但是在大唐之後,西亞的镔鐵和印度鐵被西夏和遼國壟斷了,我們看西夏的冷鍛甲和夏國劍就知道北宋的鍛造材料和工藝技術的落後了。北宋的《太平老人·袖中錦》:“契丹鞍、夏國劍、高麗秘色,皆為天下第一,他處雖效之,終不能及。”是不是如此呢?諸多史料證明,確是如此。夏國劍。即西夏製造的劍,在當時被譽為“天下第一劍”。北宋文豪蘇軾曾獲夏國刀劍,晁補之作詩讚美,“螺旋铓鍔波起脊,白蛟雙挾三蒼龍。試人一縷立禠魄,戲客三招森動容。”


    冷鍛甲就更不得了了。沈括的《夢溪筆談》對這種鎧甲有比較詳細的介紹:“青堂羌善鍛甲,鐵色青黑,瑩徹可鑒毛發,以麝皮為綇旅之,柔薄而韌。鎮戎軍有一鐵甲,櫝藏之,相傳以為寶器。韓魏公帥涇、原,曾取試之。去之五十步,強弩射之,不能入。嚐有一矢貫劄,乃是中其鑽空,為鑽空所刮,鐵皆反卷,其堅如此。凡鍛甲之法,其始甚厚,不用火,冷鍛之,比元厚三分減二乃成。其末留箸頭許不鍛,隱然如瘊子,欲以驗未鍛時厚薄,如浚河留土筍也,謂之‘瘊子甲’。今人多於甲劄之背隱起,偽為瘊子。雖置瘊子,但原非精鋼,或以火鍛為之,皆無補於用,徒為外飾而已。”


    冷鍛甲的製作方法是“不用火,冷鍛之,比元厚三分減二乃成”,也就是不加熱,在室溫下捶打甲片原料,直到厚度減少三分之二,就算是加工好了。


    為了在捶打中對照原來的厚度,在甲片的末端,特地留出筷子頭那麽大的一塊不打,保持原來的厚度。因此,最後甲片上會有一個個的小凸起,就像人身上生出的瘊子,這也就是瘊子甲一名稱的來曆。


    沈括說,這種冷鍛而成的鎧甲特別堅固,在50步以外用很強勁的弓弩都不容易射穿。即便有箭矢恰好從鑽孔的位置剛好鑽進去,但是箭頭也被甲片刮壞了。


    沈括還提到,當時有人偽造瘊子甲,“今人多於甲劄之背隱起,偽為瘊子。雖置瘊子,但原非精鋼,或以火鍛為之,皆無補於用。”


    假冒的瘊子甲有兩種:


    1.用不好的鋼材作為原料來冷鍛;


    2.在火上加熱鍛打成型。


    沈括說,這兩種方法製作出來的瘊子甲,隻是徒具其形,但是實際的性能差得太遠。


    唐刀細長,重量輕,對鋼的的韌性,硬度,都有非常高的要求。這個時候的大宋的軍事裝備也遠遠落後於西夏和遼國,他們再也造不出像唐刀一樣的精良武器,取而代之的是軍隊普遍裝備的厚背刀、麻紮刀和砍刀等,非常笨重,就像以前冶鐵技術不行的遊牧民族用狼牙棒這類粗笨的家夥。如果不是農耕民族的人口和產出等戰爭潛力優勢,北宋早已經被滅了。


    那麽問題來了,西夏人的鍛造技術是怎麽來的?難道是穿越男搞出來的?我們到知道人類對冶金技術的掌握改進經過了漫長的時間,不可能一夜之間西夏就突破了。如果唐刀是震旦人自己的冶鐵鍛造技術,那麽為什麽會突然失傳?


    沈括“原非精鋼”這句話說明了一切——西夏人用原料的是精鋼,而精鋼是從西域傳過來的,就連西夏人自己都不會冶煉。我們從唐刀和大馬士革彎刀可以看到兩者相像之處,都是扁平細長的,隻是大馬士革彎刀有一個弧度而已。


    在這裏我們要先搞清楚生鐵、熟鐵、鋼鐵是怎麽區分的。它們的主要區別在於含碳量上,含碳量超過2%的鐵,叫生鐵;含碳量低於0.05%的鐵,叫熟鐵;含碳量在0.05%-2%當中的鐵,稱為鋼。所有煉鋼的方法都是試圖尋找準確掌控鐵中碳的含量,並且把一些其他雜質清除的辦法。


    生鐵是含碳量大於2%的鐵碳合金,生鐵性能為堅硬、耐磨、鑄造性好,但生鐵脆,不能鍛壓。


    熟鐵是指用生鐵精煉而成的比較純的鐵。含碳量在0.02%以下,又叫鍛鐵、純鐵。熟鐵質地很軟,塑性好,延展性好,可以拉成絲,強度和硬度均較低,容易鍛造和焊接。


    鋼比生鐵含碳量低,有較好地韌性,可鍛軋、可延壓,具有良好的機械性能。


    灌鋼法被傳得神乎其神,好像震旦已經完全掌握了煉鋼的技術。但是我們考察宋代的灌鋼法會發現什麽問題呢?沈括的《夢溪筆談》是最早詳細介紹灌鋼法的古書:“世間鍛鐵所謂鋼鐵者,用柔鐵屈盤之,乃以生鐵陷其間,泥封煉之,鍛令相入,謂之‘團鋼’,亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼耳,暫假生鐵以為堅,二三煉則生鐵自熟,仍是柔鐵。然而天下莫以為非者,蓋未識真鋼耳。”


