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023章 冶金秘术下（第1页）

但是在大唐之后，西亚的镔铁和印度铁被西夏和辽国垄断了，我们看西夏的冷锻甲和夏国剑就知道北宋的锻造材料和工艺技术的落后了。北宋的《太平老人·袖中锦：“契丹鞍、夏国剑、高丽秘色，皆为天下第一，他处虽效之，终不能及。”是不是如此呢？诸多史料证明，确是如此。夏国剑。即西夏制造的剑，在当时被誉为“天下第一剑”。北宋文豪苏轼曾获夏国刀剑，晁补之作诗赞美，“螺旋铓锷波起脊，白蛟双挟三苍龙。试人一缕立禠魄，戏客三招森动容。”

冷锻甲就更不得了了。沈括的《梦溪笔谈对这种铠甲有比较详细的介绍：“青堂羌善锻甲，铁色青黑，莹彻可鉴毛发，以麝皮为綇旅之，柔薄而韧。镇戎军有一铁甲，椟藏之，相传以为宝器。韩魏公帅泾、原，曾取试之。去之五十步，强弩射之，不能入。尝有一矢贯札，乃是中其钻空，为钻空所刮，铁皆反卷，其坚如此。凡锻甲之法，其始甚厚，不用火，冷锻之，比元厚三分减二乃成。其末留箸头许不锻，隐然如瘊子，欲以验未锻时厚薄，如浚河留土笋也，谓之‘瘊子甲’。今人多于甲札之背隐起，伪为瘊子。虽置瘊子，但原非精钢，或以火锻为之，皆无补于用，徒为外饰而已。”

冷锻甲的制作方法是“不用火，冷锻之，比元厚三分减二乃成”，也就是不加热，在室温下捶打甲片原料，直到厚度减少三分之二，就算是加工好了。

为了在捶打中对照原来的厚度，在甲片的末端，特地留出筷子头那么大的一块不打，保持原来的厚度。因此，最后甲片上会有一个个的小凸起，就像人身上生出的瘊子，这也就是瘊子甲一名称的来历。

沈括说，这种冷锻而成的铠甲特别坚固，在50步以外用很强劲的弓弩都不容易射穿。即便有箭矢恰好从钻孔的位置刚好钻进去，但是箭头也被甲片刮坏了。

沈括还提到，当时有人伪造瘊子甲，“今人多于甲札之背隐起，伪为瘊子。虽置瘊子，但原非精钢，或以火锻为之，皆无补于用。”

假冒的瘊子甲有两种：

1用不好的钢材作为原料来冷锻；

2在火上加热锻打成型。

沈括说，这两种方法制作出来的瘊子甲，只是徒具其形，但是实际的性能差得太远。

唐刀细长，重量轻，对钢的的韧性，硬度，都有非常高的要求。这个时候的大宋的军事装备也远远落后于西夏和辽国，他们再也造不出像唐刀一样的精良武器，取而代之的是军队普遍装备的厚背刀、麻扎刀和砍刀等，非常笨重，就像以前冶铁技术不行的游牧民族用狼牙棒这类粗笨的家伙。如果不是农耕民族的人口和产出等战争潜力优势，北宋早已经被灭了。

那么问题来了，西夏人的锻造技术是怎么来的？难道是穿越男搞出来的？我们到知道人类对冶金技术的掌握改进经过了漫长的时间，不可能一夜之间西夏就突破了。如果唐刀是震旦人自己的冶铁锻造技术，那么为什么会突然失传？

沈括“原非精钢”这句话说明了一切——西夏人用的是精钢，而精钢是从西域传过来的，就连西夏人自己都不会冶炼。我们从唐刀和大马士革弯刀可以看到两者相像之处，都是扁平细长的，只是大马士革弯刀有一个弧度而已。

在这里我们要先搞清楚生铁、熟铁、钢铁是怎么区分的。它们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005的铁，叫熟铁；含碳量在0．05－2当中的铁，称为钢。所有炼钢的方法都是试图寻找准确掌控铁中碳的含量，并且把一些其他杂质清除的办法。

