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百炼钢刀,剑史溯源

2019-10-04 19:58

汉代的炼铁技术已经十分成熟,汉代的铁兵器已经在性能上压倒了铜兵器。当时青铜的性能已经发展到了极限,而铁器的潜力却深不可测。秦统一后,军队的武器装备逐渐由原来的青铜兵器过渡到性能更加好的铁器,但这一过程到汉代才完成。随着汉代冶铁技术和锻钢工艺的进步,至西汉末期,铁制兵器已逐渐盛行,青铜兵器开始退出战争舞台,冷兵器进入鼎盛时期。我国是世界上最早发现和使用铁的国家之一。相传商代中期,华北地区有一位兵器制造师,无意中发现了几块十分坚硬的陨铁。他在铸造铜钺时将陨铁熔化,制成了一把铁铜钺。偶尔得到的陨铁难以满足大量制作兵器的需要,而自然界中所有的铁都是以化合物存在的,必须经过冶炼。因此,古人进行了大胆探索和实践,冶炼技术在汉代取得了突破性进展。汉代新的冶铁技术使铁兵器的质量和形制及种类也不断发展、完善,其形状逐渐趋于统一和定型。比如,汉代的格斗兵器有铍、戟、矛、刀、剑等,远射兵器有弩和弓等,防护装备有铠甲和盾牌等。汉代铁剑的制作最能代表当时的铁兵器制作水平。汉代制作铁剑的基本工艺是锻打,汉代的锻打技术一般采用以下几种方法:一是以块炼铁直接锻制。汉代由人工冶炼获得的铁料是块炼铁,它是在较低的冶炼温度下,由铁矿石固态还原获得的铁块,含有大量脉石渣子,需通过锻打挤出。而在锻打之前,疏松多孔,因此又被称为海绵铁。二是以块炼铁渗碳锻制。这一方法在春秋时期已被采取。西汉时期,制剑主要沿用这种方法。刘胜墓出土的一件长剑和一件短剑,经检测都是以块炼铁渗碳后折叠锻打而成,所用原料和渗碳方法与燕下都钢剑相同。三是以炒钢或熟铁锻制。西汉后期,出现了用生铁炼钢的炒钢技术。它是把生铁加热到熔化或基本熔化状态,在熔池中加以搅拌,借助于空气中的氧把生铁所含的碳氧化掉,从而成为钢或熟铁。前者是有控制地把生铁炒炼到需要的含碳量,也就是钢;后者是不加控制地一炒到底,含碳量极低。用生产效率很高的生铁作为制钢的材料,这是炼钢史上的一次革命。炒钢产品的成分均匀,夹杂物一般比较细小,分布也比较均匀,质量优于块炼渗碳钢。而且,当时生铁冶炼已达到较高水平,炒钢以丰富的生铁为原料,产量和效率都较高,能够满足社会的广泛需要。于是,熟铁或炒钢便成为制剑的新材料,或以熟铁为原料,经过渗碳叠打钢剑,或以炒钢为原料,反复加热,折叠锻打,最后制作成剑。四是以铸铁脱碳钢锻制。铸铁脱碳是我国古代独有的一种生铁炼钢的方法,它是将白口生铁铸件在固态就进行脱碳退火,从而获得至高碳钢、中碳钢和低碳钢。这种方法的特点是通过掌握时间来有控制地脱碳,由于生铁中多余的碳被氧化成气体跑掉了,从而成为全钢组织。而且基本不析出石墨或只析出很少的石墨。澳门金沙手机版 1

用块炼铁透碳钢制造的刀,虽然比较锋利,但仍然达不到能够“斩金断玉,削铁如泥”的程度。因为这种钢的质量还不够好,炼这种钢碳渗进的多少,分布的是否均匀,杂质除掉的程度,都非常难掌握,而且生产效率极低。为了提高钢的质量,中国古代工匠从西汉中期起发明了“百炼钢”的新工艺。

