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商、周、战国青铜时代的军队格斗兵器都是以青铜剑为主，青铜剑整体尺寸基本为50厘米左右，此尺寸是受到了青铜自身物理性质的限制，在保证强度的条件下只能做到此长度。兵马俑出土的秦剑是目前已知最长的青铜剑，整体长度81—94厘米不等。近年兵马俑博物馆的专家撰文认为，秦青铜剑长而薄，合金成分含锡、铅含量高，属于脆性材料，整体不具备战阵使用的能力，秦剑属于将军俑礼仪佩剑。
春秋时期，钢铁兵器开始出现，近年考古成果显示，在燕国（河北燕下都遗址）、楚国（长沙火车站春秋墓）都出现不同形制的铁剑。钢铁剑的物理性能远胜青铜剑，在尺寸上全面超越青铜剑，湖南多地出土的楚铁剑长度多接近100厘米，最长的铁剑超过140厘米。
汉朝，中国兵器全面进入钢铁时代，汉军开始大规模装备环首刀，这是一种新型的兵器。环首刀重要的特征是刃体为直刃或轻微下弧刃，刃体与柄贯通无格，柄首有扁环。随着大量的考古实物的出土，证明在西汉初期，环首刀已经替代剑，成为军队的主要兵器。《释名·释兵》载：
刀，到也，以斩伐到其所，乃击之也。其末曰锋，言若蜂刺之毒利也。其本曰环，形似环也。其室曰削，削，峭也，其形峭杀裹刀体也。室口之饰曰琫，琫，捧也，捧束口也。下末之饰曰琕，琕，卑也，在下之言也。短刀曰拍髀，带时拍髀旁也。又曰露拍，言露见也。
《释名》成书于东汉，是一部专门探求事物名源的著作，《释兵》篇最早对“刀”这一兵器做出了详细解释。“以斩伐到其所，乃击之也”一句说明了刀的使用方式是以劈砍斩伐为主；刀首有环，“其本曰环，形似环也”；“其室曰削，”鞘室名为“削”；鞘室口部饰件为“琫”；鞘尾饰件为“琕”；短环首多为书刀、帛刀，由于此类短刀都是挎于身侧，行走、起立“拍髀旁”，“髀”为大腿，故称短刀为“拍髀”。
汉环首刀的出现，与当时的军事战略、作战样式、作战能力需求紧密相关。汉朝统一天下后，立刻就遭到了北方匈奴的威胁。匈奴骑兵是汉军要打击的重要目标。为了有效对抗骑兵，汉军也大量发展骑兵，为配合骑兵独有的高速作战方式，对新型骑兵马上使用的兵器诉求随即提出。战国时期虽然有骑兵出现，但是骑兵数量较少，当时的骑兵是一种骑马进行迅速机动的步兵，使用剑、戟等兵器作战并无太多问题。
随着汉朝骑兵规模的扩大，骑兵用剑变得较为不合理，由于双方冲击速度较快，长剑靠刺击杀伤对手的技术实现起来变得更为困难—尖锐锋利的剑尖无形中功能被减弱，劈砍反而成为更有效的杀伤方式。剑刃虽然可以做适度地劈砍，但是由于是两侧施刃，冲击过程中只有一侧刃面能发挥作用，故而剑变得非常不适合马上作战。
青铜剑的制作主要是使用铸造技术，铸造完成后，剑刃经过磨砺后就可以使用。而钢铁兵器的制作相对较为复杂，首先需要锻造成型，然后须淬火增加刃口硬度，再进行磨砺，工序比青铜剑更加复杂。所以钢铁剑已经完全不适应骑兵之间的对抗了。
