百炼钢是怎样炼成的：中国古代刀剑锻造全解

百炼钢(bǎiliàngāng)百炼钢 bǎiliàngāng反复加热、折叠、锻打以去除夹杂、均匀碳分的钢，汉代已有记载。术语表 →，是中国工匠把钢反复加热、锻打、折叠、锻合，直到夹杂被挤尽、碳分趋于均匀的钢。从汉代起，它就是中国传统刀剑锻造中的上等材料，但它从来不是什么独门秘方，而是一条中国独有的工艺链的最后一环：先有生铁，再由生铁炼钢，再折叠百炼，最后把硬钢包在软铁之外，锻成刀剑。

起点：先有生铁

古代世界大多数地方用块炼炉炼铁：炉温不够，铁不熔化，只能把海绵状的铁块锻打成形。中国走了另一条路。公元前5世纪，中国的炉子已能把铁熔化——铁在熔化时大量吸碳，可以像青铜一样浇铸。欧洲最早的一批铸铁，出自瑞典 Lapphyttan 等高炉，年代约在公元1150—1250年。

生铁含碳超过2%，能浇铸，硬，却脆：生铁铸的剑，第一次格挡就会崩碎。于是中国工匠学会了把碳再“请出去”。

自西汉（公元前206—公元9年）起，工匠开始炒钢(chǎogāng)：把生铁加热到半熔的糊状，在空气中不断搅拌，让氧烧掉其中的碳。适时停手便得到钢；炒过了头，就成了柔软的熟铁。直到明末，宋应星《天工开物》（1637年）记载的仍是这套办法：铁水流入低洼的方塘，数人手执柳木棍排立墙上疾搅，一人把晒干、舂细、筛过的污泥粉迅速撒入，“即时炒成熟铁”。

名称	材料	含碳量（约）	性能
生铁	铸铁	2%以上，多为3%—4%	可熔铸；硬而脆
钢	钢	约0.2%—2%（刀剑多为0.5%—1%）	淬火后变硬
熟铁	熟铁（锻铁）	约0.1%以下	软而韧；淬不硬

「

凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。

铁有生熟之分：出炉后未经炒炼的是生铁，炒过的是熟铁；把生铁与熟铁合炼，便成了钢。

中国刀剑锻造流程图解

炒钢只是原料。把它变成一把剑，要经过一连串工序——从汉到明，这些工序的变化小得惊人。向下滚动看图解，后面几节再细说其中最关键的几步。

01冶炼层数: 1

1. 01

   冶炼

   中国铁匠起步极早：公元前 5 世纪前后，高炉已能产出可以浇铸的生铁液——比高炉在欧洲普及早了一千五百年以上。

2. 02

   炒钢

   生铁太脆，不能做刃。汉代起，工匠将生铁加热至半熔并不断搅拌（“炒”），让碳在空气中烧掉，得到可锻打的钢。

3. 03

   百炼

   把钢反复加热、锻打、折叠、锻合，一遍又一遍。每折一次，挤出夹杂、均匀碳分——层数也随之翻倍。

4. 04

   夹钢

   把高碳硬钢夹入（或包覆于）较软的熟铁之中锻合。刃口硬而锋利，刀身柔而不折。

5. 05

   淬火

   刀身烧至樱桃红后骤然浸入水或油中。急冷让钢的组织瞬间变硬——成败只在这一刻。

6. 06

   研磨

   在由粗到细的磨石上研磨数日，修出刃形、开出锋口，折叠钢的纹理也随之显现。

7. 07

   装具

   镡、柄与鞘，让一块钢变成能随身佩带的兵器：髹漆木鞘、鲛鱼皮、铜铁装具，乃至玉具。

“百炼”到底是什么意思

“炼”（汉代铭文中也写作“湅”或“練”）指一次加热加锻打的循环。炒钢出炉时夹杂多、碳分不匀，工匠便反复加热、拔长、对折、锻合。每一火都挤出更多杂质，每一折都让高碳与低碳的部分进一步交融。

到东汉（公元25—220年），“炼”的次数已成了刻在刀身上的卖点。日本奈良县天理市东大寺山古坟出土一把长约110厘米的环首大刀，错金铭文纪年为东汉“中平”年间（公元184—189年），自称“百練清剛”。这把汉刀辗转东渡、埋入日本古坟，如今是东京国立博物馆收藏的日本国宝。

“百炼”究竟是多少次？并不是折一百次。最好的证据来自北宋博学家沈括。他出使时在磁州（今河北磁县一带）的锻坊观看炼铁，记下了工匠辨别真钢的办法：

「

但取精铁，锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼不耗矣。

选取精铁，锻打一百多火，每锻一次称一次；每锻一次就轻一些，直到反复锻打而重量不再减少，便是纯钢，即使再炼一百次也不会损耗。

可见“百”数的是火次而非折数，真正的终点是一个物理判据：锻到斤两不减——夹杂已尽——即可停手。何况汉语的“百”本就泛指“多”，如“百姓”“百兵”。到公元4世纪初，这个词已成了典故：西晋刘琨在《重赠卢谌》中慨叹“何意百炼刚，化为绕指柔”。

层数的算术

折叠是指数增长。每折一次层数翻倍，折 n 次就是 2ⁿ 层：

折叠次数	层数
5	32
10	1,024
15	32,768
20	1,048,576

图解里数到的15折，已经有32,768层。若真折一百次，就是2¹⁰⁰层，约10³⁰层，每层比一个原子还薄——足见“百炼”是品级，不是配方。

折叠也有现实的上限。一块几厘米厚的钢坯折到十次左右，拔长后每层只有几微米到几十微米，比约1,100℃下一次锻打加热中碳原子能扩散的距离还薄。此后碳分已彻底均匀，再折主要是把金属白白烧成氧化皮。宋应星给过一个数字：新出炉的熟铁一经锻打，“十耗其三为铁华、铁落”。

