾軟鋼。這種工藝優勢在於可以製造出雙刃劍，打磨也不需要小心，生產也相對簡單。夾鋼在日本也有，他們稱之為三枚合。
▲包鋼和夾鋼的截面示意圖
但是又存在一個問題，夾鋼所耗費的高純度高碳鋼比包鋼工藝多的多，而高碳鋼的價格比低碳鋼和熟鐵昂貴，所以在成本上相對要高。也正因為如此，夾鋼在日本用的不多，但是在中國更為流行。
不過，中國古代最具代表性的金屬複合工藝並不是夾鋼，也不是包鋼，而是嵌鋼。
嵌鋼是以軟鋼為骨架，隨後在需要刃的地方開槽，然後將高碳鋼潛入槽中。也有的是將軟鋼骨架切出一個個的小口子，像梳子一樣，然後將小口子一個隔一個的向不同方向分開，再將高碳鋼嵌入。後者的工藝也被稱之為馬齒嵌，因刃部紋路像馬的牙齒而得名。
▲馬齒嵌鋼工藝示意圖
▲古代嵌鋼刀實物
相比較包鋼，在刀刃性能相同的情況下，嵌鋼的時間更短，更適合批量生產，而且可以隨意鍛造出雙刃，也沒有打磨時候的擔憂。相比較夾鋼而言，其耗費的高碳鋼更少，更節約材料。
可以說，嵌鋼是古代性價比最高的金屬複合工藝。
不過說了這麼多，大家還是要理性看待我們祖先的智慧。祖先的進步是相對於他們那個時代而言，今天的科技早已天翻地覆，無論工藝還是材質還是冶煉，都已經全面超越了古代
上圖：筆者打造高碳鋼牡丹直刀
上圖：筆者打造百練花紋鋼（樹心紋）
上圖：筆者打造百練花紋鋼（樹心紋）風雲戰劍
上圖：筆者打造百練花紋鋼（羽毛紋）風雲戰劍
上圖：筆者打造百練花紋鋼（羽毛紋）珍珠魚皮鍍金乾隆劍
上圖：筆者打造百練花紋鋼（旋焊紋）唐劍劍身
上圖：筆者打造百練花紋鋼（旋焊紋）唐劍
上圖：筆者打造百練花紋鋼（流水紋）環首唐劍
上圖：筆者打造百練花紋鋼（流水紋）環首唐劍