大马士革钢（Damascus steel），是前工业时代的著名钢之一，原产地为古印度，古代称之为乌兹钢，通常制成武器刀剑，现代泛指表面具有花纹的钢材。

中世纪时，印度出产的“乌兹钢锭”是制作刀剑的顶级用钢，这些钢被卖到大马士革炼制成武器（大马士革剑或大马士革刃）。欧洲人十字军东征时，在大马士革第一次遇见了阿拉伯人所使用的弯刀，以为这些武器是在大马士革取材制炼的，因此就有了“大马士革钢”的说法。其显著特征是刀的表面有水纹状图案，刀具有出色的强韧性，在战斗中几乎从不断裂。17世纪末，印度的乌兹铁矿被开采尽，铸造型花纹钢便消失了。此外，因当时的生产者对制造这种钢的工艺进行了保密，以至于后来随着火器时代的到来，导致大马士革钢的制造方法也失传了。历代有不少冶金学家曾试图重新冶铸出大马士革钢，但最终试验都归于失败。

20世纪70年代末，冶金学家运用现代金属学理论，揭开了大马士革钢的秘密。美国斯坦福大学的冶金学家经过长期研究，首先证实了大马士革钢既是一种超高碳钢，又是一种超塑性的金属。他们仿照古老的大马士革钢金相结构，成功地将新的大马士革钢制造出来。而对大马士革花纹刀剑的研究与复制，一直持续到了20世纪末，而冶金学家对该花纹形成机制的研究，之后仍在进行。这在历史上促进了冶金学知识的极大发展，使其成为了一个专门学科。

大马士革钢，原产地古印度，古代称之为乌兹钢，现代泛指表面具有花纹的钢材。

中世纪，欧洲入侵耶路撒冷（即十字军东征）时期，欧洲人看到他们的敌人使用的武器时，以为这种原本原材料是来自印度的武器，就是在大马士革取材制炼的，因此就有了“大马士革钢”这个说法。

同样的原材料在印度被制成的金属块，不能直接被命名为大马士革钢，而它们被叫做大马士革钢，是因为这些金属被贩卖到大马士革（位于今天的叙利亚境内）这个城市后，用来炼制成武器，即大马士革剑（或大马士革刃）之后，才得名的。

公元前4世纪左右，印度王子波鲁斯曾送给亚历山大大帝一块重达30磅（约15公斤）的纯印度钢铁，彼时印度钢铁已经声名鹊起。古印度出产的“乌兹钢锭”作为制作刀剑的顶级用钢，每年阿拉伯商人都要向印度进口大量的钢锭用于武器制造。

中世纪，欧洲用于制造十字军兵器的钢材，由于当时这种钢的产地被认为是在大马士革，故而人们将之称为“大马士革钢”。据史料记载，采用大马士革钢制造的刀剑和普通刀剑不同，其身上都呈现一种特有的金属花纹，且这种刀剑更为锋利，经过多次拼杀后仍不卷刃。

17世纪末，印度的乌兹铁矿被开采殆尽，所以铸造型花纹钢便消失了。此外，由于大马士革钢在战争中有着很大的威力，所以，生产者对制造这种钢的工艺进行了保密，以至于后来随着火器时代的到来，导致大马士革钢的制造方法也失传了。历代有不少冶金学家曾试图重新冶铸出大马士革钢，但最终试验都归于失败。

18世纪下半叶，随着工业革命的发展，工业领域需要大量优质、廉价的金属，于是科学家们纷纷致力于从根本上研究金属的特性，此时，大马士革钢（乌兹钢）再次成为人们关注的焦点。科学家迈克尔·法拉第也投身于对这种钢的研究，但是法拉第的目的不是研究钢铁本质，而是希望制作出比大马士革刀更好的刀。虽然最后，法拉第对大马士革钢的尝试以失败告终，但是他与Stoddart共同发表了关于合金钢的第一篇论文。

19世纪，俄罗斯著名的炼钢专家安诺索夫毕生致力于揭开大马士革钢的秘密，但直至最后，也只探索到大马士革钢的含碳量在1.4%左右。1841年，阿诺索夫的《论大马士革钢铁》一书出版，总结了他多年的研究成果。这项研究在19世纪下半叶被切尔诺夫接管，并被别拉耶夫进一步接管，并于1918年以《大马士革钢》为题在英国钢铁公司学会上发表。