后来他令人制作“百辟刀”,分赠他的儿子们,他在《内诫令》中称其为“百炼利器,以辟不祥。”表明正是以百炼钢制成的宝刀。他的儿子魏文帝曹丕还曾作《宝刀赋》,用文学语言生动地描绘过以百炼钢制刀的生产情景。

1994年秦始皇兵马俑二号俑坑中,考古学者发现了一把青铜剑被重达150千克的陶俑压弯了,其弯曲的程度超过45度,当移开陶俑之后,青铜剑竟在一瞬间反弹平直,自然恢复。这种“形态记忆合金”即使在当代,依然是冶金学家的梦想。而在湖北荆州楚墓群中出土的“越王勾践剑”历经2000多年,依然寒光四射,锋利无比。此外还发现一批青铜剑,内部组织致密,剑身光亮平滑,刃部磨纹细腻,纹理来去无交错,它们在黄土下沉睡了2000多年,出土时然光亮如新,锋利无比。科研人员测试后发现,剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物,铬是一种的极耐腐蚀的稀有金属。这一发现立刻轰动了世界,因为这种铬盐氧化处理方法,只是近代才出现的先进工艺,德国在1937年,美国在1950年先后发明并申请了专利。

春秋战国时期,楚国制造的兵器闻名天下。《史记·礼书》和《苟子·议兵篇》中都谈到楚国的宛出产的兵器刃锋象蜂刺三样厉害,这肯定是钢制的。因为铁制的刀剑过于柔软,不可能达到象蜂刺一样的锐利程度。当时西方古罗马士兵使用的刀剑是熟铁的,在战场上交锋时一刺便弯,再刺之前非要放在地上用脚踩直不可。公元1世纪时欧洲人普利尼曾经说过:“虽然铁的种类多而又多,但是没有一种能和中国的钢比美。”可是春秋战国时期,中国人究竟是采取什么方法进行炼钢生产的呢?人们在文献资料中还没有找到记载,而考古工作者在对河北易县燕下都出土的部分钢兵器进行科学检验的时候却揭示出中国最古老的炼钢法。

在永初六年钢刀出土以后,又曾在江苏省徐州出土了一件时代较它更早些的钢剑,剑上记明制作于东汉章帝建初二年,即公元七七年,是“蜀郡西工官”的产品,并记明为“五十湅”。经检验钢剑断面的分层现象,数目近六十层,也与铭文所记五十湅的数目接近。

简装唐剑

澳门金沙手机版,三国时期蜀汉著名的兵器制造家蒲元在斜谷口,“镕金造器,特异常法”,为诸葛亮铸刀三千口。刀铸成以后,为了检验质量,蒲元让士兵用竹筒灌满铁珠,举刀猛砍,如截刍草,竹筒断而铁珠裂,人们交口称赞蒲元铸造的钢刀是能够“斩金断玉,削铁如泥”的“神刀”。

炒钢,就是把生铁加热到熔化或基本熔化以后,在熔池中加以搅拌,借助于空气中的氧把生铁中所含的碳氧化掉。在山东省临沂苍山发现的东汉环首钢刀,为我们提供了时代颇早的炒钢制品。那口刀全长达一百一十一点五厘米,在刀背上有保存完好的错金铭文,共十八字,为:“永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孙。”清楚地表明那口刀制作于东汉安帝永初六年,即公元一一二年,距今已达一千八百余年。经过检验,钢的组织均匀,含碳量适中,约为百分之零点六至百分之零点七,夹杂物细小,刃口经淬火,相当锋利。

战国后期的秦国已经是青铜剑、铁剑并用,同时剑的型制也有变化,长度增加到一百公分左右,剑身狭长,表面经过仔细地研磨,并有一层铬盐氧化物,显现著乌黑的光泽,能防蚀防锈。