于是，更适合骑兵劈砍的武器登上了历史舞台。适合骑兵作战特点的格斗武器须满足下列条件：单手使用，便于劈砍，单刃厚脊，保证足够的强度同时具有良好的锋利性，同时要比剑的制作工艺简单，方便大量生产。由此，西汉军队开始制作满足这样特点的兵器，环首刀应运而生。环首的意义在于可在环内捆绑手绳套于手腕，在冲击劈砍中可有效保证刀不脱手。汉朝初期环首刀基本定型——刃直而狭，刃略有内弧，柄裹竹木，缠丝缑，环首内有丝绳挽手可绕于腕，鞘室竹木，内衬丝绸，外髹漆，鞘室尾端有一金属鞘尾。
笔者认为，军制的长环首刀是由短环首刀逐渐发展形成的，战国时期的青铜小型环首刀多做为生活用刀或竹简削刀。至战国晚期，钢铁冶炼技术发展，此类小环首刀多替换为钢铁材质，在实际使用中，短环首逐渐放大加长，由此被军中所重视。随着战争模式和对手的变化，进而在短环首刀的基础上加长，逐步改良，形成了西汉初期环首刀的造型。
战国至汉朝初期，剑是近身格斗的主要兵器。《史记》中载秦末战争中，刘邦、项羽、萧何、樊哙等人都佩剑。
刘邦反秦时“拔剑击斩蛇”，战英布时称：“吾以布衣提三尺剑取天下，此非天命乎？” （《史记·高祖本纪》） 《史记·项羽本纪》载：“项籍少时，学书不成，去学剑，又不成；”鸿门宴中，“项庄拔剑起舞，项伯亦拔剑起舞，常以身翼蔽沛公，庄不得击，”樊哙冲入欲护卫刘邦，“即带剑拥盾入军门。”鼎定天下后叙功以萧何为第一，“于是乃令何第一，赐带剑履上殿，入朝不趋，” （《汉书·萧何曹参传》） 剑此时也是宫廷礼仪中重要的符号。
到了汉武帝时期，汉军中的名将都配环首刀，环首刀此时已经成为军中主流装备。李广随卫青北击匈奴，在沙漠中迷路，延误了战机，导致单于突围逃走。漠北大战结束后，李广部才和卫青主力部队会合，李广因此犯失机之罪，受到卫青责问，不愿受军法审判，“遂引刀自刭。” （《汉书·李广苏建传》） 李广以佩刀自裁，说明环首刀已经成为主将的佩刀。李广之孙李陵，在鞮汗山被单于数万骑兵围困，“军吏持尺刀，” （《汉书·李广苏建传》） 说明汉军中还装备有短环首刀。汉昭帝时期，任立政等三人受霍光委派出使匈奴，意图劝李陵返汉，单于置酒宴赐任立政等使者，席中李陵、卫律皆侍坐。“立政等见陵，未得私语，即目视陵，而数数自循其刀环，握其足，阴谕之，言可还归汉也。” （《汉书·李广苏建传》） 。任立政作为使臣，其所配武器是环首刀，并用刀环暗示李陵重新归汉。战国时期，在如此重要的外交活动中，使者皆佩剑，至西汉因为环首刀的普及，在礼仪上，环首刀也逐渐替代剑了。
从西汉开始，钢铁剑在军队的装备中逐渐减少，环首刀的装备数量迅速增加，从现有的考古发掘也可以充分证明这一点。汉朝武库、军中对刀剑的记载极为清晰，边防驻军也有专门的“兵簿”用以记载兵器的数量、品类。已经出土的兵簿都是以汉简形式进行记载的，其中载录的汉朝兵器有：刀、剑、弩、矢、弓、镶、盾、有方、戟、铍、铩；盔甲类有铁铠、兜鍪（鞮暓）、马甲等。1993年，江苏省东海县尹湾汉墓出土了《武库永始四年兵车器集簿》，木简上记载了汉成帝永始四年（前13），东海郡武库库存兵器情况，这个《集薄》对于汉朝军事史研究具有极大的帮助。出土过程中，限于当时技术手段落后等原因，部分简牍字迹模糊不能录入，但仍然可以看到东海武库储备了数量惊人的武器，《集簿》记载的乘舆兵车器和库兵车器两项合计“凡兵车器种二百四十物，二千三百二十六万八千四百八十七”。其中剑、刀两项记载：“剑九万九千九百一，”“刀十五万六千一百三十五，”从这个数量也足以说明环首刀在军队的使用中已经占据了主要地位。
