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《戰國之天下縱橫》第130章 冶煉歷史 盾中乾坤
其實如果說單純從冶金的角度說,所謂青銅西來,冶鐵西來確實非常之可笑,因為人類的冶金歷史和冶煉的原理,金屬的發現具備隨機性和普遍性。那麽必然是多源性的。

古人類利用石器的時期便發現的石頭的種類不同,有些可以製作出鋒利的石器,有些則不行。

製作鋒利石器的石頭,大多數來自於石英和砂岩,水晶等等,還有用饒骨和其它動物腿骨打製成的骨刀,鋒刃都很銳利。這也是人類第一次有了對礦石進行分類利用的概念。

而發現金屬完全源自於自然條件和製作陶器。首先,雷電引發的山火,形成了最初的冶煉環境,而這個環境中,如果這個地區恰恰存在地表礦藏,比如說銅,錫礦等等。

那麽在山火的高溫下,就會出現燒結現象,土壤或者含金屬的碎石中的金屬成分便會和在煉爐中一樣,自動聚攏在一起,從而形成自然金屬,比如說自然銅,錫之類的。

那麽這些金屬被發現,人類也就獲得了自然形成的金屬,當然,這些只是熔煉溫度較低的金屬。

熔煉溫度高一些的自然金屬,一般會在火山活動,地震等能產生高溫高壓的環境中形成。很顯然,這些情況不可能就在一個地方發生,而是具備了普遍性,在全球范圍內發生。那麽單一發源僅僅在這上邊就顯得非常的可笑了。

而最初的人類製作陶器的時候,以粘土燒製陶器,但在陶器的燒製過程中,使用的粘土如果含礦量較大,那麽自然也會出現燒結現象。而銅,錫也就是這樣被發現和熔煉出來的。

當然,如果各位不太相信,可以到野外自己找一些風化的銅礦粘土,或者礦石自己回家只要用樹枝點一堆火,把這些東西扔進去燒結。然後用水熄滅火,最後必然得到燒結的小塊銅。

然後自己隨便弄個坩堝用加壓的煤氣噴槍就可以熔煉出銅,當然,這是含雜質的銅,要想得到純銅,那只能電解。

所以說充其量,也就是那一個地區的含銅量的風化土壤比較多,含銅量較高,哪些地區相對的含銅的土壤較少。以及發現時間有先後的問題,根本不存在什麽傳播。

基本人類最早的文明,在冶煉上來說,基本都是自源性的,比如說中國的銅最大的產地有七個,雲南,江西,甘肅,東北,安徽,湖北和山西。

而中國青銅冶煉最活躍的地區的考古發現都是來自與這些地區,這個看看前文的那些考古發現就知道了。

如果說,青銅器是自西向東傳入的情況下,那麽作為模仿,中國的早期青銅器應該帶有明顯的西亞,中亞的特色。或者最起碼有一些考古發現能有一些來自西亞,中亞的青銅器。

然而不管是文獻也好,野史也罷,出土的文物也罷,都沒有相關的任何記載,在這種情況下,就把一個文明的一種冶煉技術剝離,這似乎是太那啥了吧?

其實準確說,在中國冶煉歷史上,工匠的智慧是無窮無盡的,不僅僅是煉銅,冶鐵也是一樣,塊煉法,炒生鐵粉的練法,固態還原法,滲碳取得生鐵水在反應成熟鐵的方法。這都是雷雲親眼所見。

當然,歐冶子是目前已知最早的采用塊煉法的冶煉技術和百煉鋼的鍛造方法的人,所謂百煉鋼,後來百煉鋼的品種繁多,見於記載的有:五煉、九煉、卅煉、五十煉、七十二煉及百煉。

當然所謂百煉鋼其實是結合了煉鋼和鍛造為一身的一種方法,沒辦法,因為不能依靠單純的冶煉獲得想要的鋼材材質。

那就只能把冶煉和鍛造結合,

在反覆加熱鍛打、千錘百煉中獲得鋼,而得到鋼的同時,也獲得了兵器。所謂百煉鋼,也可以稱為百鍛法。難道中國除了百煉鋼和百鍛法就沒有別的了嗎?當然不是,首先最早的青銅器並非鍛造,而是鑄造,最先發展的便是泥范鑄造法,熔模鑄造法,生鐵翻砂鑄造。

