古印度坩埚（wootz）钢的故事

提普苏丹之剑
Wootz钢在世界多个地区获得了近2000年的高度评价，用这种印度钢制成的产品被称为大马士革剑。图一展示了提普苏丹之剑的一个极好的例子。毫不夸张地说，乌兹钢作为一种先进材料主导了几个景观：横跨亚洲、欧洲和美洲大陆的地理景观；随着国家地图的重新绘制和王国的兴衰，绵延两千多年的历史景观；神话传说、诗歌和戏剧、电影和戏剧中的文学景观；梵语、阿拉伯语、乌尔都语、日语、泰米尔语、泰卢固语和卡纳达语的语言景观。它通过贸易和印度教、佛教、琐罗亚斯德教、犹太教、伊斯兰教和基督教的其他互动，控制着宗教景观。这是独一无二的，因为没有其他先进的材料可以展示这种多面的辉煌。
在印度南部，通过纯粹的经验实践开发出了乌兹钢，在印度和中东，通过热机械处理将钢成型为凶猛美丽的大马士革剑，而对基础科学知之甚少，这在冶金史上是一个非凡的故事。当这种钢被介绍给西方世界时，英国、法国、俄罗斯和瑞典的科学家们辛勤工作，发现了其成分和微观结构及其与机械性能的关系。一个多世纪以来，西方科学家对东方技术产品的一心一意追求，为现代材料科学奠定了基础。西里尔·斯坦利·史密斯在他的作品中强调了这一主题。这可能与纳米材料和计算机建模有关。因此，对乌兹钢的研究一直激励着研究人员，直到今天。

Wootz钢在现代冶金发展中的作用
几个世纪以来，铁和钢被认为是属于亚铁家族的两种元素，就像铜、银、金和其他金属属于有色金属家族一样。1774年，瑞典化学家托伯恩·伯格曼（Tobern Bergman）对乌兹钢进行了化学分析，从而认识到钢是铁和碳的合金。他能够确定铸铁、钢和熟铁的成分因“铅”（即石墨或碳）的成分而变化。正如史密斯所建议的那样，瑞典的研究在建立了一家工厂，用焊接的大马士革钢制造枪管之后受到了推动，一位瑞典冶金学家通过观察钢和铁部件的黑白蚀刻，猜测钢中含有碳，并对复制真正的大马士革钢产生了兴趣。拉瓦锡领导的化学革命受到了碳元素的推动。史密斯认为，“如果一个务实的人从正在发展的化学新知识中获益的速度很慢，他可以感觉到，他的实践知识，通过帮助识别碳作为一种元素，对化学革命本身的贡献绝不是微不足道的”。
由于英国殖民了印度，人们对研究乌兹钢铁有着相当大的兴趣。迈克尔·法拉第（Michael Faraday）是电的发明者，也是早期最伟大的实验和材料科学家之一，他对乌兹钢也很着迷，并对其进行了热情的研究。法拉第和切勒-斯托达特一起试图研究如何制造大马士革钢，但他们错误地得出结论，氧化铝和二氧化硅的添加有助于钢的性能，他们的研究于1820年发表。他们还试图通过分配镍和铂、银等贵金属来炼钢。事实上，法拉第的研究表明，添加贵金属会使钢变硬。尽管法拉第未能复制乌兹钢，但他被誉为合金钢之父。
此后，随着法拉第的研究在法国产生了重大影响，对大马士革钢铁的兴趣转移到了法国，在拿破仑时期，法国对武器的钢铁研究蓬勃发展。巴黎铸币局在1820年代的努力很好地反映了对乌兹钢性质的描述。他进行了数量惊人的大约300次实验，加入了从铂、金等多种元素。银、铜、锡、锌、铅、铋、锰、砷、硼甚至铀，然后他最终得出结论，大马士革钢的性能是由于“汽化”钢。史密斯指出，对19世纪制造的乌兹钢锭的分析表明，它们的碳含量超过1.3%。
俄罗斯人阿纳索夫也研究了制造乌兹钢的工艺，并在19世纪初成功制造了大马士革钢刀片。在20世纪初，乌兹钢继续作为一种特殊材料进行研究，其性能在下一节中将进一步讨论。Belaiew报道说，这种钢片在半空中划破了一块纱巾。
随着对乌兹的研究不断深入，建立铁碳体系的相图变得十分必要。第一个全面的结构要归功于1898年的罗伯特·奥斯汀。这是第一个建立的合金相图。这样的图表表明，可以根据成分区分不同的产品，如熟铁、普通碳钢、超高碳钢和铸铁。还可以识别各种相，如奥氏体、铁素体、渗碳体。形成了包晶、共晶和共析等相反应。相的组合导致由珠光体和莱氏体组成的微观结构。由于对乌兹钢的研究，光学显微镜的使用变得广泛。