生铁是含碳量大于2的铁碳合金，生铁性能为坚硬、耐磨、铸造性好，但生铁脆，不能锻压。

熟铁是指用生铁精炼而成的比较纯的铁。含碳量在002以下，又叫锻铁、纯铁。熟铁质地很软，塑性好，延展性好，可以拉成丝，强度和硬度均较低，容易锻造和焊接。

钢比生铁含碳量低，有较好地韧性，可锻轧、可延压，具有良好的机械性能。

灌钢法被传得神乎其神，好像震旦已经完全掌握了炼钢的技术。但是我们考察宋代的灌钢法会发现什么问题呢？沈括的《梦溪笔谈是最早详细介绍灌钢法的古书：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之‘团钢’，亦谓之‘灌钢’。此乃伪钢耳，暂假生铁以为坚，二三炼则生铁自熟，仍是柔铁。然而天下莫以为非者，盖未识真钢耳。”

这里比较清楚的说明了宋代灌钢的一般工序：将熟铁锻成细条，然后盘成一团，大概类似蚊香，然后把生铁片置于熟铁“蚊香”之上；或者把熟铁条卷成螺旋状，然后把生铁片塞入螺旋之间的空隙中。然后用泥封住炉灶，或者是封住铁团本身，开始燃烧加温，直到200摄氏度以上，生铁熔化，由于泥封，生铁不会因氧化脱碳，而是变成铁水流入熟铁之间，然后冷却取出铁团锻打，就宣告炼制成功。

听起来这是不错的办法，技术简单，成本低，而炼出来的是钢。然而不要忘记两个问题：一、铁水本身，不是好的渗碳剂。除了中国的灌钢和欧洲曾短暂尝试的弥散法之外，古今都没有采用生熟铁杂合炼钢法的，尤其现代炼钢业无一采用这种方法，这就很能证明问题了。

铁水是一种粘稠的液体，这种特性使碳分和其它杂质较多的留在它内部而较少扩散出去。通俗的说，让铁水熔化渗入熟铁，使它渗碳，就好像把白糖洒在白饭上面，然后放入锅里蒸，指望它从内到外变得一样甜那么困难。

绝大多数情况下，只能使碳分渗入熟铁较浅部位，而冷却后的铁水，成为钢中的高碳部分。也就是说，灌钢的特点就是含碳量不均匀；还有一个问题，由于地球重力，铁水熔化后会向下流，冷却后造成钢坯下部含碳量较高而上部含碳量较低——仍是含碳量不均匀。

解决这个问题的方法有二：一是重复这一过程。前面所说早期灌钢耗费工时较多，可能就跟反复灌有关。然而，灌成钢团之后，它的塑性会变得很差，比如沈括所说把熟铁锻成细条，卷曲起来，这要对钢进行就要困难得多，甚至于不可行。而只灌一次的钢，显然是因为碳分不均匀的问题而被看不起的。二就是改进灌钢法。在明朝出现了两种改良灌钢法，其中一个是苏钢法。

最早记载苏钢法的是明·唐顺之《武编·前编卷五“铁”条，其中提及了传统的灌钢法，其次就是如下语句：“或以生铁与熟铁并铸，待其极熟，生铁欲流，则以生铁于熟铁上，擦而入之。”从这段画看很难分清到底这种技术的细节是什么。

根据清末、民国和共和国初期的调查，苏钢法的工艺过程是：先把熟铁料放到炉里鼓风加热，后把生铁的一端斜放到炉口里加热。当炉温达到1300摄氏度左右时，炉里生铁不断熔滴，熟铁料已经软化，便用钳子钳住生铁块，努力使铁水均匀地浇淋到熟铁上。浇淋完毕后，停止鼓风，夹出钢团，上砧锤锻，去除杂质。一般要重复这一过程两次。

毫无疑问，苏钢法实际上已经超越了灌钢法，成为一种全新的高明的炼钢方法。它最绝妙的好处是恰好利用了地球重力这一灌钢法最大的敌人。如果工人足够坚强和熟练，可以做到均匀滴落铁水。如果熟铁片在入炉之前足够薄，那么渗碳效果将很好虽然致密的熟铁渗碳比较困难，但这是值得付出的代价，而且重复进行也没有问题。如果操作得当，苏钢法跟一般的表面渗碳法效果基本上没有区别。它主要的缺点是：人毕竟是人，在1300度以上的高温炉前操作，很难保证铁水的滴落均匀。其次，铁水本身不是个良好的渗碳剂，碳分布不均这个根本性的问题依然存在。