我们知道,生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上,含碳量超过2%的铁,叫生铁;含碳量低于0.05%的铁,叫熟铁;含碳量在0.05%-2%当中的铁,称为钢。中国古代最早的炼钢工艺流程是:先采用木炭作燃料,在炉中将铁矿石冶炼成呈海绵状的固体块,待炉子冷后取出,叫块炼铁。块炼铁含碳量低,质地软,杂质多,是人类早期炼得的熟铁。再用块炼铁作原料,在碳火中加热吸碳,提高含碳量,然后经过锻打,除掉杂质又渗进碳,从而得到钢。这种钢,叫块炼铁渗碳钢。河北易县燕下都出土的钢兵器,都是用块炼铁渗碳钢制造的。

4166金沙客户端,这两件东汉时的钢刀剑,雄辩地说明当时用炒钢制成的百炼钢兵器,质量优良,工艺技术已经达到成熟的水平。

春秋至战国时期是青铜剑最发达的时期,又以吴国、越国的最为上乘。《周礼·考工记》载:“吴越之金锡,此材之美者也”。此时青铜剑的铸造技术非常高超,剑身是铜,而剑刃是铜和锌、铬的合金。剑上的纹饰和涂剂亦很先进,涂剂有非常好的保护作用,令青铜剑埋在土里,依然能好好保存。

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。用百炼钢制成的刀剑质量很高。1974年,山东省临沂地区苍山汉墓中,出土了一把东汉永初六年制造的钢刀,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。科学检验表明,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。百炼钢的品种繁多,见于记载的有:“五炼”、“九炼”、“卅炼”、“五十炼”、“七十二炼”及“百炼”。炼字前面这些具体数字的特定含义,研究者一般认为是指加热的次数,即炼了多少火。北宋著名科学家沈括在《梦溪笔谈》里叙述磁州百炼钢的过程,就是连续烧锻百余次,至斤两不减为止。曹操曾命有司造“百辟刀”五把,在《内诫令》中称它们为“百炼利器”。孙权有三口宝刀,其中一口名“百炼”。蒲元为刘备造的宝刀,上刻“七十二炼”。由此可见,在三国时期,百炼钢已经相当普遍了。百炼钢的需要越来越大,由于它的原料块炼铁的生产效率很低,冶炼出来以后必须经过“冷化”,才能得到,所以,百炼钢的发展受到限制。为了突破这种限制,中国古代工匠又发明了一种新的生铁炼钢技术——炒钢。

金沙真人投注,到战争频繁的三国时期,吴、蜀、魏三国的统治者都极注意制作各种百炼钢利器,例如魏武帝曹操早年就曾与工师共作卑手刀,以准备起兵时装备部队。

剑者,器也,短兵之祖,百兵之君!

中国是世界上最早生产钢的国家之一。考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”,通过金相检验,结果证明是钢制的。这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。它说明从春秋晚期起中国就有炼钢生产了,炼钢生产在中国已有2500多年的历史。

 ; ; ; ;追溯中国古代百炼钢的历史,至少可以早到战国晚期,在河北省易县燕下都遗址发现的战国晚期的钢铁兵器中,经检验有些就是以块炼铁为原料,在炭火中加热渗碳,多次折叠锻打而成的。到西汉时期,这种反复加热锻打的工艺日趋成熟。 ; ;

剑之出世极为古远,历史悠久。最早关于剑的描述要追溯到轩辕黄帝时代。《史记•正义》记载:“轩辕自择亡日与臣辞。还葬桥山,山崩,棺空,唯有剑舄在馆焉”;又有《管子•地数》:“昔葛天卢之山发而出金,蚩尤受而制之,以为剑铠”之说。故早在黄帝与蚩尤的时代便已经有了剑。

“神刀”是怎样炼成的呢?这要从中国古代先进的炼钢工艺谈起。

由于表面氧化层不像块炼铁那样容易剥落,整个刀的抗腐蚀性能也有所提高。经用一百倍显微镜观察刀的断面,可以看到硅酸盐夹杂物分层明显,大约在三十层左右,表明铭文中所记的“卅湅”,数目正与分层数基本一致,正是制作时折叠锻打的次数。

