由青銅走向冶鐵之路,古代中國的驕傲

2020-11-25 騰訊網

使用青銅器,是人類文化發展進步的一個重要階段,從中國古文明起源的商周,到春秋爭霸的戰國,湧現出重達875公斤的司母戊方鼎、精美的曾侯乙尊盤和大型的隨縣編鐘群,以至大量的禮器、日用器、車馬器、兵器、生產工具等,這些在我們現在看來都是非常精美的名器,皆是當時良好的青銅鑄造技術所造就的。

中國,是世界上鐵器和青銅器發明最早的地區之一,當時的中國,已經在紅銅冶鑄的基礎上發展起了具有劃時代意義的青銅鑄造技術,可以非常熟練地掌握和綜合利用渾鑄、分鑄、失蠟法、錫焊、銅焊的鑄造技法,於冶鑄工藝技術一道上已處於世界領先的地位。

鎮國重器,早前稱司母戊大方鼎,後經過校正,改為后母戊方鼎。

《考工記》有載:「金有六齊。六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊。五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊。四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊。三分其金而錫居一,謂之大刃之齊。五分其金而錫居二,謂之削殺矢之齊。金、錫半,謂之鑑燧之齊」,這段記載正是世界上最早的合金配比的經驗性科學總結,表明早在春秋戰國時期,我國就已認識到合金成分與青銅的性能和用途之間的關係,並能定量地控制銅錫的配比,以得到性能各異,適於不同用途的青銅合金。也正是對於青銅鑄造技術的理解,才能使中國青銅器時代綿延一千五百餘年。

商夏西周時期青銅器,紋飾精美,栩栩如生。

除了先進高超的青銅技術,在春秋時代,古中國已經掌握了塊煉鐵技術,開始向鐵器時代邁進。所謂塊煉鐵,即是在較低的冶煉溫度下,將鐵礦石固態還原獲得海綿鐵,再經鍛打成的鐵塊。所使用的一般為地爐、平地築爐和豎爐3種。

掌握塊煉鐵技術不久後,當時的工匠就已經可以煉出含碳2%以上的液態生鐵,並能將之鑄成工具。

戰國初期,我國掌握了脫碳、熱處理技術方法,發明了韌性鑄鐵。戰國後期,又發明了可重複使用的「鐵範」,用現在的話來說就是用鐵製成的鑄造金屬器物的空腹器。西漢時期,在石墨黏土坩堝中熔化金屬料成為鋼水的坩堝煉鐵法首次出現,後世的砥洎城,就是以冶鐵後廢棄的坩鍋作為城牆的主要建築材料,就連日軍的炮火都攻不破。

1975年,在鄭州附近古滎鎮發掘出了冶鐵遺址,初步考證為西漢時期前後,場址面積達12萬平方米,發掘出兩座容積約50立方米,並列的高爐爐基。由此可見,西漢時期隨著煉鐵法的改進,煉鐵豎爐規模也在同時進一步擴大。

鄭州市古滎漢代冶鐵遺址博物館。

西漢時期是冶鐵技術飛躍的時期,除了坩堝煉鐵法,還發明了一種革命性的鑄造技術——「炒鋼法」。炒鋼即利用生鐵「炒」成熟鐵或鋼的新工藝,「炒制」成功的產品就稱為炒鋼。同時,還興起了「百鍊鋼」技術,就是將炒鋼經反覆摺疊鍛打變形而製成的鋼及其工藝。主要特點是制煉過程中要反覆加熱鍛打、千錘百鍊,《太平經》中載「萬鍛之,乃成莫邪」。「炒鋼」要經過加熱鍛打一百多次,一鍛一稱一輕,直到斤兩不減,才能稱為「百鍊鋼」,可見其製作艱難,但這樣鑄造出的產品性能極好,所以千百年來一直受到人們的讚許。

現代百鍊鋼技術製作而成的唐刀刀身。

東漢光武帝時,又發明了水力鼓風爐,簡稱「水排」,相比於歐洲,大約早了1100多年,可見無論是青銅技術還是冶鐵技術,中國一直走在世界的前列。

南北朝時期,在古人的基礎上,工匠們創造性的發明出了將生鐵和熟鐵配合到一起加熱製作的「灌鋼」法,《北齊書·綦母懷文傳》稱為「宿鋼」,後世稱為灌鋼,又稱為團鋼。灌鋼法的出現完美解決了之前鑄造時鋼鐵不能熔化,鐵和渣不易分離,碳不能迅速滲入的問題,不僅是中國古代煉鋼技術的又一重大成就,更是為世界冶煉技術的發展做出了劃時代的貢獻。

灌鋼法大大提高了南北朝鋼鐵的產量,正因如此,進入唐、宋時期後,中國的鋼鐵農具開始大規模普及,過去的木、石農具都被新興的鋼鐵農具所替代。《重修政和經史證類備用本草》卷四中有記載「「鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者」。軍隊方面更是大量出產鐵製軍備,」甲騎具裝「便是起源於此。

甲騎具裝就是人馬都配備鎧甲的重裝騎兵,曾在魏晉南北朝大顯神威。

雖然在各種博物館中,中國古代的鋼鐵兵器展覽不多,更可以說是稀少,但即使如此,通過文獻資料和現存的古兵器,我們仍要為其質量和古人的智慧所折服。

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