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论中国铁兵器的普及时间[下](1)

http://military.china.com 2005-04-18 13:55:20 【大中小】

　　
　　汉代，决定性的转变终于到来了。

　　西汉的铁产量进一步提高。原因在于高炉的普及。高炉用于冶炼生铁。从上面装料，下部鼓风，形成炉料下降，煤气上升的相对运动。燃料产生的高温煤气穿过料层上升，把热量传给炉料，其中所含一氧化碳同时对氧化铁起还原作用。这样燃料燃烧的热能和化学能同时得到比较充分的利用。下层的炉料被逐渐还原以至溶化。上层的炉料便从炉顶徐徐下降，燃料被预热而能达到更高的燃烧温度。

　　汉代的高炉有圆形截面、椭圆形截面两种。汉代的冶铁遗址中都有高炉残迹。圆形截面高炉的直径有１．８米的、１．６米的、１．３－１．５米之间的。高１米以上至２米。椭圆高炉的短轴有２．２－２．４米，长轴２．４－３米。当时还出现了直径４米，高达５～６米，有效容积五十立方米左右的巨型高炉。

　　显然，这种炉的效率比起容积小、炼出铁后必须拆毁炉具才能得到铁块的地炉、竖炉要高得多，由于高炉的普及，中国的农具和工具终于完全实现了铁器化。

　　另一方面，战国时期出现的钢铁热处理技术和淬火技术已经成熟，并发展出了第三种解决兵器材质问题的方法：使用新技术炼钢。

　　最早出现的炼钢新方法是百炼钢技术。所谓“百炼钢”，就是将块炼铁反复加热折叠锻打，使钢的组织致密、成份均匀，杂质减少，从而提高钢的质量。用百炼钢技术制造的刀剑，质量上完全无可挑剔，轻易的压倒了青铜剑。“百炼钢刀”成为了宝刀的代名词。

　　百炼钢技术的孕育时间是西汉，刘胜墓中的佩剑、钢剑和错金宝刀，虽与易县燕下都钢剑所用的冶炼原料相同，但金相检查表明，钢的质量却有显著的提高，它正是 “百炼钢”技术雏形的产物。这一技术的成熟和逐渐普及是在东汉。1974年，山东省临沂地区苍山汉墓中，出土了一把112年制造的钢刀，全长111．5厘米，刀背有错金铭文：“永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孙”。“湅”，即是炼的意思。这是迄今为止发掘出的最早的百炼钢类型的产品。检验表明，这把钢刀含碳量比较均匀，刃部经过淬水，所含杂质与现代熟铁相似。百炼钢在东汉之后仍继续发展。三国时代，魏、蜀、吴的君主都配有百炼钢刀。直到北宋，沈括仍在《梦溪笔谈》中描述了磁州制造百炼钢的工艺。并且传到了日本，著名的日本武士刀中被称为宝刀的，制作时采用的实际上都是百炼钢技术。

　　百炼钢的名字由来，研究者一般认为是指加热的次数。即加热了一百次，同时反复折叠锻打了一百次的钢。不过根据现代科学我们知道：如果钢果真加热锤打了这么多次，其性能不仅不会提高，反而会下降（即变成了熟铁），而性能最好的是三十炼钢。实际上，考古发现的百炼钢刀，其炼数很少有超过三十炼的，说明古人也了解这点。

　　从百炼钢的工艺我们可以发现，这种技术与块炼钢技术差别不大，甚至可以说只是一种改进过的块炼钢技术。因此它也保留了块炼钢技术的主要缺点——耗费工时，其制作方法甚至到了极为繁琐的程度。例如，曹操命工匠制造五把宝刀，据说工匠花了三年才造好。这样的速度，用来造帝王将相的宝刀则可，如果想大规模装备钢兵器，用这种方法是不可能的。

　　中国人大概早就清楚这点，大约在百炼钢技术产生的同时，炒钢技术也出现了。炒钢，就是把生铁加热到熔化或基本熔化之后，在熔炉中加以搅拌，借空气中的氧把生铁中所含的碳化掉，从而得到钢。因为搅拌过程跟“炒”这种烹饪方式相似而得名。炒钢技术这一发明的重要性对中国军队来说远远超过百炼钢，因为炒钢技术相对节省工时，可以大量制造出兵器用钢材，对于人数众多的中军非常有用。

　　不过炒钢技术的普及比百炼钢还慢，一直到三国时代，炒钢仍然是只有少数熟练工匠才能掌握的“绝技”。据说蒲元就是这样的专家。他曾给蜀相诸葛亮督造过宝刀。不久，一种更简便的炼钢方法又出现了，这就是灌钢法。所谓灌钢，就是将生铁和熟铁一起加热，让先熔化的生铁液灌入疏松的熟铁的空隙中，使熟铁增加碳分变成钢材。南朝齐、梁时的陶弘景（约452-536年）著有《古今刀剑录》一书，首先记载了灌钢法。他写道：“（灌钢是）杂炼生（钅柔）所作”。北朝魏、齐间的泰母怀文曾用这种方法制成十分锋利的“宿铁刀”，“斩甲过三十札”非常锋利。不过关于灌钢的质量也有不同的说法。沈括说：“世間所謂鋼鐵者用柔鉄取盆之謂之團鋼亦謂之灌鋼此乃偽鋼耳暫假生鐵以爲堅二三煉則生鐵自熟仍是柔鉄然而天下莫以爲非者蓋未識真鋼耳”。他极力推崇百炼钢。不过从这里也可以知道，北宋时中国已经普遍采用灌钢法了。

　　灌钢法之后，中国钢铁技术基本上就没有什么大的发展了，直到明中期以后，灌钢法才进一步发展为苏钢法。这种方法因在苏州首先使用而得名。苏钢法以熟铁为料铁，置于炉中，而将生铁板放在炉口，当炉温升高到摄氏 1300度左右，生铁板开始熔化时，即用火钳夹住生铁板左右移动，并不断翻动料铁，使料铁均匀地受到滴下的生铁液；这样，既可产生很好的渗碳作用，又可产生剧烈的氧化作用，使铁和渣分离，生产出含渣少而成分均匀的钢材。这种冶炼法显然比较先进，不过这时中国已经开始衰落了。到１７４０年，欧洲发明了近代坩埚炼钢法，一举从中国人手里夺去了冶铁技术的桂冠。

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