西汉时期长安武库所储藏的环首刀多为蜀郡制造，《汉书·循吏传》颜师古注记载：“刀凡蜀刀，有环者也。”西汉时期四川能大量制作环首刀，是秦统一天下后，始皇帝将赵国冶铁大户卓氏迁至四川邛崃，卓氏后人卓王孙的私人工坊在西汉初期成为蜀郡重要的兵器制作商，《史记·货殖列传》中载：“蜀卓氏之先，赵人也，用铁冶富。秦破赵，迁卓氏。”战国时期赵、楚两国都善冶铁，1965年在河北易县燕下都遗址四十四号墓中发掘五十余件铁兵器，其中仅剑一种就达十五把之多，最短的一把长69.8厘米，最长的一把长达100.4厘米。其中三剑经过金相鉴定，一只剑是用块炼铁直接锻成的铁剑，另外两剑则是由含碳不均匀的钢制成的，两剑均为块炼铁渗碳制成的低碳钢，剑体采用纯铁增碳后对折多层锻造而成，刃部都是经过淬火的。这些考古证据显示战国时期，赵国已经掌握了很高的冶铁技术，并开始制作钢铁兵器。随着秦朝的统一和赵国豪族的迁移，冶铁制作兵器的技术从赵国传播至蜀地，卓氏的冶铁遗迹在四川邛崃近年屡被发掘。西汉时期朝廷在四川设立“蜀郡工官”，作为官方管理机构，其监督制作的器物主要有漆器和兵器，其产品主要供应宫廷和皇室成员。故蜀郡生产的兵器都质量较高，供应汉武库和皇室。至三国时期，蜀郡制作的环首刀依然精良，《古今刀剑录》载：“蜀主刘备令蒲元造刀五千口，皆连环，及刃口刻七十二湅。”
东汉时期，刀除了是军队的主要兵器，同时宫廷百官佩刀已经成为舆服制度，《后汉书·舆服志·刀》载：
乘舆黄金通身貂错，半鲛鱼鳞，金漆错，雌黄室，五色罽隐室华。诸侯王黄金错，环挟半鲛，黑室。公卿百官皆纯黑，不半鲛。小黄门雌黄室，中黄门朱室，童子皆虎爪文，虎贲黄室虎文，其将白虎文，皆以白珠鲛为
口之饰，乘舆者，加翡翠山，纡婴其侧。
“乘舆”是指皇帝或皇室，刀刃应该是满错金装饰。“貂错”是汉代一种错金工艺，是用锥刻后再进行错金，这样错金是用“金汞齐”工艺进行制作的。“半鲛鱼鳞”究竟做何解释，尚待研究，极大的可能也是一种错金工艺。鞘室雌黄色。“诸侯王”的刀首“黄金错环”，环首刀“半鲛”似乎是指环首刀鞘室会部分裹鲛鱼皮，鞘室髹黑漆。“公卿百官”所配环首刀鞘室髹黑漆，鞘室不装饰鲛鱼皮。鞘室的颜色随职位、品级有不同，“虎贲”军环首刀鞘室黄色并绘制虎纹，虎贲军将官鞘室虎纹为白色，所有环首刀的鞘室束口以白鲛鱼皮装饰。
东汉时期史料记载军将、朝臣皆配环首刀。汉光武帝刘秀的功臣、云台二十八将位列第四位的耿弇，征战山东的时候“飞矢中弇股，以佩刀截之，左右无知者” （《后汉书·耿弇传》） ；东汉献帝时期，董卓欲废献帝立陈留王，找袁绍商议，是时袁叔父隗为太傅，袁绍伪许之，曰：“此大事，出当与太傅议。”卓曰：“刘氏种不足复遗。” （《三国志·魏书·董二袁刘传》） 而后：“绍不应，横刀长揖而去。”说明这个阶段东汉高官都已经佩刀而不佩剑了。
三国时期，魏、蜀、吴三国将校军卒都使用环首刀。