20世纪70年代末，冶金学家运用现代金属学理论，终于揭开了大马士革钢的秘密。美国斯坦福大学的冶金学家经过长期研究，首先证实了大马士革钢既是一种超高碳钢，又是一种超塑性的金属。他们仿照古老的大马士革钢金相结构，成功地将新的大马士革钢制造出来。而对大马士革花纹刀剑的研究与复制，一直持续到了20世纪末，而冶金学家对该花纹形成机制的研究，之后仍在进行。这在历史上促进了冶金学知识的极大发展，使其成为了一个专门学科。

2014年，钢铁研究总院罗海文教授发表于《科学通报》的研究论文，给出了关于大马士革花纹形成的新解释，大马士革花纹的形成，应该与P元素在乌兹钢锭中，凝固时期的枝晶偏析相关。

大马士革钢已产生多种分类，按成因分，有同种来源生成的钢，即东方大马士革钢，和异种来源生成的钢，包括晶体或颗粒状大马士革钢、机械加工仿大马士革钢、层焊大马士革钢和表面处理仿大马士革钢；此外，还可以纹理精细度定质量等。

东方大马士革钢是熔化、锻炼和热处理相结合的产物，是真正的大马士革钢。它使用单一的均质源即钢锭进行制造。因其通过埚冶炼而成，所以又被称为“乌兹”（wootz）钢。处理后的晶体图案存在着许多变化，刃上的晶体图案经冲锻后会有所改变。在刃上可用钝刃凿或冲模制成预先设定的设计样式。东方大马士革钢最硬的元素是渗碳体，腐蚀和抛光后呈银色或白色。珠光体（铁素体和渗碳体的层状形式）腐蚀后呈黑色。数个世纪以来，很多学者和研究人员想用最现代化的方法模仿制造，但很少能取得成功。

晶体或颗粒状大马士革钢的图案非常精细，肉眼几乎发觉不到，这些精细的粒子被称为黑白粒子斑晶。这种钢的优点是不易断裂。

机械加工仿大马士革钢，是通过机械改变焊接钢层，或通过各种程序而合成，主要是通过扭转后磨（切削）而成。

层焊大马士革钢由不同质量的钢和软铁组成，经锤打及焊接熔合令锋刃坚硬，同时兼顾整体柔韧性。刃面的图案除用酸蚀外，亦可用锤打、冲击、锉和磨的方法制成。含有的钢可用来代替高碳钢。在锻炼中，古代铁匠偶尔使用流星铁来产生装饰效果。水纹钢使用含碳量不同的材料或利用其他元素如镍制造而成，所以这种钢又被解释为本质上的异种钢。经酸蚀后，钢中最硬的元素由于耐腐蚀而显示出白色或银色，另一方面软元素会受到腐蚀并改变颜色，通常变为黑色或棕色。

表面处理仿大马士革钢是通过在刃面上涂清漆或使用抗蜡处理后，在防酸蚀的表面上雕刻出预定的图案。这种图案虽然清晰，但较容易识别。

大马士革钢以纹理图案的精致及复杂程度，而定出质量的高低。因为能有精细天然纹理的，必是用最优质的钢制造所得。钢中的晶体图案有宽纹、窄纹、波状纹、树状纹、球状纹、晶体或晶粒纹，有的纹理扭转卷曲像“蚂蚁的足迹”。图案称为柯克纳杜班（Kirk Narduban）的，其意为“40阶梯级”，又称“神梯”或“雅各布梯”，被认为是最精致的大马士革钢图案。这种图案还可再细分为双神梯（Double Kirk Narduban）图案、玫瑰和螺旋（The Rose or Circle）图案、神梯和玫瑰（Kirk Narduban and Rose）图案、双神梯和玫瑰（Double Kirk Narduban and Rose）图案。

