令外國人震驚的中國古代煉鋼鍛造技術(shù)

三國中有一典故，蜀漢著名的兵器制造家蒲元在斜谷口（今陜西周至縣西南），“镕金造器，特異常法”，為諸葛亮鑄刀三千口。刀鑄成以后，為了檢驗(yàn)質(zhì)量，蒲元讓士兵用竹筒灌滿鐵珠，舉刀猛砍，如截芻草，竹筒斷而鐵珠裂，人們交口稱贊蒲元鑄造的鋼刀是能夠“斬金斷玉，削鐵如泥”的“神刀”。無論是夸張還是事實(shí)，中國傳統(tǒng)的刀劍工藝在當(dāng)時確實(shí)是屬于世界頂尖水平。

那么如此神刀到底是如何鍛造而成？首先我們從中國的煉鋼技藝開始講起

中國其實(shí)在春秋晚期時期就有煉鋼工藝了。考古工作者曾經(jīng)在湖南長沙楊家山春秋晚期的墓葬中發(fā)掘出一把銅格“鐵劍”，通過金相檢驗(yàn)，結(jié)果證明是鋼制的。這是迄今為止我們見到的中國最早的鋼制實(shí)物。也是我們所提出觀點(diǎn)的鐵證，說明我國的煉鋼工藝已經(jīng)至少有2500元的歷史（實(shí)在是令人驚嘆?。?/p>

而煉鋼工藝對刀劍品質(zhì)的影響又體現(xiàn)在哪里呢？這里我們做一個比較，春秋戰(zhàn)國時期，當(dāng)時西方古羅馬士兵使用的刀劍是熟鐵的，在戰(zhàn)場上交鋒時一刺便彎，再刺之前非要放在地上用腳踩直不可。而中國的楚國制造的鋼鐵兵器已經(jīng)聞名天下。

《史記·禮書》和《茍子·議兵篇》中都談到楚國的宛（今河南省南陽）出產(chǎn)的兵器刃鋒象蜂刺一樣樣厲害。公元1世紀(jì)時歐洲人普利尼都曾經(jīng)說過：“雖然鐵的種類多而又多，但是沒有一種能和中國的鋼比美?！倍脊艑W(xué)家通過對于河北易縣燕下都出土的部分鋼兵器進(jìn)行的科學(xué)檢驗(yàn)，更加實(shí)際得揭示出中國最古老的煉鋼法。

這里小編先給大家科普下鋼鐵的概念：生鐵、熟鐵和鋼的主要區(qū)別在于含碳量上，含碳量超過2％的鐵，叫生鐵；含碳量低于0.05％的鐵，叫熟鐵；含碳量在0．05％－2％當(dāng)中的鐵，稱為鋼。中國古代最早的煉鋼工藝流程是：先采用木炭作燃料，在爐中將鐵礦石冶煉成呈海綿狀的固體塊，待爐子冷后取出，叫塊煉鐵。塊煉鐵含碳量低，質(zhì)地軟，雜質(zhì)多，是人類早期煉得的熟鐵。再用塊煉鐵作原料，在碳火中加熱吸碳，提高含碳量，然后經(jīng)過鍛打，除掉雜質(zhì)又滲進(jìn)碳，從而得到鋼。這種鋼，叫塊煉鐵滲碳鋼。而我們之前提到的河北易縣燕下都出土的鋼兵器，都是用塊煉鐵滲碳鋼制造的。

雖然用塊煉鐵透碳鋼制造的刀，比較鋒利，但仍然達(dá)不到能夠“斬金斷玉，削鐵如泥”的程度。因?yàn)檫@種鋼的質(zhì)量在某種程度上還是算不夠好，煉這種鋼碳滲進(jìn)的多少，分布的是否均勻，雜質(zhì)除掉的程度，都非常難掌握，而且生產(chǎn)效率極低，這也使得做出的刀劍品質(zhì)難以把控。為了提高鋼的質(zhì)量，中國古代工匠發(fā)明出了至今仍然為人所稱道的古法百煉鋼工藝。

所謂“百煉鋼”，是將塊煉鐵反復(fù)加熱折疊鍛打，目的使鋼的組織致密、鋼體的成份更加均勻，減少雜質(zhì)，從而提高鋼的質(zhì)量。用百煉鋼制成的刀劍質(zhì)量很高。1974年，山東省臨沂地區(qū)蒼山漢墓中，出土了一把東漢永初六年（公元112年）制造的鋼刀，全長111．5厘米，刀背有錯金銘文：“永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孫”?！皽嫛?，即是煉的意思。

