以日本武士刀製作過程談力學概論感想

【對力學學科的認識】... 3

【力與刀】... 4

【刀的歷史地位與現代戰鬥刀的價值】... 4

【武士刀製作基本工序】... 6

【部分製作工藝的力學簡析】... 8

一、鋼材性質與含碳量... 8

二、用血汗換取質素的藝術... 9

——「折返鍛煉」對鋼材質地與鐵晶體的影響... 9

三、刀身橫截面結構... 10

——討論「造邊」技藝中在刀身各個部位鋼材搭配的效用... 10

四、鋼材熱處理過程... 11

——討論「燒入」、「合取」工序對刀身的影響... 11

【對武士刀鍛造工藝的理解】... 12

【對力學概論的感悟與建議】... 13

【對力學學科的認識】

【力學史】力學的發展在歷史年代順序上和學科邏輯順序上大體相同,這種發展反映出人類認識由簡單到複雜逐步深化的過程。牛頓定律的建立是力學發展過程中重要的里程碑.經典力學從此奠定基礎並根據學科自身的邏輯規律發展著.在近代和現代,力學隨著研究 內容的深入和研究領域的擴大逐漸形成各個分支,近年來又出現了跨分支,跨學科綜合研究的趨勢.

力學的發展是分析和綜合相結合的過程。從總的發展趨勢來看，牛頓運動定律建立以前力學研究的歷史大致可分為兩個時期：①古代,從遠古到公元5世紀，對平衡和運動有初步的了解;②中世紀,從6世紀到16世紀,這個時期對力、運動以及它們之間的關係的認識已有進展，為牛頓運動定律的建立作了準備。牛頓運動定律的建立和從此以後力學研究的歷史大致可分為四個時期：①從17世紀初到18世紀末，經典力學的建立和完善化；②19世紀,力學各主要分支的建立；③從1900年到1960年,近代力學，它和工程技術特別是航空、航天技術密切聯繫；④1960年以後，現代力學，力學同計算技術和自然科學其他學科廣泛結合。

當然，各個時期的分界年代並不是絕對的。

【現代力學】現代力學對計算機的科學計算十分依賴。體現為力學各學科眾多軟體的廣泛應用。力學在土木工程、機械工程、航空航天工程、水利工程、船舶工程、能源工程等眾多領域有著廣泛的應用。同時，與其他學科交叉產生了眾多交叉學科。如生物力學中的骨力學、軟組織力學、心臟力學血液流變學和血流動力學。

總的來說，力學的發展史蘊含著一門科學發展的規律，對現代力學在現代社會應用廣泛而深遠。

【力與刀】

——以日本武士刀為例，討論力學在制刀業的應用

【刀的歷史地位與現代戰鬥刀的價值】

在現代戰場，戰刀作為一種冷兵器，雖然已經沒有冷兵器時代戰爭中的核心地位，但即是與槍支相比，戰刀以其隱秘性和可靠性，仍是在特殊戰線上行動的士兵最信賴的戰友。

刀自古以來就是英雄和權力的象徵與化身。作為工具，它是日常生活和應急生存的好幫手；作為武器，它被戰士視為生命一般重要。據說美國的精銳部隊中流傳著這樣一句名言：「One knife，one life」，有人直譯為「一把刀，一條命」，意譯可理解為「好刀伴一生」。一把好刀的重要性不言而喻，它不僅能協助戰士完成特殊使命，保護自己和戰友的生命安全，而且作為隨身戰鬥工具，它還能給予戰士堅強的信念支持。

力學在現代的眾多領域應用深廣。其中材料力學，結構力學等，在起到十分重要的作用。在新榜網的世界十大著名軍刀中的冷鋼三美武士刀，其優良的力學性質引人注目。

【現代軍刀賞析——冷鋼三美武士刀】

三美III（San Mai III）：（Cold Stell公司出品）用的是一種非常昂貴的，傳統風格的日本碾壓鋼。以堅硬的高碳不鏽鋼夾在中間作為刀刃的核心，上下各加一層韌性和彈性都很好的不鏽鋼來輔助和增強，最後的成品具有兩種材料鋼的特性，這種碾壓出來的鋼材比特韌的AUS 8A堅固25%。三美III的特徵是刀鋒處的線渦紋路，遍及整個刀刃的邊緣，是由於打磨時各鋼層顯露出來而形成的。每把刀的線紋長度各有不同，因為每一片三美III都是獨一無二的。象AUS 8A不鏽鋼一樣，三美III由現代精確傳送熔爐熱處理和零下低溫淬水流程，改進鋼材的微觀結構，去掉雜質。最後的成品刀刃比一般不鏽鋼刀刃具有更好的彈性和保持性（硬度可達到60以上），刀身也具有非常好的韌性。[①]