魏国大将典韦形貌魁梧，膂力过人，“好持大双戟与长刀等” （《三国志·魏书·典书传》） 。曹魏时期司马师诛杀中书令李丰时，“大将军怒，使勇士以刀环筑丰腰，杀之” （《三国志·魏书·夏侯玄传》裴松之注引《魏氏春秋》） ，《说文解字》解释：“筑，捣也。”司马师令武士以环首刀刀环击打李丰腰部，钝杀了李丰。
建安二十年（215）刘备取得益州后，孙权向刘备讨还荆州，鲁肃邀请关羽面谈，《三国志·鲁肃传》中载：“肃邀羽相见，各驻兵马百步上，但请将军单刀俱会。肃因责数羽曰：国家区区本以土地借卿家者，卿家军败远来，无以为资故也。今已得益州，既无奉还之意，但求三郡，又不从命。”鲁肃的话音未落，关羽的随侍曰：“夫土地者，惟德所在耳，何常之有！”鲁肃听闻此言极为震怒，立刻“厉声呵之，辞色甚切”。这时“羽操刀起谓曰：此自国家事，是人何知”，关羽此次赴约随身佩刀必然是环首刀。颇令人遐想的是，关羽手下说出了极端冒犯鲁肃的话后，关羽“操”刀而立，“操”这个动作，可以判断关羽并未将刀拔出，是连同刀鞘握在手中呵斥手下，如果是将刀刃亮出，在这样的场合是极为失礼的，如此史料中肯定会写“拔刀”。关羽“目使之去”，顺带使眼色让手下离去。后世多将关羽的单刀表现为“偃月刀”，事实上偃月刀的出现已经是宋朝了。
魏将邓艾引军自阴平由景谷道入川，破诸葛瞻军于绵竹，蜀后主随即投降，并诏书姜维军“乃投戈放甲，诣会于涪军前，将士咸怒，拔刀砍石” （《三国志·蜀书·姜维传》） ，蜀军将士愤慨刘禅如此懦弱，用环首刀砍石泄怒。
建安十三年（208），孙权讨黄祖，董袭、凌统“俱为前部，各将敢死百人，人被两铠，乘大舸船，突入蒙冲里。袭身以刀断两绁，蒙冲乃横流，大兵遂进” （《三国志·吴书·董袭传》） ，“蒙冲”是东吴主要的战舰，“绁”是系泊战舰的缆绳，董袭穿双重铠甲，用环首刀斩断两股系船的缆绳，致使黄祖军的船在江中打横，东吴军随即击败黄祖。
近年学者整理《居延汉简》时，对汉代兵器价格做了一些归纳，西汉时期普通剑的价格大约在650-1500钱，《居延汉简释文合校》载“负不侵卒觧万年剑一，直六百五十”；又载“濮阳槐里景黮贳卖剑一，直七百”；《居延新简》中载“贳卖剑一，直八百，觻得长杜里郭樨君所，舍里中东家雨入，任者同里杜长完前上”。1978年，徐州市铜山县收集到一只铁剑，剑全长108厘米，剑茎有21字错金铭文“建初二年蜀郡西工官王愔造五十湅□□□孙剑□”（图1）。剑镡已残脱，铜质，内侧上阴刻隶书“直千五百”四字。此剑现存于徐州博物馆，是目前已知唯一标明制造价格的汉铁剑。可见汉铁剑根据品质不同，价格亦不同。徐州铁剑之所以价格昂贵，是因为使用了“五十湅”锻造技术。
环首刀的价格在文献中记录较少，《合校》载“尺二寸刀一，直卅”，说明短刀较为便宜，仅为30钱。四川所产环首刀价格颇为含混，《汉书·酷吏传·杨仆》载“欲请蜀刀，问君贾几何，对曰率数百”。西汉长环首刀大概为3—4尺不等，如果按照“尺二寸”值30钱，推测环首长刀大概应该150钱左右。因为环首刀相对汉剑，制作工艺简单，价格也相对较低。