总的来说，灌钢法的最大问题就是成品碳份不均匀，也就是钢不纯。含碳多的地方就是生铁，含碳少的地方就是熟铁，这样三种材料混在一起的话，你能加工出冷锻甲来吗？多敲几下就碎了。

在古代条件下，要钢纯，只有两种方法，一是印度人首创的坩埚炼钢法，更准确的说是萨利姆法。在公元前6至5世纪时，由位于印度西北角海得拉巴今属于巴基斯坦的冶炼工人发明的，后来被售到“安息”波斯、条支甚或是埃及等。它们的冶炼方法是：将黑锰矿、竹炭及某些植物叶子密封在一个陶炉里燃烧加热，当这些东西熔化后，其渣滓形成一团金属，然后将此金属反复熔化、冷却四五次，最后炼成直径为5英寸，厚度为05英寸，重约2英磅的金属块。

第二种办法就是得到了3500年历史考验的那种方法，才是最完美的：表面渗碳。把铁打成极薄的片，把它放入燃烧的木炭中一定时间，取出锻打。有经验的锻工，可以锻出纯净的钢。它的问题是锻工必须很有经验。

可以想象，印度的坩埚炼钢法一直秘而不宣，东土震旦一直没有掌握，就包括我大唐，所以印度的印度铁，也叫乌兹钢，一直出口到震旦，换回了大量的外汇。

乌兹钢和大马士革钢还是有区别的。在印度被制成的金属块，不能直接被命名为大马士革钢，而它们被叫做大马士革钢，是因为这些金属被贩卖到大马士革后，用来炼制成武器，即大马士革剑或大马士革刃之后才得名的。

大马士革钢泛指表面具有花纹的钢材。古印度出产的“乌兹钢锭”是制作刀剑的顶级用钢，每年阿拉伯商人都要向印度进口大量的钢锭用于武器制造。这种钢在铸造成刀剑时表面会有一种特殊的花纹－－－穆罕默德纹，所以它是属于花纹钢中的铸造型花纹钢，区别于折叠锻打形成的焊接型花纹钢。因为花纹能够使刀刃在微观上形成锯齿肉眼无法分辨，使得刀剑更加锋利。

公元1191年9月4日，阿育布王朝的开国君主萨拉丁率领大军，和英格兰国王狮心王理查萨率领的第三次十字军东征的主力，在雅法城附近的一片开阔的平地阿尔苏夫相遇。萨拉丁的军使驰向十字军的阵前，喊话邀请理查出阵和萨拉丁一见。理查欣然策马出阵会见萨拉丁，显然两人对圣地耶路撒冷的归属问题上有过一次激烈的争论，萨拉丁为了向理查示威，掏出一袭纱巾抛向了空中，然后拔出随身的宝剑向纱巾一剑挥去，竟然将漂浮在空中的几乎没有重量的纱巾割成了两半。

这一奇观令平生见过无数名刀宝剑的理查和随行的骑士们大为吃惊，于是从那一天开始在欧洲就流传着一个传说：东方有一种不为人知的金属材料存在，用它锻造出来的刀剑锋利以极。并引发了骑士们对这种刀剑无尽的渴求。这种神秘的刀剑以它的原材料命名：“乌兹”钢刀剑，或者以它的锻造产地命名：“大马士革”钢刀剑。

17世纪的时候因为乌兹铁矿的矿脉枯竭，大马士革刀失传了，人们再也复原不了这种举世闻名的兵器。

大唐的横刀都是用印度铁锻造的，低品横刀用印度铁，价值6贯左右，高级的用乌兹钢，22贯。没有掌握冶铁的核心技术，这就是唐朝之后唐刀和陌刀失传的原因，也是西夏冷锻甲和夏国剑横行北宋的缘由。

中国史学家说，我们落后于欧洲是最近三百年的事，之前包括冶金在内的几乎一切都一直“遥遥领先”。当然只要稍懂些世界科技历史就知道这是一种阿q说法，冶金学上更是如此。

……

参考文献：《歧途——中国古代冶铁技术的致命伤研究

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