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 ; ; ; ;美中不足的是以块炼铁反复加热渗碳锻打的工艺,是十分艰巨的劳动,真是所谓“千锤百炼”,费时费工。据说汉代一位最着名的制刀能手阮师,以他的技能艰苦劳动三年,才制成一千七百七十口刀,平均两天制刀三口,由于过份劳累,结果双目失明。为了改变由于块炼铁生产效率低,炼钢的发展因而受到限制的被动局面,人们努力探求利用可以大量生产的生铁,使它变得具有可锻的性能的新课题。大约到东汉时期,一种以生铁为原料的崭新的炼钢技术,已经成熟地应用于制作兵器,那就是“炒钢”的技术。 ; ;

我国现出土文物中,剑最早在夏商周三代之前﹝距今约六千年﹞出现,当时是以石或玉制成,一件保存最精美的出土玉剑就是用整块岫岩玉磨成的。而从商朝开始就已经有了青铜制剑的史料记载。内蒙古自治区伊金霍洛旗朱开沟遗址出土的“鄂尔多斯直柄匕首式青铜短剑”是我国迄今为止最早的青铜剑,约在早商时期的公元前15世纪。到了东周时期,冶铜工业已经非常发达,制剑技术亦逐渐进步,工匠大多以铜铸剑,造就出一大批剑质颇佳的精品,并定剑制,详言制剑之法。周礼考工记云:“周官桃氏为剑,腊广二寸有半,两从半之,以其腊广为之。茎圆长倍之。中其茎,役其后,身甚五其茎,重九锵(周礼六两半为一锵),谓之上制,上土服之。身长四其茎,重七锵,谓之中制,中士服之。身长三其茎,重五锵,下士服之 ”。又有记载:“剑,古器名,两刃而有脊,自背至刃,谓之腊,或谓之锷(剑身)。背刃以下,与柄分隔青,谓之首(剑盘),首以下把握之处曰茎(即剑柄),茎端旋环曰铎”。 

 ; ; ; ;同时刘胜佩剑和书刀的刃部还采用了局部淬火的技术,使刃部坚硬锋利。应用刃部局部淬火制成的钢刀,刀刃坚硬而脊背较柔韧,刚柔结合,锋利而不易脆折,不但增强了兵器的杀伤力,而且降低了折损率,因而使格斗兵器的杀伤效能提高,从整体讲增强了军队的战斗力。

汉剑

通过对从河北省满城陵山西汉中山靖王刘胜墓中出土佩剑、钢剑和错金书刀的金相检查,表明当时这些钢件的质量比燕下都的出土品有很大提高,主要表现在减少了含碳不均匀的分层现象,夹杂物的尺寸和数量也有所减少,因此钢的组织致密,成份均匀。

西汉后期,出现了炒钢技术,将生铁里的碳氧化掉,变为熟铁,再渗碳反复加热折迭锻打成剑。同时出现的技术还有铸铁脱碳,加热局部渗碳锻打。炒钢折迭锻打技术运用的同时,还有淬火。将钢材折迭锻打的次数愈多,剑的组织更均匀,质量更高。当时折迭锻打的次数简称为“炼”。中国刀剑工艺最高水准,在史料上有详细记录的,应该是东汉时代出现的“百炼钢”。百炼,则是反覆加热、折叠锻打一百次,使得杂质尽出,最后锻造出最精纯的钢。

