鐵器是用鐵礦石冶煉加工製作而成的器物。它的發明,使人類歷史發生了化時代的進步。中國在商代已知用隕鐵加工製作鐵器,如河北藁城臺西商代遺址和北京劉家河商墓出土的鐵刃銅鉞,其刃部即為隕鐵製成。現在已知在西周晚期出現人工冶鐵製品,春秋時期開始冶鐵和使用鐵器。在考古中,已發現春秋時期的鐵器,多見於湖南長沙地區。初期鐵器多為小型工具,如削、凹口鋤、刀等。但也有經鍛制而成的中碳鋼劍,白口生鐵鑄造的鐵鼎等。戰國中期以後,鐵製工具在農業、手工業中逐漸取得了支配地位,對社會生產的發展起了巨大的推動作用。鐵器看已在七國地區以及北方匈奴、東胡和南方百越等廣大地區均有發現,表明戰國時期冶鐵技術的進步與發展。
東周鐵器的種類有農具、手工工具、兵器和雜用器等。其中以農業和手工工具為大宗。農具有V形鏵冠、、鋤、鐮、臿、鏟等,每種農具又有不同的形狀,如鋤有六角形鋤、梯形鋤、凹形鐵口鋤、五齒鋤。手工業工具有斧、錛、錐、錘等。兵器有劍、戟、矛、匕首、胄。雜用器具有刮刀、削、環、鉤、帶鉤及青銅器附件,如鼎足、鐵鋌等。
早期鐵器製品材料多為塊煉鐵,即在較低溫度的固體狀態下,用木碳還原法煉成的比較純淨的鐵。在製作器物時,須經鍛造。同時,生鐵鑄器也已出現,並開始使用熱處理技術,以增加其強度和韌性。春秋晚期,已出現中碳鋼製品,經科學檢測,長沙出土的鋼劍即為中碳鋼製品,其金相組織比較均勻,可能已經過高溫退火技術處理。這表明春秋晚期到戰國早期,塊煉鐵已經發展為塊煉滲碳鋼。與此同時,白口生鐵也已發展為韌性鑄鐵。
戰國中期以後,冶鐵技術與工藝又有了較大發展,使金屬鐵的性能得到了進一步提高。河北易縣燕下都遺址第44號墓出土的鐵器,經對其中9件兵器金相考察,有6件為純鐵或鋼製品,3件為經過柔化處理或未經處理的生鐵製品。從而得知已在塊煉鐵中增碳製造高碳鋼,並已經掌握了淬火技術,這是冶鐵技術的一大提高,意義重大。從一些冶鐵遺址中出土的熔鐵爐、鼓風管、煉渣及製作鐵器的陶範,可以對冶鑄技術有進一步了解。特別是河北興隆出土的一批鐵製鑄範,計42副87件,包括農具、工具、車具範,並有內外範之分,有單合範和雙合範,其本身就是質量很好的百口鐵鑄件。其中有些鑄範設有防止變形的加強結構和金屬芯。這批範的設計和鑄造工藝都已達到了相當高的水平。
西漢冶鐵技術與工藝繼續向前發展,水平不斷提高。至遲在西漢中期,灰口鐵、鑄鐵脫碳鋼已經興起,之後,又發明了生鐵炒鋼和熟鐵的新工藝。漢初,冶鐵業多為諸侯王和富豪控制。漢武帝時,曾在各地設置鐵官,壟斷全國冶鐵業,並實行專賣政策。它對冶鐵業的發展影響很大。西漢鐵器的製造和使用量很大,已普及全國,在社會生產和生活的各個方面,以及軍事方面,均佔居重要地位,起著十分重要的作用。
這一時期鐵農具有犁、、鏟、鍤、鋤、耙、鐮等。鐵工具有斧、錛、錘、鑿、刀、鋸、錐等。兵器有長劍、矛、戟、鏃、鎧甲、鐵蒺藜和新出現的環首大鐵刀等。生活用具有鼎、爐、釜等容器和炊器,還有廚刀、剪刀、火鉗、鑷子、帶鉤、以及釣魚鉤、縫衣針等。
20世紀50年代以來,調查、發掘了不少冶鐵遺址,特別是河南鞏縣(今鞏義市)鐵生溝和南陽瓦房莊等遺址的大規模發掘,使我們進一步了解到當時的冶鐵設施、操作過程和技術水平。漢代鐵器中用塊煉鐵作材料的鍛件,有許多已達到鋼的標準。西漢中期,採用反覆鍛打的方法製造百鍊鋼,即將塊煉滲碳鋼鍛打成早期的百鍊鋼。河北滿城漢墓(劉勝墓)中出土的佩劍,便是百鍊鋼的早期產品。鐵器中用生鐵作材料的鑄件,許多為展性鑄鐵。西漢早期以後,煉鐵技術和工藝進一步發展,出現了不少灰口鐵鑄件,其特點是硬度較低、脆性較小、耐磨,潤滑性能良好。同時,還發明了利用熱處理方法,使鑄鐵在固體狀態下脫碳成鋼的新技術與工藝。西漢晚期,在冶鐵技術進一步發展的情況下,又出現了用生鐵炒煉成鋼的新技術,所得產品為炒鋼。
東漢以後,鐵器的種類無大的變化,但冶鐵和煉鋼技術與工藝不斷創新發展。東漢時期,炒鋼和百鍊鋼技術在原有基礎上繼續發展。南北朝時期,發展了雜煉生揉的灌鋼技術與工藝。
自西周晚期迄於南北朝時期,冶鐵技術與工藝不斷發展,終於形成了具有中國特色的古代冶鐵技術體系。鐵器製品越來越多,種類日益複雜,在社會生產和生活的各個方面,在軍事方面,都佔有越來越重要的地位,發揮著重大的作用。
清乾隆鐵柄鯊魚皮鞘輔德劍
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