随着国内考古资料越发丰富，考古实物对史料中记载的环首刀均得以印证。考古显示西汉时期墓葬中剑、刀的实物，剑略多；至东汉时期，环首刀出土数量已经超过剑。
1968年发掘的河北满城中山靖王刘胜墓中出土铁环首长刀（图2），刀尖和鞘尾已经残损，“刀环用4毫米宽金片带缠绕包裹，刀鞘以两木片合成，缠以麻等多层纺织品，涂红漆，外表似绦带缠绕状态。大刀长62.7、刀身残长46.8、宽4.2、柄宽3.7，环径6.4厘米。”（ 中国社会科学院考古研究所、河北省文物管理处《满城汉墓发掘报告》，文物出版社1980年版 ）
1994年发掘的徐州狮子山汉墓是西汉时期楚王刘戊陵墓，出土两只环首刀，分别长97、98厘米，两只长刀都有轻微的内弧，柄与刃体交界处，刃略有凸起，柄与刃几乎等宽，较长的一只刀刀尖较为特殊，刀尖背部轻微下弯后上挑，这种形制的环首刀（图3）非常特殊。
2004年安徽天长市安乐镇纪庄村发掘出西汉时期一座古墓，其中出土剑一只，短环首二只，一只环首为包金（图4），用金箔条逐层缠绕环首，此类包金形式至东汉时期逐渐减少；包金环首刀鞘室上附有一削刀，削刀环遗失（图5）。同墓一只环首为错金银涡纹（图6）。这两只削刀的刃体开制有三道极为精细的血槽。
从这几个西汉墓葬来看，环首刀的形制在汉武帝时期就已经非常成熟了，有理由相信，与匈奴作战的汉军就佩戴此种环首刀。
1974年，山东苍山县出土一只汉环首刀，刀全长111.5厘米，刀背上18字错金铭文“永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孙”。（图7）“永初六年”为东汉安帝刘祜的第一个年号，即公元112年。“宜子孙”三字为锈蚀所掩，后经X光扫描才得以辨别。此刀现存中国国家博物馆，作为东汉冶炼技术和工艺水平的代表固定展陈。此刀是较为典型的东汉环首刀，姿态上与狮子山楚王墓的环首刀相似。
中国国家博物馆藏“永寿二年汉错金铭文钢刀”（图8），是国内已知铭文最多的东汉环首刀。此刀铭文中“濯龙”为东汉的宫苑名，《续汉书·百官志》载：“濯龙园，在洛阳西北角。”濯龙园是东汉时期洛阳城内规模较大的宫苑，位于洛阳城西北，内有濯龙殿、濯龙池。铭文标注了钢刀的尺寸“长三尺四寸把刀”，汉尺为23.1厘米，故据铭文中所记录的刀身长度为78.54厘米，与实际测量的79.8厘米接近。此刀铭文中主造者和监造者俱全，各工艺的制造者都铭文其上，“堂工刘满”“钺工虞广”“削厉待诏王甫”“金错待诏灌宜”。“钺工”目前其意不明，推测应该是锻造环节的专业工种。“堂工”应是锻造烧炉工种。“削厉”二字是指剑鞘和剑刃研磨的工序环节，《史记·梁孝王世家》载：“视其剑，新治。问长安中削厉工，工曰：‘梁郎某子来治此剑。’”汉景帝时期，梁王刺杀袁盎，刺客之剑留于袁盎之身，有司持此剑遍访长安的“削厉工”，一位削厉工说：此剑是梁王的人拿来新研磨过。日本汉学家泷川资言著《史记会注考证》中注释“削厉”：“削，剑室也。厉，磨石。谓作剑室及磨砺剑者。”此刀的刀鞘和研磨工艺环节是由“王甫”负责。“金错”是指对此刀装饰错金纹饰，错金银是战国时期发展出来的一种在铜、铁上装饰金银的工艺，即利用金、银良好的延展性，将金银丝、片捶打进金属器表面不平整的纹槽之内，最后用厝石磨锉平滑。