S 95 60 160 53 85 115 90

Si 350 500 500 470 460 975 500

Ni 600 400 700 ＜100 180 ＜100 200

Cr ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100

Mo ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100

Cu 1,750 900 1,830 330 780 300 900

Al ＜10 ＜10 10 12 8 25 30

V 145 50 270 40 40 ＜10 60

Nb ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100 ＜100

Pb ＜10 ＜10 ＜10 ＜10 10 10 40

Sn ＜10 10 ＜10 ＜10 ＜10 15 ＜10

Ti 9 11 6 13 16 7 19

Zr ＜10 ＜10 ＜10 ＜10 ＜10 ＜10 ＜10

B ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 2 ＜1 ＜1

Ca 19 17 15 11 2 13 ＜1

*All analyses are in parts per million by weight, except C, which is in weight percent

当然，决定这种花纹钢硬度和韧性的原因不是简单的化学元素配比，其微观结构才是我们最关心的。当年得到的一些剩余断片后来被送到瑞士伯尔尼博物馆，而我有幸得到该博物馆捐赠的一部分断片进行研究。当我对这些珍贵的样品进行检验时，我发现它们含有称之为渗碳体的碳化三铁（Fe3C）颗粒带。这些颗粒直径通常为6—9微米。它们呈完美圆球形并紧密地群集为间隔30—70微米的带状物，这些带状物与钢刀表面平行排列，像木板内的纹理一样。当用酸腐蚀钢刀时，这些碳化物在深色钢基体中表现为一些白色线条。正如树木的年轮在锯断的木头上产生出特征性涡旋花纹图案—样，碳化物带中的波纹正是在钢刀表面上产生出复杂精细波形花纹图案的原因。这些碳化物颗粒极其坚硬。据认为钢中有较有弹性的软基体和坚硬的带状物，使大马士革钢刀既有坚硬的刀刃又有柔韧的刀身。

我首先试图征大学实验室内重现伍兹大马士革钢的显微结构，可是我不久就意识到我必须与精通兵刃武器锻造工艺的人一道工作。技艺高超的刀匠A1fred H. Pendray一直在独自研究大马士革钢这一难题，他在一个烧煤气的炉子中炼制小块钢锭并把它们锻造成刀的形状，他经常获得惊人地接近精良的古代刀剑的显微结构。

我们于1988年开始合作。Pendray年轻时从父亲那里学习到一种马掌铁技艺，并且对锻造钢的技艺有深入而长期的了解。但是为了再现一种技艺，我们还必须用准确的科学数据支持我们的理论并密切地关注我们的实验细节。1993年，我的一位衣阿华州立大学学生和我一起去了佛罗里达州盖恩斯维尔附近的Pendray锻工车间、在那里我们安装了计算机监控的热电偶和红外线高温计，以便记录下我们所尝试的熔炼与锻造过程的温度。

首先我们设法采用Wads Worth和Sherby提出的方法制作钢几但是我们未能重现出大马士革钢刀的内部结构或者表面波形花纹图案。后来经过长达7年的探索，我们研制出一种工艺，Pendray能够经常用它制出再现的伍兹大马土革钢刀，还能复制出被称之为穆罕默德梯子的花纹图案【见51页图】、人们曾在一些最精美的古代穆斯林实物样品中发现过这种花纹图案。在这种花纹图案中，波纹沿着刀的长度方向排列在一种梯状结构中；这种梯状花纹被认为是穆斯林忠实信徒升天之路的象征。我们的工艺类似于早期研究人员所介绍过的一般方法、但是具有关键性的差异。我们在一个封闭坩埚中制作出一小块具有精确组分的钢锭，然后将它锻造成刀的形状。我们的成功——并且这种成功使我们能够比我们的前辈们前行得更远——主要取决于钢中的铁、碳和其他元素（例如钒和钼，它们被我们称之为杂质元素）的混合情况、坩埚焙烧的温度和时间，以及反复锻造作业中所使用的温度和技巧。