泥范鑄造法就是用泥土按照器物原型雕刻成泥模,作為陽模。烤乾硬化之後,在以泥拓印出陰模,然後將陰模修整,合並,在烤乾硬化,然後將融化的青銅溶液沿澆注孔注入,澆鑄青銅器。

這種方法起源於夏初九鼎便是這種方法鑄造,後來有演化出了分鑄法和疊鑄法,分鑄法就是把鑄造的器物分開鑄造,然後熔焊在一起,普遍用於異形器物的生產,比說園鼎、壺等等。

疊鑄法是把許多個范塊或成對范片疊合裝配,由一個共用的澆道進行澆注,一次得到幾十甚至上百個鑄件。這種方法普遍用於批量生產青銅劍,箭頭,鑄錢等等。

熔模鑄造法也叫失蠟法鑄造,最遲起源於春秋時期,用的主要是野生的蜂蠟,這個不多說了,大家都知道。

同樣的,春秋中晚期生鐵的翻砂鑄造也開始,並且在戰國早期得到了大規模的運用。至於煉鋼技術,自秦漢開始,不斷的延續出新的方法。炒鋼法,灌鋼法,滴鋼法,轉爐煉鋼法。

所謂炒鋼法,是在戰國時期生鐵冶鑄技術的基礎上發展起來的一種煉鋼技術。基本原理是利用鐵滲碳以後熔點降低,進而取得生鐵水。

再將生鐵水加入鐵粉,同時不斷攪拌,利用鐵礦粉和空氣中的氧去掉生鐵中的一部分碳,使生鐵中的碳含量降低,去渣,直接獲得鋼,這就是炒鋼技術。

其實這項技術的發展將煉鋼技術推進了很大一步,它的誕生使優質的熟鐵或鋼價格相對低廉,滿足生產和戰爭的需要。

炒鋼法的出現促進百煉鋼技術的發展,人們以炒鋼為原料,經過反覆加熱、折疊、鍛打成質量很好的鋼件。隨後兵器的發展出現的重大進步。

但是炒鋼法和百煉鋼技術還存在一定缺陷,比如說炒鋼工藝複雜,不容易掌握,百煉鋼費工費時。不易於批量加工生產。

灌鋼法是先把生鐵和熟鐵按一定比例配合,共同加熱至生鐵熔化而滲入熟鐵中去,熟鐵由於生鐵浸入而增碳。只要配好生鐵和熟鐵的比例,就能比較準確地控制鋼中含碳量,再經過反覆鍛打,使組織均勻和擠出夾雜物,就可以得到質地均勻的鋼材。

滴鋼煉鋼法,就是人拿著大火鉗夾住鐵塊伸到煉鋼爐中燒同時煉鋼人還要不斷的轉動鐵鉗,鐵塊上的鐵不斷受到高溫的燒煉最後變成液體滴到爐中成為鋼材,這種方法簡單易行,是明清時期的主要的煉鋼法。但它的致命弱點是效率太低,而且煉出的鋼質量不高。

轉爐煉鋼法,就是將煉鋼爐吊在火爐中,上面由機關控制著爐體不斷的旋轉,下面爐中的鐵水均勻受熱,而旁邊鼓風機不停的吹著爐體使它不至於由於爐溫過高而燒毀,這樣反覆煆燒多時整爐的鋼就煉成了。

另外,最值得一提的是漢代曾經出現過一種麻鋼,這種麻鋼的生產是戰國時代產生的技術,前文說過,通過塊煉法先取得鐵,然後通過急速升溫讓鐵的含碳量增加逐漸溶解成生鐵水。然後鑄造成各種形狀之後拿去悶燒。