此刀的错金工艺环节是由“灌宜”负责。“待诏”其本意是“等待皇帝诏命”，以便供奉内廷服务皇室。汉朝将有才技而无官职者征召入京待诏，后演变成一种具有临时和候补性质的职官名称。经过国博考证，认为“此刀为濯龙宫所造，专门供皇帝使用”。（ 田率《对东汉永寿二年错金钢刀的初步认识》，《中国国家博物馆馆刊》2013年第2期 ）
1987年出土于鄂钢综合原料厂、现存湖北鄂州博物馆的三国环首铁刀（图9）是目前已知的品相最好的环首刀，此刀长147.3厘米、宽2.6厘米，环首略方正，直刃、直背，由于特殊的地理条件，此刀保存极为完整，原始的打磨刃线和刀尖都基本无损，是研究东汉、三国时期铸造工艺最重要的器物之一。现今的考古发现，至三国时期，环首刀的尺寸变得更长，湖北樊城菜越三国墓铁刀残长115厘米 （襄樊市文物考古研究所《湖北襄樊樊城菜越三国墓发掘简报》，《文物》2010年第9期） ，南京大光路孙吴薛秋墓出土环首刀长120厘米 （南京市博物馆《南京大光路孙吴薛秋墓发掘简报》，《文物》2008年第3期） 。《三国志·魏书·东夷传》有特赐倭女王“五尺刀二口”，说明在魏晋时期环首刀普遍较长，按照汉尺23厘米计算，“五尺”为115厘米，樊城、南京大光路两处墓葬中出土的环首刀基本都属于“五尺刀”范围。鄂州博物馆的东吴环首刀属于六尺范围，可能是最长的环首刀。
从已知的出土环首刀的资料来看，环首刀整体装饰较为简单，鞘室多为素色髹漆，《续汉书·舆服志》对不同等级的鞘室有明确的颜色规定。
在目前出土的西汉环首刀中，中山靖王墓出土的环首刀有剑璏式样的悬挂形式（图2），南京大光路孙吴薛秋墓出土环首刀“漆鞘上有一桥形穿”（图10） （南京市博物馆《南京大光路孙吴薛秋墓发掘简报》，《文物》2008年第3期） 。江苏盱眙东阳王莽时期汉墓出土环首刀4只，“具漆鞘，刀鞘由二块薄木片制成素坯，缠以丝质织物，外涂黑漆，其上压印菱形花纹，刀背较直，刃部略弧，刀柄成一扁圆勾状环，环露鞘外，其中一件鞘端加铜镖，另一件末端圆刹，鞘外附玛瑙璏。”（ 南京博物院《江苏盱眙东阳汉墓》，《考古》1979年第5期 ）（图11）山东临沂吴白庄汉画像中有一武士，戴武士帻抗戟，戟刃有鞘室，腰部斜插环首刀，环首刀鞘室中部有一类似剑璏的结构（图12），与南京大光路环首刀鞘室“桥形穿”类似。从这些出土实物和画像说明环首刀在佩戴上明显还是与汉剑相似。可以推测大多数环首刀璏很可能是木质，所以在墓室中朽烂，以致出土后无法辨识。
汉刀鞘室的制作大体有两种形式，一种是使用较为轻薄的木片做鞘室，内层贴丝绸，木室粘合后反复髹漆。另一种是用丝绸、麻布裹好刃体后反复髹漆，类似夹苎髹漆的形式制作鞘室。鞘口部分按照《续汉书·舆服志》中记载应该是用鲛鱼皮紧固，由于鲛鱼皮主要成分为蛋白质，至今出土未见有完整形态。目前看到的汉朝刀剑鞘室都极为轻薄，髹漆制作鞘室的水平远超后世刀剑的鞘室。