這是迄今為止發(fā)掘出的最早的百煉鋼類型的產(chǎn)品?？茖W(xué)檢驗(yàn)表明，這把鋼刀含碳量比較均勻，刃部經(jīng)過淬水，所含雜質(zhì)與現(xiàn)代熟鐵相似。百煉鋼的品種繁多，見于記載的有：“五煉”、“九煉”、“卅煉”、“五十煉”、“七十二煉”及“百煉”。煉字前面這些具體數(shù)字的特定含義，研究者一般認(rèn)為是指加熱的次數(shù)，即煉了多少火。北宋著名科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》里敘述磁州百煉鋼的過程，就是連續(xù)燒鍛百余次，至斤兩不減為止。曹操曾命有司造“百辟刀”五把，在《內(nèi)誡令》中稱它們?yōu)椤鞍贌捓鳌?。孫權(quán)有三口寶刀，其中一口名“百煉”。蒲元為劉備造的寶刀，上刻“七十二煉”。由此可見，在三國時期，百煉鋼已經(jīng)相當(dāng)普遍了。百煉鋼的需要越來越大，但是由于它的原料塊煉鐵的生產(chǎn)效率很低，并且冶煉出來以后必須經(jīng)過“冷化”，才能得到，所以，百煉鋼的發(fā)展受到限制。為了突破這種限制，中國古代工匠又發(fā)明了一種新的生鐵煉鋼技術(shù)——炒鋼。

炒鋼，就是把生鐵加熱到熔化或基本熔化之后，在熔爐中加以攪拌，借空氣中的氧把生鐵中所含的碳化掉，從而得到鋼。這種煉鋼新工藝，可以在東漢末年的史籍中找到間接的描述?！短浇?jīng)》卷七十二中記載：“使工師擊冶石，求其鐵燒冶之，使成水，乃后使良工萬鍛之，乃成莫邪（古代的利劍）耶?！边@段話雖然沒有明確提出炒鋼二字，卻把炒鋼工藝包含進(jìn)去了。因?yàn)榘谚F礦煉成液體，當(dāng)然只能是生鐵水，而在“乃后萬鍛”之前一定要炒成鋼或熟鐵才行（實(shí)際上熟鐵就是含碳極低的炒鋼），否則生鐵是不能鍛的，更甭說“萬鍛”了。這是一個從鐵礦石煉成生鐵水，再炒出鋼，最后鍛造成優(yōu)質(zhì)兵器的全過程。炒鋼的發(fā)明，是煉鋼史上的一次技術(shù)革命。在歐洲，炒鋼始于18世紀(jì)的英國，比中國要晚1600多年。（太令人自豪了）

而在三國時期，炒鋼還是一種新技術(shù)，大多數(shù)的冶鐵匠還沒有掌握它。從《諸葛亮別傳》關(guān)于蒲元在斜谷口為諸葛亮鑄刀，“镕金造器，特異常法，的記載中，我們可以判斷：蒲元這次鑄刀使用的一定是炒鋼技術(shù)。

另外，要想鍛制出能夠“斬金斷玉，削鐵如泥”的“神刀”，最后一道工序淬火也至關(guān)重要。所謂“淬火”’，就是先把打好的鋼刀放在爐火上燒紅，然后立刻放入冷水中適當(dāng)蘸浸，讓它驟然冷卻。這樣反復(fù)幾次，鋼刀就會變得堅(jiān)韌而富有彈性了。

淬火工序看起來容易，但操作起來極難掌握得恰到好處，燒熱的火候、冷卻的程度、水質(zhì)的優(yōu)劣，都有很大關(guān)系。淬火淬得不夠，則刀鋒不硬，容易卷刃；淬火淬過頭，刀鋒會變脆，容易折斷；淬火淬得合適，非有極其豐富的經(jīng)驗(yàn)不可。據(jù)《諸葛亮別傳》上講，蒲元對淬火用的水質(zhì)很有研究。他認(rèn)為“蜀江爽烈”，適宜于淬刀，而“漢水鈍弱”，不能用來淬力，涪水也不可用。他在斜谷口為諸葛亮造刀，專門派士兵到成都去取江水。由于山路崎嶇，坎坷難行，所取的江水打翻了一大半，士兵們就摻入了一些活水。水運(yùn)到以后，當(dāng)即就被蒲元識破了，“于是咸其驚服，稱為神妙?！痹?700年前，蒲元就發(fā)現(xiàn)了水質(zhì)的優(yōu)劣會影響淬火的效果，這實(shí)在是了不起的成就。而在歐洲，到近代才開始研究這個問題。

綜上所述，蒲元的“神刀”是運(yùn)用當(dāng)時先進(jìn)的炒鋼冶煉技術(shù)，綜合豐富的淬火經(jīng)驗(yàn)煉成的。