工艺先进的用炒钢制成的百炼钢应用于兵器制作,解决了原来以块炼铁渗碳制钢费工费时的难题,从而扩大了生产规模,提高了刀剑的质量。

或许对于青铜兵器的锻冶技术已累积了足够的知识,又或许摺叠钢的技术本来就承袭自打造青铜兵器的经验,无论如何,这个时期的钢铁兵器,水准之高,技艺之精湛,已屹立于世界之巅。著名的铸剑大师如:欧冶子、干将等人,炼就一批千古名剑:干将、莫邪、湛卢、巨阙、纯钩、龙渊、太阿、工布、鱼肠......。《吴越春秋》中评价纯钩剑:“光乎如屈阳之华,沉沉如如芙蓉始生于湖,其文如列星之行,其光如水之溢塘,”此外,太阿剑“巍巍翼翼如流水之波”、工布剑“文若流水不绝”,以及:龟文、缦理、列星、溢水、冰释、高山、深渊、水波、珠衽、流泉等等形容,均是指剑身上的摺叠花纹,当我们看到古代刀剑上的花纹时,才能体会古人所言实非虚语。

至于蜀汉的诸葛亮,更是注重钢刀的制作,因而流传有“蒲元神刀”的故事。据《太平御览》所引的《蒲元传》记载,蜀相诸葛亮曾请蒲元造刀,蒲元就在斜谷地方开工制作,于是“熔金造器,特异常法”。

就在青铜剑独领风骚数百年间,钢铁铸剑也悄然出现在了历史舞台。在商代已经开始,人们已经开始初步运用铁了,当时的人利用非常稀有的天然陨铁打制剑的锋刃。在战国时期,冶铁业已经较为发达,制铁剑的数目也逐渐增多。1979-1981年在湖南益阳赫山庙战国早期墓中出土的一把长钢剑(78厘米),经金相检测后,发觉它是以块炼铁渗碳,而反复锻打而成。这标志钢剑的出现。

在江南的吴地,吴大帝孙权也极注重刀剑的制作,据梁陶弘景《刀剑录》所记,孙权曾在“黄武五年采武昌山铜铁作十口剑、万口刀,各长三尺九寸,刀头方,皆是南钢越炭作之,上有大吴篆字。”一次制作多达万口钢刀,自然是用于装备部队的兵器。

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不仅如此,百炼钢制作的刀还输出国外,在东邻日本境内曾经发现过带有“中平”年号的钢刀,中平是东汉灵帝的年号之一,时当公元一八四至一八九年。它出土于日本奈良县天理市东大寺山的一座古坟中,刀上有错金铭文:“中平口[年]五月丙午,造作[支?]刀,百练清刚,上应星宿……”。铭中的“百练清刚”正如与陈琳《武库赋》中的“百炼精刚”相合,表明也是以百炼钢所制作。

隋唐时期,佩剑盛行。剑更多的是一种象征意义。《隋书·礼仪志》载:“一品,玉器剑,佩山玄玉。二品,金装剑,佩水苍玉。三品及开国子男,五等散(散)品名号侯虽四、五品,并银装剑,佩水苍玉,侍中已下,通直郎已上,陪位则象剑。带直剑者,入宗庙及升殿,若在仗内,皆解剑。一品及散(散)郡公,开国公侯伯,皆双佩。二品、三品及开国子男,五等散(散)品号侯,皆只佩。绶亦如之。”唐朝时,剑变更了流传1500年的周剑形制,创造了独特、优美的剑形:剑首硕大,三耳云头形,剑格加宽为挡手,亦为云头形,鞘 上已经出现了附耳。晚唐开始,剑的主要形制基本固定,剑格呈前弯双翼形,剑身中脊旁刃,后粗前细。这种剑形,在五代时不断进化,北宋时达到成熟,最后延续到明清,直至今日。

汉代,随着冶铁工业的发展和炼钢技术的更新,钢铁兵器因为硬度和韧度都明显地优于青铜,也由于骑兵的大量使用,配合其冲锋陷阵、马上接战的战术需要,钢铁剑逐渐取代了青铜剑;剑体日益窄长且剑锋更尖锐。西汉末年时,钢铁兵器几已完全取代了青铜,进入了一个全新的时代。

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越王勾践剑

青铜剑

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