另有被称为“Qara Khorasan”的大马士革钢，其刃体带有极细的黑色水纹、“Qara Tapan”的刃体有发黑色亮光的花纹、“Akparee”的刃体有如卷线或丝体花纹图案、“Begumee”的刃体有如在水中流转荡漾的长丝䰶花纹、“Zanjir”的刃体有如链索形的光亮花纹。而一般图案的剑刃，被称为沙姆（Sham）或叙利亚大马士革钢。

美国斯坦福大学的冶金学家制造新的大马士革钢，其主要工艺为：

第一步，将含碳量1.5%～1.6%的超高碳钢冶铸成钢胚。当钢胚冷却到1100～1150°C时，使用轧制、锻造、挤压等方式对钢坯实施反复的压力加工，从而打碎钢中内部铸造结构的网状渗透碳体，迫使渗碳体细化成微粒分布在钢的金属晶界上，减轻了渗碳体对基体金属强度的危害，而且由于渗碳体在钢中呈弥散状分布，故起到阻碍金属晶粒长大的作用，使钢的内部晶粒呈现得很细小；

第二步，当钢坯冷却到600～700°C时，再次对钢坯进行反复的压力加工，目的是使钢的金属显微组织进一步细化均匀；最后使金属晶粒细化到1μm左右。

经过以上两个步骤的工艺程序，高碳钢完全进入了超塑性状态。应用这种钢制造工具或机器零件，其强度和韧性完全等同于大马士革钢的特性。

大马士革钢上的花纹其实是两种性质不同的材料：亮的地方是纯的雪明炭铁，其硬度比玻璃还大；暗的地方则属于沃斯田铁和波来铁。整体含碳量大约在1.5%~2.0%之间。在韧性高的波来铁里均匀散布着比玻璃还硬的雪明炭铁，使得大马士革钢刀可以具有非常锋利的刀锋，以及非常坚韧而不会折断的刀身。

印度钢

印度钢是一种坩埚冶炼的超高碳钢（含碳量在1.5%～2%），在公元前6至5世纪时，由位于古印度西北角的Hyderabad（翻译为“海得拉巴”，现属于巴基斯坦）的冶炼工人制成的，后来被售到“安息”（波斯）、条支甚或是埃及等。其冶炼方法是将黑锰矿、竹炭及某些植物叶子密封在一个陶炉里燃烧加热，当这些东西熔化后，其渣滓形成一团金属，然后将此金属反复熔化、冷却四五次，最后炼成直径为5英寸，厚度为0.5英寸，重约2英镑的金属块。

乌兹钢

乌兹钢，即大马士革钢的前身，是在印度被制成的金属块。这些金属被贩卖到大马士革这个城市后，被炼制成武器，即大马士革剑（或大马士革刃）之后，被欧洲人误以为这种原材料是来自印度的武器，就是在大马士革取材制炼的，因此被误称为了大马士革钢。综上所述，应是先有“乌兹（Wootz）”，然后才有“大马士革钢”（Damascus steel），“乌兹（Wootz）”因为出产于印度故也被翻译作“印度铁”。

铁

镔铁（fagoted 铁）是古代的一种钢，它是把表面磨光再用腐蚀剂处理，可见花纹，又称“宾铁”。明代曹昭的《格古要论》卷六记载：镔铁有旋螺花、芝麻雪花；常用的腐蚀剂为金丝矾，又名黄矾（Fe2(SO4)3·9H2O）。镔铁原产波斯（今伊朗）、宾（今克什米尔）、印度等地，约在南北朝时传入中原地区，此后中国也掌握了制炼镔铁的技术。“镔铁”不是“大马士革钢”的同义词，它更接近于坩埚钢系列。

大马士革钢因其具有特殊的硬度，通常被用于武器制造，是制作刀剑的顶级用钢。原始的铸造大马士革钢在锻造成刀剑时，表面会有一种特殊的花纹——穆罕默德纹，因其花纹能够使刀刃在微观上形成锯齿（肉眼无法分辨），而使得刀剑更加锋利。

大马士革刀名称来自欧洲人十字军东征时，在大马士革第一次遇见了阿拉伯人所使用的弯刀。其显著特征是刀的表面有水纹状图案，称之为大马士革花纹。该刀具有出色的强韧性，在战斗中几乎从不断裂。