环首刀鞘室的尾部都会有一扁窄青铜小鞘尾，多数为光素，工艺较精良的表面会有鲛鱼皮纹理（图13），与《汉书·舆服志》中记载一致，部分高级的鞘尾是银质，《释名·释兵》中载：“下末之饰曰琕，琕，卑也。”“琕”只用于环刀，剑鞘尾称之“珌”。环首刀手柄较为简单，左右两片木片粘合于柄，然后丝缑缠柄，木柄前端会有铜质束（箍）（图14），其作用是固定手柄木。削刀的鞘尾与环首刀有差异，多是青铜铸造以L型鞘尾，嵌于鞘室尾部（图15）。
从陶俑携带削刀（图16）的状态和2018年琅琊汉墓出土错金削刀（图17）来看，削刀手柄不缠丝缑，整刀插入漆器鞘室。在成都博物院展陈的陶俑中能看出此种削刀在环内套入丝绳，丝绳套在腰间，这类悬挂在腰间，就是史书所载的“拍髀”。
从目前的考古资料来看，西汉时期高级环首刀会在环首上使用金片包裹环首，东汉出土文物显示会在环首上错金，甚至在环首刀刃体靠近手柄位置错金装饰。河北定州中山穆王墓出土的错金环首刀刀环、刀背、近柄部分错金涡纹（图18），国博濯龙宫环首刀在刀环错金涡纹，其涡纹形式与中山穆王一致，近柄部分错金云纹，刀背错金铭文。部分高级环首刀在刀背错金龙纹（图19）。
环首刀长刀刃多为平造，横截面为三角形，靠近刃型有明显的刃线。部分削刀和尺刀的制作有相当高级的血槽，有些刃体一侧是单凹血槽，另一侧是双凹血槽，天长汉墓的削刀有三凹血槽，极为精致。血槽的制作是一种非常高级的工艺，在有效减少刀身重量的同时增加刃体的强度。制作精良的血槽也能成为刀身装饰，中国刀出现血槽是从战国削刀开始，至汉朝明确用血槽来装饰刀身。
刀环制作有几种形式，有环和刀身整体锻焊一体的；有刀环单独制作，环下有舌，与刀茎铆接一起；有刀环单独制作，刀茎反折抱紧刀环；东汉时期出现一种环与刀茎不完全闭合，在端头做成简易的龙形。
西汉时期的环首刀，环的造型相对简约，环首和刀刃锻造在一起，环的形制风格近似，多为扁椭圆形。削刀多数环和刃体一体制作。
东汉时期削刀开始流行青铜鎏金环首、银环首，这类环首和铁刃是分开制作的。环首部分铸造完成后，柄部中空，铁刀完成后插入柄中，成为一种特殊风格的削刀，部分具有北方鄂尔多斯风格的环首多是这个阶段制作的。东汉的高级长环首刀也逐渐接受单独制作的环首，这些环首的制作多是青铜铸造，精细修型后柄与刀茎相互交叠，横向用销钉紧固。曹植《宝刀赋》中写道：“建安中，家父魏王命有司造宝刀五枚，三年乃就，以龙、虎、熊、马、雀为识。”说明在东汉时期，环内的装饰已经非常明确了，“龙、虎、熊、马、雀”这些带有明确寓意的纹饰开始进入环首装饰。其实在战国时期就已经出现了较为特殊的环首造型，只不过普及度不高。2004年邵庄西辛战国齐墓出土、现存山东青州博物馆的金质环首（图20）就是这个时期的重要代表。战国时期除了有金质环首，还有玉环首，曾侯乙墓出土的玉环铜刀（图21）、山西晋国赵卿墓银柄玉环首都是玉质环首的代表（图22）。值得注意的是，这些高级的环首都是较小的削刀使用。
现在部分学者认为，环首刀尾部的环可以对整刀配重，其实这个观点是不对的，刀环部分本身的重量非常有限，故完全无法提供有效的重量平衡。环的作用概括下来只有两种功效：一是防止在激烈战斗中脱手；二是环首在近距离搏斗中也可以用作钝击，打击对手。