這就是最早的脫碳製鋼技術,他的基本原理是以生鐵為原料,適當控制溫度時間,想辦法讓生鐵裡的碳被氧化成氣體脫掉,讓鑄鐵的金屬組織就全部從鐵變成了鋼。

但此時所煉的鋼上保留有縮孔,氣眼這些脫碳之後的特征,所以被稱為麻鋼。這種鋼材由表及裡有控制的適當好的脫碳,鋼中夾雜物很少,比同一時代的烏茲鋼也是隻好不壞。

但是這樣的鋼悶燒需要的時間太長,動則需要幾十天的時間隨意耗費是非常巨大的。其實不僅僅是冶煉,鍛造方面,咱們在熱處理方面也是一直處於絕對領先的地位。

早在春秋時代,咱們就利用退火技術進行生鐵的柔化,產生了帶有一定韌性的鑄鐵。同樣的,也發現了固體生鐵的脫碳技術。

對淬火,淬硬,回火都已經形成了完善的熱處理相關體系,而歐洲最早的也是在公元六世紀才掌握了百煉鋼技術,至於其他的技術他們基本都是十七世紀,十八世紀才掌握。

在熱處理淬火的方面,棠溪水淬火,雙液淬火,以及各種各樣的淬火記載,在中國的冶煉史上太多太多了。

這裡咱們拋開棠溪劍,棠溪水淬火不說。比如說北齊時代,史料記:載浴以五牲之溺,淬於五牲之脂。

這其實就是最早的雙液淬火的記載,就是說分別用牲畜尿和牲脂淬火。尿含有鹽分,淬火時比水冷卻得快,淬火後刀刃鋼質堅硬銳利,用動物脂淬火冷卻慢,因此刀背鋼質柔韌,可以抵銷刃口受到的衝擊,以免折斷。

其實用牲畜的尿液淬火是因為牲畜尿中含有鹽分,讓材料冷卻速度快,淬火後的鋼較用水淬者更堅硬的這個說法手不太準確的,但是鑒於當時的認知,這已經不錯了。

這裡用尿液淬火,準確說叫做鹽浴滲氮,是表面熱處理的方法,滲層薄而耐磨,是用於精密刀具及量具,如銑刀、鉸刀、鑽頭等等這些高硬度,高強度合金表面處理的必須工序。

而用畜脂淬火較水慢,淬火後的鋼較用水淬過者韌。這個描述基本沒什麽問題了,但其原理是水淬冷卻快、產生內應力大,變形、開裂傾向大,一般用於淬透性差的碳鋼。油淬冷卻效溫和,一般用於淬透性較好的合金鋼材。

《蒲元別傳》記載說蒲元在斜谷為諸葛亮製刀,由於漢水純弱,不任淬,派專人到成都取江水,取來的水雜有八升涪水的水,被蒲元發覺。

這個傳說雖有些誇大,但起碼說明當時工匠已經充分注意了水質對淬火後鋼質的影響。《晉太康地理記》也說:汝南西平有龍泉水,可以淬刀劍,特堅利。

這起碼說明,咱們的淬火等熱處理工藝,在認識,理解等各個方面已經是同一時代的其他文明難以望其項背的了。

當然,還有冶煉配套的鼓風技術,為了提高爐溫,縮短冶煉時間,咱們很早就采用了向冶煉爐鼓風的技術。

最早的鼓風工具叫橐,即用皮革製成的皮囊,也就是雷雲現在使用的這種。用橐鼓風,就是通過拉壓的反覆動作,使其一張一合,把風鼓入爐中。

戰國時,發展成多橐排在一起向爐裡鼓風,稱為排橐,或簡稱為排。利用排橐鼓風,能增大進風量,加強燃燒火力,比單橐鼓風進步得多,但它需要大量人力。

用人力鼓風,稱為人排。接著又出現了用畜力作為鼓風動力的馬排,這在當時來說,已經是半機械化的生產方式了。

但這個時期使用的是煤,當時人們還不知道把沒製成焦炭,煤的燃燒過程比較長,且升溫慢,所以開始煉鋼的階段需要將煤和木炭混合,木炭燃盡之後,煤的熱值才能上來,但這會造成人力畜力的大量耗費,對進一步提升產量是比較嚴重的製約的。

漢武帝時期,鐵業官營,相繼出現了一批規模較大的冶煉爐,它們需要提供相當大的風量和風壓,這就要求匠人們改進已有的鼓風裝置。

經過不斷的改進,到了東漢時期,南陽太守杜詩在前人經驗的基礎上,設計並製造了以水力為動力的一套冶鐵鼓風機具水排。

三國時期的韓暨在杜詩的基礎上,將水排進一步推廣到了魏國官營冶煉作坊中,用水排代替過去的馬排、人排,四季不歇。

水排不但節省了人力、畜力,而且提高了工作效率,促進了冶鐵業的發展。這時已明確記載韓暨的鼓風水排節省人力、畜力,比馬排增加效率三倍。

水排咱們沿用了很長一個時期,此後的隋,唐,宋,元,明,清,甚至直到20世紀70年代,一些地方還在使用。

當然,後世的煉鋼技術和熱處理那更是花樣太多了,僅僅熱處理一項上說,淬火的手法就多種多樣,可以局部淬火,整體淬火,表面淬火,寒淬,風淬,透淬,噴射淬,分層淬火,火焰淬火,二次淬火,多次淬火等等。許多老鐵匠還有自己秘不外傳的淬火秘訣。