三美武士刀以低碳鋼（韌性和彈性較強）與高碳鋼（硬度較高）組合以達到刀刃堅硬而刀身不易斷的優良特質。而這種方法，源自日本傳統武士刀的製作工藝。

【武士刀簡介】

日本刀（にほんとう，Nihontou），由唐代的唐刀改良而成 ，在日本又稱為刀（かたな，Katana）。全稱為平面碎段復體暗光花紋刃，世界三大名刃之一。依據形狀、尺寸分為太刀、打刀（刀）、脅差（脅指）、短刀等。一般日本刀柄與刀刃的比例是1:4，刀柄雙手持握，劈殺有力，其彎曲程度控制在「物打」（又稱「物內」）即鋒尖下16.7mm處，砍劈時此處力量最大，十分符合力學原理。刀背稱「棟」或「脊」，用以抵擋攻擊，有平、庵、三、丸四種。日本刀的材料鋼，被稱作和鋼（わこう，Wakou）或玉鋼（たまはがね，Tamahagane）。錘鍛的方法有很多，如十字鍛、摺子木鍛、短冊鍛、木葉鍛等，紋樣各異。[②]

傳統武士刀鍛造業作為一種人工密集型產業，註定無法批量生產。在日本封建時期，也僅有身為貴族的「武士」階級才能佩刀。而到了明治維新開始，1873年開始禁止武鬥，1876年禁止警察，軍人以外的人帶刀的廢刀令出台，日本刀鍛造行業急速衰退。到現代，作為一項傳統工藝，傳統武士刀鍛造法仍在日本的制刀師傅中傳承。

另一方面，武士刀演變自唐刀，武士刀鍛造業在其千百年的發展中，刀匠大師們總結了種種經驗。從鋼材的冶煉，挑選，到鋼材在刀身不同部位的搭配，再到成形刀的熱處理過程，處處蘊含著豐富的力學知識。

【武士刀製作基本工序】

不同的刀工流派，在不同的年代，都有不同的制刀方法，以下只能約略列出一般典型的制刀步驟：

第一步. 「水挫」 (Mizuheshi)——又稱為「水減」。即是將「玉鋼」加熱並錘打成厚度為約5mm 的薄片。聽起來像是很簡單的工序，其實不然... 為了控制鋼材的含碳量(含碳量的保留/ 流失)，加熱的次數有嚴格限制；而且「玉鋼」的硬度在其續漸冷卻時會有所改變。只有經驗老到的刀匠才能準確把握施錘力度的變化，在限定的加熱次數下將「玉鋼」打鏈成厚薄均一的薄片。鋼片成形後，刀匠會用水將其急速冷卻。含碳量足夠的部份會自然碎落，作為制刀的材料。刀匠要對鋼片的溫度和用水的份量有極準確的把握，才能夠收集到含碳量合適的材料。餘下的部份，刀匠會留待將來再用。以現代材質學的角度來看，這個步驟算是刀匠控制鋼材含碳量的手法

第二步. 「小割」 (Kowari)——將鋼料打碎成2到3 cm長短的細塊。不碎的部份就是含碳量過低，有些刀匠會用這個來製作刀劍的「芯鐵」。

第三步. 製作燒台——燒台將會成為刀身的一部份，所以必需以優質的「玉鋼」製造。 (燒棒不是刀身部份，可以用任何鋼料製作。)

第四步. 「積重」 (Tsumikasane)——將「小割」工序所得的碎鋼塊一層一層的焊接在燒台之上，如此熱力就可以均勻傳遞。鋼塊的熱黏性對焊接的效果有決定性的影響，而熱黏性則取決於鋼材的純度和含碳量，所以選用「玉鋼」和進行第一步的「水挫」工序是必要的。不同的刀工流派有不同的焊接方式... 平行排列的焊接稱為「短冊鍛」，交差排列的稱為「拍木鍛」，十字形排列的稱為「木葉鍛」或「十文字鍛」。以鍛造一支「刀」(「打刀」) 為例，就需要積聚約2 到3 kg 的鋼材。