灌钢：一条捷径

折叠又慢又费料，工匠便寻找更快达到合适含碳量的办法，这就是灌钢(guàngāng)：把高碳的生铁熔入低碳的熟铁，让两者“取长补短”。最早的记载见于《北齐书》中的綦毋怀文传。綦毋怀文是公元6世纪的冶金家兼方术之士，侍奉北齐皇室的奠基者高欢：

「

又造宿铁刀，其法烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚。以柔铁为刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札。

綦毋怀文造“宿铁刀”：把优质生铁与层叠的熟铁条一同烧炼，经过几夜就成了钢；刀背用熟铁，先在五牲的尿中浸浴，再用五牲的油脂淬火，能斩透三十层甲片。

并非人人叫好。沈括就把这种“团钢”“灌钢”斥为“伪钢”，认为它不过“暂假生铁以为坚，二三炼则生铁自熟，仍是柔铁”。然而到宋应星的时代，灌钢已是通行之法。他在1637年记下的做法是：把熟铁打成指头宽、长约一寸半（约5厘米）的薄片，用铁片捆紧，上面放生铁，再盖上沾着泥的破草鞋，猛鼓风箱；火候一到，生铁先化，“渗淋熟铁之中，两情投合”，取出锤打，再炼再锤。俗称“团钢”，也叫“灌钢”。

成剑：包钢、夹钢与淬火

通体硬钢的剑锋利却易折，通体软铁的剑坚韧却不快。中国工匠的答案是复合结构，宋应星把等级说得很清楚：

「

刀剑绝美者以百炼钢包裹其外，其中仍用无钢铁为骨。若非钢表铁里，则劲力所施，即成折断。

最好的刀剑，外面用百炼钢包裹，里面仍以不含钢的熟铁为骨；如果不是钢在外、铁在里，一用力就会折断。

他接着说，寻常刀斧只在刃面“嵌钢”；即便是能斩钉截铁的重价宝刀，“经数千遭磨砺，则钢尽而铁现也”。好刀好斧无论包钢还是嵌钢，都要“整齐而后入水淬之”，锋利与否则全看砺石功夫。工匠对这些结构有三种常见叫法：

• 包钢： 钢在外、熟铁为芯，即宋应星所说的“钢表铁里”。
• 夹钢： 硬钢夹在两片较软的钢铁之间，只在刃口露出。
• 贴钢 / 嵌钢： 把一条钢锻焊在铁质刀身的刃部之上或之中，是把好钢用在“刀刃上”最省料的办法。

对一个对手，宋应星倒是坦率：日本刀“背阔不及二分许”（约6毫米），却能“架于手指之上不复欹倒”，“不知用何锤法，中国未得其传”。

淬火：清水、尿、脂与油

淬火，是一把刀剑成败的瞬间。把刀身烧到樱桃红（一般刃钢约780—850℃）再浸入液体，碳钢就会变硬。宋应星的说法很朴素：锻好的钢要趁出火之时“入清水淬之”，才叫“健钢”。

更早的配方则奇特得多。綦毋怀文先浴尿、后淬脂的做法，常被技术史学者解读为“双液淬火”：尿含盐，冷却快，近似盐水；油脂冷却缓，近似油淬。这只是一种解读，但物理上说得通——水和盐水淬得最硬、也最容易开裂，油淬则两者都轻一些。宋应星还记下：外国人有用“地溲”（类似石脑油、中国不产的石油类物质）淬刀剑的，号称“钢可切玉”——他冷冷补了一句：“亦未之见也。”

百炼钢 vs 日本玉钢与大马士革钢

中国折叠钢常被拿来与日本刀、大马士革钢比较。三者要解决的是同一个问题——刃口要硬、刀身要韧——只是各自用上了本地能炼出的钢铁。

	中国百炼钢	日本玉钢（日本刀）	乌兹钢 / 历史上的大马士革钢
起始材料	以生铁炒成的钢；后有灌钢	玉钢：用砂铁在“踏鞴”（tatara）炉中炼出的块炼钢	印度、斯里兰卡的坩埚钢（约公元前300年起）
碳的控制	先炒钢再折叠；或把生铁熔入熟铁	按含碳量分拣钢块，再折叠	在密封坩埚中熔炼，含碳很高（约1.5%）
折叠	锻到斤两不减为止，火次多	一般约10—15次	不折叠
刀身结构	包钢、嵌钢或夹钢	硬钢外皮包软芯	多为单一钢材
淬火	整体入水淬火	覆土差异淬火，形成刃文	淬火加回火
可见花纹	研磨后隐约可见锻纹	地肌与刃文	碳化物带形成的水波纹

三者无所谓谁“更好”。中国工匠手里有廉价的生铁，以及由此而来的炒钢与灌钢；日本工匠把成分不匀的块炼钢用到了极致；印度坩埚钢含碳之高，根本无需折叠。想看这些钢铁落在真实兵器上的样子，可以读读剑、刀，更早的青铜名器越王勾践剑，以及至今仍在折叠锻打的龙泉宝剑。

《天工开物》 古法制造传习之旅 第一集 | CCTV

在《影之刃零》中

S-GAME 对钢铁的偏爱不止于道具。除了请铸剑师打造复刻兵器，2025年在北京举办的 S-Party 活动就设在首钢园区的三号高炉旁，取景考察也去过“北京的老钢厂”。功夫朋克与中国铸剑术出自同一片烟火与炉渣——这正契合一款兵器体系取材于中国传统兵器的游戏：其中每一把剑、每一把刀，至少在精神上，都源自一根被工匠每锻一火便称一次重量的钢条。