漢代的環首刀分為短刀與長刀，短刀一般不超過50釐米，兼有生產工具與作戰兵器兩種功能；長刀大多超過100釐米，基本上都是騎兵刀。隨著環首刀地位的上升，將校軍官甚至文人士大夫們也逐漸流行起一種介於短刀與長刀之間的環首佩刀。蘇武出使匈奴時，身上攜帶之物中就有佩刀。可以看出，兩漢以降，帝王公卿們逐步在佩劍的同時，習慣佩刀。隨著漢刀普及，制刀技術也越見精湛。
上圖為龍耀環首刀
在鍊鐵成鋼的過程中，鑄造師先行鍛打滲碳，再反覆摺疊，減少兵器中的雜質。由此，百鍊鋼技術登上了歷史舞臺。所謂百鍊鋼，就是儘可能地將原材料反覆摺疊鍛鍊後進行淬火，使之既能有較高的硬度，又不失柔性。
上圖為龍耀環首刀
考古中發現的百鍊鋼刀有很多，如山東蒼山發現的公元112年製造的帶銘文的長刀，全長111.5釐米，經鑑定，是以含碳較高的炒鋼為原料，經過反覆多次摺疊鍛打製成的。刀的銘文中有“卅 ”二字，其意即“三十煉”，在100倍顯微鏡下觀察，發現刀中含有硅酸鹽夾雜物有30層左右的明顯分層，三十煉的意思或許就是指炒鋼鍛造後摺疊鍛打三十餘層。同時，這把三十煉的長刀還進行過淬火處理。所謂淬火，簡單地說就是把刀先入火進行熱處理，然後入水急冷，這種反覆鍛鍊後淬火，即成為百鍊鋼了。如此打造出的鋼可稱為鋼中之首，著名的大馬士革刀和日本刀皆用此冶煉技術，二者正是世界公認的冷兵器王者。
上圖為龍耀環首刀
三國時期，刀在軍隊中越發普及。歷史上吳越之地本是寶劍之鄉，而在三國時已讓位於刀。赤壁戰前，孫權曾拔刀砍案以示抗曹決心；吳將甘寧百騎劫曹營歸來時，孫權獎勵給他的就有“刀百口”。據陶弘景的《刀劍錄》記載，孫權曾採武當山銅鐵作十口劍、萬口刀，由此可看出，那個時代，大量鑄造的刀是用來裝備部隊的實用兵器，而數量極少的劍僅供佩戴賞玩之用。
上圖為龍耀環首刀
蜀漢諸葛亮時曾讓蒲元鑄造出了一批高質量的環首鋼刀，這批刀銳利無比，被譽為“神刀”。據史料記載，蒲元之所以能製造出“神刀”，一個很重要的原因是他能夠辨別不同水質對淬火質量的影響，淬火時蒲元沒有選距鑄造地較近的漢江水，而選擇冷卻速度大的蜀江水，把鋼刀淬到了合適的硬度，使其能夠質地優良。
上圖為龍耀環首刀
到兩晉南北朝，刀完全取代了劍登上短兵器的霸主地位。
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