第五步. 「積沸」 (Tsumiwakashi)——將「積重」工序辦好的物料放回爐火，以確保鋼料能夠完全焊合。為確保鋼料與空氣完全隔絕(以免爐火消耗鋼材中的含碳量) 和容許細慢而均勻的熱力處理，置入爐火前刀匠會將鋼料用沾滿泥汁和稻草灰的和紙將鋼料緊緊包好。刀匠必需小心掌握爐火的溫度和加熱的時間。

第六步. 折返鍛煉

將「積沸」工序辦好的鋼料捶打至扁平，再摺疊重回焊接，如此反覆。若重複10 次，可以造出有1024 層的鋼材（2的10次方）。。第七步. 「造邊」——依照刀身不同部位的力學性質需要搭配鋼材。

典型的「皮鐵包芯鐵」法是將一層剛硬的「皮鐵」(Kawatetsu) 包裹著另一柔韌的「芯鐵」(Shintetsu)，焊合。「皮鐵」由含碳量較高的「玉鋼」經10 到15 次的「折返鍛煉」製成，而「芯鐵」則以由含碳量較低的「庖丁鐵」或用含碳量低的「玉鋼」)經5 到6 次的「折返鍛煉」製成。

第八步. 「素廷」 將「造邊」工序準備好的混合鋼材打造成長條形，成為刀身的基本形狀。

第九步.打造「切先」

為確保「切先」與刀身有同樣的混合鋼材分布，也為了得到通順的表面紋理，刀匠會將刀尖斜斜切去一段(尖角在邊鋒的位置)，再以小錘將尖角打造成向後的彎弧，成為「切先」。製作「切先」是最考究手工的步騾，所以由製成品的「切先」可以看出刀匠本身的功力。

第十步. 「火造」 以小錘將刀身各部份打造成形和修正。

第十一步. 「燒入」最後的火鍛工序：刀匠用粘土、木炭粉和磨刀石的粉末調製「燒刃土」(Yakibatsuchi) (不同的流派有不同的成份和調製法)，再將成形的刀身用「燒刃土」包封。 「刃」的範圍用土較薄，「鎬地」和「棟」的範圍用土較厚。基本上，「燒刃土」的分布可以由完成品的「刃文」看出一點。泥封好的刀身會被放到攝氏750 至760 度的爐火之中。經過特定的加熱時間，刀匠就會將刀身移離爐火，再放到水中急速冷卻，即是"淬火"。急速淬火，會產生高硬度的麻田散鐵（亦即是馬氏體martensite）

第十二步. 「合取」將燒刃過後的刀重新置回火床上，經過一短暫的特定時間和溫度，立即取出刀體，完成回火之動作，即為回火。

第十二步. 鍛冶押、刀身雕刻、銘入 再經過初步的打磨、開「目釘穴」、銼「鑢目」、刻「銘」等工序後，刀匠的責任可以說是到此為止了。一般來說，日本刀的「研磨」、造鞘、金銀裝飾、卷柄等工序另有專人負責，不是刀匠的工作範圍[③]

【部分製作工藝的力學簡析】

一、鋼材性質與含碳量

製作刀劍的鋼材，有兩個基本屬性需要考慮，一是硬度，二是衝擊韌性。依照材料力學的定義，硬度是金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內的能力（也就是這把刀能夠切割多硬的東西），衝擊韌性是材料抵抗衝擊載荷的能力。

制刀過程中，鋼材選擇上，追求刃口的硬度與刀身整體的衝擊韌性兼備。格鬥中，刃口則應足夠堅硬，以保證其鋒利程度以及刃口不致崩壞；而刀身應具有一定衝擊韌性，以免在對方兵器的衝擊下，刀身輕易折斷。然而，即使刀身整體衝擊韌性足夠，也並非追求整體的硬度越高越好，刀背如果跟刀鋒一樣硬度很高，那麼衝擊時刀刃吸收的能量過大，刀刃將會容易碎裂。