淬火的介質也從單純的水和油,發展到了鹽,壓縮空氣,氮氣,氬氣、氦氣,無機鹽或鹼水溶液,有機物水溶液等等,至於油淬火的介質種類那就更多了。

至於研究冶金歷史的人,則通過出土文物,大致上確定。埃及大約在公元前5000年時開始進入青銅時代,公元前1000年左右開始進入鐵器時代。

美索不達米亞地區大約在公元前7000年時開始利用自然銅,公元前4000年時開始進入青銅時代,公元前1200年左右開始進入鐵器時代。

愛琴海地區大約在公元前3300年時開始進入青銅時代,公元前1000年左右開始進入鐵器時代。

印度大約在公元前2500年時開始進入青銅時代,公元前800年左右開始進入鐵器時代。

而中國是在公元前1500年左右開始進入青銅時代,公元前500年左右開始進入鐵器時代的。

但是坦白說,這個結論盡管在歷史學者的層面被認可,並且以此推斷出冶煉技術是從美索不達米亞地區向四周傳播的。

但是在冶金技術學者看來,這很可笑,冶煉技術是不是同源,要看技術本身的內容是否相同具備同根性。僅僅以時間來推斷技術傳播,那簡直就是扯淡。

雷雲看著這些少年,心中暗想,行啊,你們不是喜歡剝離嗎,我就建造一個巨大的鋼鐵帝國,我看你們怎麽剝離。

我要讓這些少年作為種子,從冶金,到物力,化學,到各個領域去,最後建造一個龐大的工業化體系,讓你們這幫孫子慢慢的剝離吧。

總有些人不知道出於什麽樣的心理,總是把原本屬於中國的一些東西剝離出去,當然,社會這一項比較複雜,有國家,有社會體系,但社會結構的一個更重要的標志就是農作物。當然,這裡邊似乎也被剝離了不少。咱們今天暫且不說。

學生們都在忙忙碌碌的做著自己手中的工作,修整劍胚敲敲打打。鏟削劍身這個工作可以說是很精細,又耗費時間的工作,考驗的就是眼,手,勁的把握。

“你們記住,劍胚在沒有淬火的時候,沒有恢復硬度,所以很軟,此時要用鏟刀削鏟出劍身的各個面,比如說八面,四面,血槽,劍刃等等部位,這樣劍看上去就是一把初具模樣的劍了。”

“然後在爐中加熱到一定的溫度,再進行淬火恢復硬度,然後適當回火,就可以打磨拋光了,最後就能得到含光四射的劍了。”

“但是鏟削的時候,你們盡量輕一些,每一次鏟削不要太多,手要穩,用力要平滑,少量多次,避免出錯,因為鏟削劍身的損傷是不可逆的,對於花紋鋼尤其如此。要盡量去感覺鏟刀那種切削劍胚表面的感覺”

“那種感覺和木工推刨子是一樣的,要連續,平穩,鏟削之後的劍胚要平整光滑,形狀規矩,給後邊的打磨拋光留下好的基礎。懂了嗎?”

“是,先生。”

其實這裡很多人始終存在一個誤區,那就是很多人認為古法打造的寶劍,都是削鐵如泥,切金斷玉,無堅不摧。

其實那是說當時的那個時代,金屬普遍都很軟,不過是一些金銀銅鉛錫而已,即便冶煉得到了鐵,大部分也都是生熟鐵,而生鐵脆,熟鐵也軟。這就好比菜刀砍鐵絲,那肯定是砍斷沒問題。

