一个看懂钢是怎么炼出来的(想要炼好钢可真没那么简单)

中国冶金史最大的特色就是畏锻如虎。凡是跟“锻”沾点边的,要么就是没有创造或引入,如日本刀的锻合技术和冲压造币法;要么就难逃日益萎缩的下场,如百炼钢。中国人甚至不吝用高得可怕的成本来铸造铸铁,而不铸造铁器。

一个看懂钢是怎么炼出来的(想要炼好钢可真没那么简单)(1)

【炒钢】,新的生铁炼钢技术,就是把生铁加热到熔化或基本熔化之后,在熔炉中加以拌和,借空气中的氧把生铁中所含的碳化掉,然后得到钢。这种炼钢新工艺,可以在东汉末年的史籍中找到直接的描述。《和平经》卷七十二中记载:“使工师击冶石,求其铁烧冶之,使成水,乃后使良工万锻之,乃成莫邪(古代的利剑)耶。”这段话虽然没有明确提出炒钢二字,却把炒钢工艺包括进去了。因为把铁矿炼成液体,当然只能是生铁水,而在“乃后万锻”之前一定要炒成钢或熟铁才行(实际上熟铁就是含碳极低的炒钢),不然生铁是不能锻的,更别说“万锻”了。这是一个从铁矿石炼成生铁水,再炒出钢,最终锻形成优质兵器的全过程。炒钢的创造,是炼钢史上的一次技术革命。在欧洲,炒钢始于18世纪的英国,比我国要晚1600多年。

在三国时期,炒钢还是一种新技能,大多数的冶铁匠还没有掌握它。从《诸葛亮别传》关于蒲元在斜谷口为诸葛亮铸刀,“镕金造器,特异常法,的记载中,我们可以判别:蒲元这次铸刀运用的一定是炒钢技能。

麻钢与钛钢、钨钢,是做豪华高尔夫球杆的最佳资料。不仅不容易生锈,并且耐性比一般钢质更强,硬度比钛合金硬60%以上。它也是制造枪炮的最好资料。没有麻钢就没有精准的狙击步枪。

一个看懂钢是怎么炼出来的(想要炼好钢可真没那么简单)(2)

汉代的炼钢技术很兴旺,陇西曾出土过一把用麻钢制造的铁锹,决不比大马士革斑纹钢差多少。折叠斑纹钢,反光太厉害,不够内敛。我国的百炼钢便是一种【斑纹钢】,大马士革刀上的斑纹,是钢铁坩埚铸造时结晶的天然斑纹;日本刀上的斑纹,则是部分淬火法形成的温度线;我国的斑纹钢,是百炼钢制造过程中不断折叠锻打後呈现的纹路。日本在三十五年前出土一把我国的钢刀,上面的错金铭文中,有「中平」、「百炼清刚」等字。而中平,便是东汉灵帝的年号。

滴钢炼钢法,便是人拿着大火钳夹住铁块伸到炼钢炉中烧同时炼钢人还要不断的转动铁钳,铁块上的铁不断受到高温的烧炼最终变成液体滴到炉中成为钢材,这种办法简单易行,是明清时期的主要的炼钢法。但它的致命弱点是效率太低,而且炼出的钢质量不高。

转炉炼钢法,便是将炼钢炉吊在火炉中,上面由机关控制着炉体不断的旋转,下面炉中的铁水均匀受热,而旁边鼓风机不停的吹着炉体使它不至于由于炉温过高而焚毁,这样反复煅烧多时整炉的钢就炼成了。

一个看懂钢是怎么炼出来的(想要炼好钢可真没那么简单)(3)

要想锻制出能够“斩金断玉,削铁如泥”的“神刀”,最后一道工序淬火也至关重要。所谓【淬火】,就是先把打好的钢刀放在炉火上烧红,然后立刻放入冷水中适当蘸浸,让它骤然冷却。这样反复几次,钢刀就会变得坚韧而富有弹性了。淬火工序看起来容易,但操作起来极难掌握得恰到好处,烧热的火候、冷却的程度、水质的优劣,都有很大关系。淬火淬得不够,则刀锋不硬,容易卷刃;淬火淬过头,刀锋会变脆,容易折断;淬火淬得合适,非有极其丰富的经验不可。据《诸葛亮别传》上讲,蒲元对淬火用的水质很有研究。他认为“蜀江爽烈”,适宜于淬刀,而“汉水钝弱”,不能用来淬力,涪水也不可用。他在斜谷口为诸葛亮造刀,专门派士兵到成都去取江水。由于山路崎岖,坎坷难行,所取的江水打翻了一大半,士兵们就掺入了一些活水。水运到以后,当即就被蒲元识破了,“于是咸其惊服,称为神妙。”在1700年前,蒲元就发现了水质的优劣会影响淬火的效果,这实在是了不起的成就。而在欧洲,到近代才开始研究这个问题。

北齐时代,分别用牲尿和牲脂淬火。牲尿含有盐分,淬火时比水冷却得快,淬火後刀刃钢质坚固锐利;用牲脂淬火冷却慢,因而刀背钢质柔韧,能够抵销刃口受到的冲击,避免折断。

灌钢法,又名团钢法,或生熟法,是我国早期炼钢技术一项最杰出的成就。17世纪以前,国际各国一般都是采取熟铁低温锻炼的方法,钢铁不能熔化,铁和渣不易分离,碳不能迅速渗入。我国发明的灌钢法,成功处理这一难题,为国际锻炼技术的发展做出划时代贡献。

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