在不同含碳量鋼材中，這兩種屬性在一定程度上表現出負相關關係，鋼材含碳量越高，硬度就越高，打造出來的刀越銳利，但是韌性不夠，易折斷；而鋼材含碳量越低，韌度越高，打造出來的刀越不容易崩壞，相應的硬度也就越低。

總的來說，日本刀的材料主要為「玉鋼」(Tamahagane) 碳含量1.0 到 1.7%和「庖丁鐵」約為 0.1 到 0.3%。

二、用血汗換取質素的藝術

——「折返鍛煉」對鋼材質地與鐵晶體的影響

日本古時一直未有機會發展高溫煉爐的技術，要煉製均質的刀劍就非常困難。為克服這個問題，刀匠採用「折返鍛煉」的技術。「折返鍛煉」可以提高鋼材均質程度，使鐵晶體[1]更細緻，同時也能減少雜質，

將「積沸」工序辦好的鋼料捶打至扁平，再摺疊重回焊接，如此反覆。層次愈多，鋼材中的碳和各種成份就會更加均一，鐵晶體也會更細緻，製成品的強度亦會較高。 (註：不過層次越多，也意味著鋼材在煉爐中的時間越長，鋼材中的碳含量亦可能會流失過多，製成品的硬度就會受到影響，鋒利程度亦會有所限制。因此，日本的刀劍通常不會經過15次以上的折返鍛煉。)

世界各地以高溫煉爐製成的刀劍，成形後都會有鐵晶體肥大的問題。根據熱力學的解譯，在高溫煉製過程中，細少的鐵晶體為減少其數目(減低總表面積)，會自行互相結合，重組成數目較少，體積較大的鐵晶體。如此一來，鋼材的強度就會受到影響。所以，以高溫煉爐製成的刀劍在淬火之後(即是將白熱的鋼材投到水/ 油中冷卻)，必須重新置回低溫爐火數小時，令細少的鐵晶體在原有的晶體之間重新結晶，回復強度和韌性。不過，長時間的爐火鍛煉又會令碳含量過份流失，影響製成品的表面硬度和鋒利程度。相對於西方的刀劍，以低溫煉爐(低於攝氏1000 度) 煉製的日本刀，鐵晶體一直能夠保持在細密的狀態。

在「折返鍛煉」期間，不斷的錘打會令鋼材中一大部份的雜質化為火花飛走。從微觀上看，雜質是鋼材的瑕疵。也是鋼材的「強度弱點」，在反覆受到衝擊時，金屬損害往往由「強度弱點」開始，蔓延至材質的整體，成為全面的損壞。「強度弱點」的數目愈少，慢廷破壞的機會也隨之減少。所以，鋼材愈純凈，其強度和韌性就會愈高。

此外，經過「折返鍛煉」的刀劍會出現有如木紋一般的表面紋理(「地肌」)，美觀之極。

(註：有利必有弊。高溫煉爐中的鋼材較軟，較易打造成形；低溫煉爐中的鋼材較硬，較難打造，甚至不是個人的體力所能應付。如果折返層不能完全焊合，就會成為潛在的裂口，變成完成品的瑕疪。所以，一般打造過程中，刀匠會緊持鋼材，並發號施令，由兩三名體壯力健的弟子從旁以長柄大鎚敲打。換句話說，製作日本刀是人力集約的工事，以血汗換取質素的偉大藝術。)

三、刀身橫截面結構

——討論「造邊」技藝中在刀身各個部位鋼材搭配的效用

日本刀鋒利而又不易彎曲，即是擁有刃口的高硬度的特性。同時，日本刀又不易折斷，即是擁有刀身的高衝擊韌性的特性。

集剛柔於一身，日本刀如何做到呢？有別於世界各國的刀劍，日本刀並非由一塊鋼材打造而成。在其製作工序中，獨具體色的「造邊」工藝是將不同性質的鋼料搭配組合，從而達到刀的剛柔合一。

其中，典型的「皮鐵包芯鐵型」搭配法，由一層剛硬的「皮鐵」(Kawatetsu) 包裹著另一柔韌的「芯鐵」(Shintetsu)，焊合而成。「皮鐵」由含碳量較高的「玉鋼」經10 到15 次的「折返鍛煉」製成，而「芯鐵」則以由含碳量較低的「庖丁鐵」或用含碳量低的「玉鋼」)經5 到6 次的「折返鍛煉」製成。如此的組合，日本刀就可以做到剛柔同體了。