記住,削鐵如泥並不是削鋼如泥,而很多人用打造的高碳或者合金刀去砍鋼筋,這本身就是一件很扯淡的事情。再不行的鋼筋也是鋼啊,其實這也是個認知的最大誤區了。

雷雲在學生之間穿梭,分別指導學生們一步一步的鏟削修整自己打造的劍,目光中的那股狂熱,而此時他的心中對王器中盾牌的打造也越來越清晰了。

這個時代,對劍的嗜好簡直就是癡迷,所以,雷雲才把殼中刀改成了殼中劍,所以,雷雲的想法那就是以三角盾為基礎在盾的背面握手的地方再做兩把短劍。

盾不需要很大,以五十公分長,四十公分寬比較合適,需要的時候可以直接束在小臂上,這樣及不影響格擋,盾也可以用來擊砸敵人,兩柄劍在盾的兩個邊緣,劍尖匯聚於盾尖處。劍柄露出盾牌之外,這樣隨時可拔出。

這樣的盾可正握,防護上半身的所有關鍵部位,也可橫握防護需要防護的位置,整個盾身稍微有一些弧度,以折鋼打造,凸顯盾身的鋼花紋。

但是如此設計,總感覺缺少點什麽新意,王劍已經有兩把劍了,還有一枚戒棍,盾上再加兩把劍,似乎有點多了吧?

盾牌似乎在後世也沒什麽稀奇的,出了明代有噴火的盾牌,名叫神行破敵火刀牌,用生牛皮製成,內藏猛火油,臨敵時可向敵人噴火。

下來就是虎頭火牌,內藏火藥箭二十支,臨敵時發射。還有虎頭木牌,木質,挖有一些小孔,可供火槍或火藥箭射擊。好像也就這些了。

對啊,為什麽不把盾牌和袖箭相結合,在盾牌背面用銅管和彈簧組成發射器,用拉栓的方式來解決上箭,以手動機簧的方式控制,這樣可單發,可連射,可齊射。

配合三角盾的盾型,以扇面排列,射程不需要太遠,一般三五十步沒問題,這樣四十厘米的寬度上排列九枚沒問題。箭完全用鋼製,彈簧就用馬車的減震的高強度彈簧鋼,這樣必然威力很大。

這樣盾牌可防禦,又可以進攻,應該是非常不錯的沒錯,就這麽幹了,最好狄甲這貨用刀去砍盾牌,到時候就拿袖箭對著他,這一刀下去,最好把機簧砸開那就熱鬧了。

時間漸漸的接近正午,可是學生們這會乾的是熱火朝天,根本就沒有吃飯的意思,雷雲不得不製止了這種行為。

“熊商,田因齊,趙語,韓康,魏嗣,安排師弟師妹們去吃飯,吃完飯下午在乾。”

“是,先生。”

“好嘞,先生。”

“不是先生,我這正關鍵的時候啊,等等行嗎?”

“先生,等會在吃飯行嗎,我這才修整完劍胚,正醞釀怎麽鏟削啊。”

“先生, 先生,你看看我鏟削的劍胚如何?”

“我草,我說什麽沒聽見是吧田因齊。”

“先生,你剛才說什麽?”

“我說趕緊帶著師弟師妹滾去吃飯,聽清楚沒有?”

“是,先生。別罵人啊,剛才確實沒聽見,這就滾,馬上滾。”

“你們都聽見沒有,先生說了,馬上滾去吃飯,現在,所有人立刻,馬上滾去食堂。”

一陣哄笑聲中,學生們屁顛的都跑了。

“公子,你也歇歇吧,昨天一夜沒睡了,這裡我們招呼行了。”

“你們不也是一夜沒睡,這樣廖薑,鄭姬,給大家準備一些吃的,咱們吃完留下幾個人招呼他們鏟削兵器,其余人都休息把。”

“早就準備好了公子,都已經擺在客廳了。”

眾人回到客廳,此時鄭姬早已準備了一大桌子菜。眾人落座之後倒也不客氣,確實是餓了。一陣風卷殘雲,碗碟見底。

“大家都別客氣了,抓緊時間休息一下把,兄弟,跟昂大哥安排一個房間,咱們抓緊休息,我這一點想法,王上怕是還要在乾一晚上。”

“是,大哥。要不就讓昂大哥去我哥的房間把,他這會正在監視狄甲,房間空著,現在在收拾比較麻煩。”

“沒錯,現在收拾房間還耽誤時間,我就去白恆兄弟的房間眯一會就行了。”

“公子放心把,我們幾個也要鏟削兵器,你們休息,下午我們和學生們一起就行了。”

說話間,蕭進,列子的三個徒弟,墨攻墨守幾個人站起身來向門外走去。

雷雲此時也就不再說什麽了,此時眾人也不客氣了,各自散去回房休息。
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