不同的刀工流派採用不同的鋼料搭配方式，有的刀匠會在刀刃部位採用用硬度更高的「刃鐵」(Hatetsu)，或是在刀背採用硬度更低的「棟鐵」(Munetetsu)，或採用經摺疊卻沒有焊合的雙層「芯鐵」。

總的來說，在工序「造邊」中，刀匠將不同含碳量的鋼材組合。以本三枚式造邊發為例

首先、在刀刃處用含碳量高，也是硬度、剛度較高的玉鋼，可以使得銳角很小的刀尖保持鋒利但不易卷刃。

其次、在刀內部用含碳量低，也是強度更大的鋼，可以保證刀身足夠高的衝擊韌性。

最後、在刀側，用含碳量適中，富有韌性與彈性的刃金包裹刀身。在收到衝擊時，可以通過彈性形變將部分能量吸收。減小刃部所受的應力。又可進一步加強刀身的穩定性。

四、鋼材熱處理過程

——討論「燒入」、「合取」工序對刀身的影響

（一）金屬熱處理簡介

金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。

為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織複雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。

整體熱處理部分工藝的簡介

（1）：淬火：指將鋼件加熱到Ac3或Ac1（鋼的下臨界點溫度）以上某一溫度，保持一定的時間，然後以適當的冷卻速度，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝。淬火的目的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。（2）：回火：指鋼件經淬硬後，再加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時間，然後冷卻到室溫的熱處理工藝。常見的回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時所產生的應力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，並具有所需要的塑性和韌性等。 （3）：調質：指將鋼材或鋼件進行淬火及回火的複合熱處理工藝。使用於調質處理的鋼稱調質鋼。它一般是指中碳結構鋼和中碳合金結構鋼。 （4）：化學熱處理：指金屬或合金工件置於一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學成分，組織和性能的熱處理工藝。常見的化學熱處理工藝有：滲碳，滲氮，碳氮共滲，滲鋁，滲硼等。化學熱處理的目的：主要是提高鋼件表面的硬度，耐磨性，抗蝕性，抗疲勞強度和抗氧化性等。

鋼鐵鍛造過程有兩種結構對其力學性質影響深刻，分別為奧氏體與馬氏體。奧氏體是一種塑性很好，強度較低的固溶體，具有一定韌性。不具有鐵磁性。古代鐵匠打鐵時燒紅的鐵塊即處於奧氏體狀態。奧氏體因為是面心立方，四面體間隙較大，可以容納更多的碳。

奧氏體急速冷卻（淬火）形成馬氏體，這種情況下奧氏體中固溶的碳原子沒有時間擴散出晶胞。當奧氏體到達馬氏體轉變溫度（Ms）時，馬氏體轉變開始產生，母相奧氏體組織開始不穩定。在Ms以下某溫度保持不變時，少部分的奧氏體組織迅速轉變，但不會繼續。只有當溫度進一步降低，更多的奧氏體才轉變為馬氏體。最後，溫度到達馬氏體轉變結束溫度Mf，馬氏體轉變結束。

馬氏體不是一種平衡組織。平衡組織的形成需要很慢的冷卻速度和足夠時間的擴散，而馬氏體是在非常快的冷卻速度下形成的。由於化學反應（向平衡態轉變）溫度高時會加快，馬氏體在加熱情況下很容易分解。這個過程叫做回火。由於淬火過程難以控制，很多淬火工藝通過淬火後獲得過量的馬氏體，然後通過回火去減少馬氏體含量，直到獲得合適的組織，從而達到性能要求。馬氏體太多將使鋼變脆，馬氏體太少會使鋼變軟。[④]

（二）鍛造過程的熱處理工序

在武士刀鍛造過程中，尤其是 「燒入」工序中，泥封、加熱、淬火；及「合取」工序中的回火過程是也金屬熱處理。其對刀的微觀結構改變影響著刀的力學性質。而此過程，體現出刀匠對奧氏體，馬氏體兩種結構在刀身合理分布的控制。

泥封：刀匠以特製「燒刃土」封刀身。自刀背到刀刃，依次漸薄而下，刃口處最薄（部分流派則不包泥土）不同的流派燒刃土的成份和調製方法亦有不同。泥封首先是為了淬火過程中，控制刀的自刀背到刀刃的降溫速度依次遞增。

加熱：刀匠對泥封好的刀身加熱，此過程在在暗室中進行以便由爐火的顏色以確認溫度在攝氏750 至760 度之間。若溫度高於攝氏800 度以上，刀身就會出現奧氏體粗大的現象，影響強度。

淬火：將紅熱的刀身猛地浸入淬火液中（各個流派有自己的配方），刀身急速降溫。其中，刀身下水淬火時刀口未包泥土處 ( 刀刃波浪紋部分 ) 直接與水接觸，包覆泥土部分其覆土厚度越高，降溫速度越低。

在刀的急速降溫中，刀刃部大量的奧氏體轉變為馬氏體，而由於「燒刃土」的厚度漸變，自刀刃到刀背，降溫速度亦漸緩，因而奧氏體轉變為馬氏體的數目亦漸少。同時，因為馬氏體的密度低於奧氏體，所以轉變後體積會膨脹。因此，轉變馬氏體多的刀刃部分，體積增大得多。最終導致武士刀形成一個較大的彎度。

回火：將燒刃過後的刀重新置回火床上，經過一短暫的特定時間和溫度，立即取出刀體，即為回火。一般而言，淬火後獲得的馬氏體會過量，刀匠根據經驗，判斷刀所需要的回火時間和溫度。

【對武士刀鍛造工藝的理解】

總的來說，武士刀的鍛造工藝是歷史上千萬刀匠的經驗結晶，充滿著一種神秘色彩，是一種重要的精神文化。儘管這一工藝並非完全系統化理論化的學科，但其中，自選材、折返錘鍊、鋼材搭配以至熱處理，十分符合材料力學、結構力學、金相學以及熱力學的設計原理。因而武士刀擁有鋒銳堅硬的刀刃和強韌的刀身，與大馬士革刀與亞克力劍並稱為世界三大名刃。

【對力學概論的感悟與建議】

這部分比較多個人的感受，因而語言口語化一些，還請見諒。

【感想】上力學概論過程中，了解到了力學史，力學的學科分類和現代力學的應用。而課程中又有許多老師的經驗，感想。實際上，學習對我個人來說，更多的是形成「力學」的一個印象。如學習力學史這個學科發展史，讓我發覺力學是一門不斷成長的學科，是一件強有力的工具；而現代力學的學科分類與現代力學的應用，讓我感受到力學的嚴謹，清晰的分類，強大的重要性，而又有強大的發展前景。

自工匠的經驗，工程師的理論摸索，到後來力學大師（如牛頓、鐵木辛柯等）系統化的理論建設以及成形的力學研究方法，再到現今的力學與計算機技術的結合，力學既是千百年來工程師們解決問題的力量，同時也是工程師們研究的經驗結晶。學習力學概論的過程，增大了我對力學的了解，自然地消除了力學學科的神秘感。同時，讓我更加認同力學，渴望著成為這長長的力學發展史的一個參與者。

【建議】站在一個學生的角度，我看到的更多的是教學形式方面。在力學史轉入學科分類的時候呢，可能相比前一段有具體例子（如）的而言知識性內容較多，生動程度稍有降低。或可在下一年的這部分課程中更多地加入一些簡單的實驗演示（像講解張衡的地動儀時，老師就用粉筆進行了縱波和岩石的抗拉性能方面的演示。）這樣更加生動，具體。

[1] 「鐵晶體」一詞，可能是一種統稱，多篇關於於刀具鍛造過程的文章均可見。在不同的工序中，不一定指同一結構。而在淬火過程中，依據其變化特徵，應該是指馬氏體。再在回火過程，則更多地可能指的是奧氏體。

[①] 引用止戈國防百科-冷鋼三美武士刀http://baike.zhige.net/doc-view-1394

[②] 參考文獻：維基百科-武士刀

[③] 武士刀的製作工序部分摘自滌心齋-日本古董兵器-鍛造藝術http://www.dixinzhai.com/show.asp?newsid=64&typeslv1=2&typeslv2=3