    這裏比較清楚的說明了宋代灌鋼的一般工序:將熟鐵鍛成細條,然後盤成一團,大概類似蚊香,然後把生鐵片置於熟鐵“蚊香”之上;或者把熟鐵條卷成螺旋狀,然後把生鐵片塞入螺旋之間的空隙中。然後用泥封住爐灶,或者是封住鐵團本身,開始燃燒加溫,直到1200攝氏度以上,生鐵熔化,由於泥封,生鐵不會因氧化脫碳,而是變成鐵水流入熟鐵之間,然後冷卻取出鐵團鍛打,就宣告煉製成功。


    聽起來這是不錯的辦法,技術簡單,成本低,而煉出來的是鋼。然而不要忘記兩個問題:一、鐵水本身,不是好的滲碳劑。除了中國的灌鋼和歐洲曾短暫嚐試的彌散法之外,古今都沒有采用生熟鐵雜合煉鋼法的,尤其現代煉鋼業無一采用這種方法,這就很能證明問題了。


    鐵水是一種粘稠的液體,這種特性使碳分和其它雜質較多的留在它內部而較少擴散出去。通俗的說,讓鐵水熔化滲入熟鐵,使它滲碳,就好像把白糖灑在白飯上麵,然後放入鍋裏蒸,指望它從內到外變得一樣甜那麽困難。


    絕大多數情況下,隻能使碳分滲入熟鐵較淺部位,而冷卻後的鐵水,成為鋼中的高碳部分。也就是說,灌鋼的特點就是含碳量不均勻;還有一個問題,由於地球重力,鐵水熔化後會向下流,冷卻後造成鋼坯下部含碳量較高而上部含碳量較低——仍是含碳量不均勻。


    解決這個問題的方法有二:一是重複這一過程。前麵所說早期灌鋼耗費工時較多,可能就跟反複灌有關。然而,灌成鋼團之後,它的塑性會變得很差,比如沈括所說把熟鐵鍛成細條,卷曲起來,這要對鋼進行就要困難得多,甚至於不可行。而隻灌一次的鋼,顯然是因為碳分不均勻的問題而被看不起的。二就是改進灌鋼法。在明朝出現了兩種改良灌鋼法,其中一個是蘇鋼法。


    最早記載蘇鋼法的是明·唐順之《武編·前編》卷五“鐵”條,其中提及了傳統的灌鋼法,其次就是如下語句:“或以生鐵與熟鐵並鑄,待其極熟,生鐵欲流,則以生鐵於熟鐵上,擦而入之。”從這段畫看很難分清到底這種技術的細節是什麽。


    根據清末、民國和共和國初期的調查,蘇鋼法的工藝過程是:先把熟鐵料放到爐裏鼓風加熱,後把生鐵的一端斜放到爐口裏加熱。當爐溫達到1300攝氏度左右時,爐裏生鐵不斷熔滴,熟鐵料已經軟化,便用鉗子鉗住生鐵塊,努力使鐵水均勻地澆淋到熟鐵上。澆淋完畢後,停止鼓風,夾出鋼團,上砧錘鍛,去除雜質。一般要重複這一過程兩次。


    毫無疑問,蘇鋼法實際上已經超越了灌鋼法,成為一種全新的高明的煉鋼方法。它最絕妙的好處是恰好利用了地球重力這一灌鋼法最大的敵人。如果工人足夠堅強和熟練,可以做到均勻滴落鐵水。如果熟鐵片在入爐之前足夠薄,那麽滲碳效果將很好(雖然致密的熟鐵滲碳比較困難,但這是值得付出的代價),而且重複進行也沒有問題。如果操作得當,蘇鋼法跟一般的表麵滲碳法效果基本上沒有區別。它主要的缺點是:人畢竟是人,在1300度以上的高溫爐前操作,很難保證鐵水的滴落均勻。其次,鐵水本身不是個良好的滲碳劑,碳分布不均這個根本性的問題依然存在。


    總的來說,灌鋼法的最大問題就是成品碳份不均勻,也就是鋼不純。含碳多的地方就是生鐵,含碳少的地方就是熟鐵,這樣三種材料混在一起的話,你能加工出冷鍛甲來嗎?多敲幾下就碎了。


    在古代條件下,要鋼純,隻有兩種方法,一是印度人首創的坩堝煉鋼法,更準確的說是薩利姆法。在公元前6至5世紀時,由位於印度西北角海得拉巴(今屬於巴基斯坦)的冶煉工人發明的,後來被售到“安息”(波斯)、條支甚或是埃及等。它們的冶煉方法是:將黑錳礦、竹炭及某些植物葉子密封在一個陶爐裏燃燒加熱,當這些東西熔化後,其渣滓形成一團金屬,然後將此金屬反複熔化、冷卻四五次,最後煉成直徑為5英寸,厚度為0.5英寸,重約2英磅的金屬塊。


    第二種辦法就是得到了3500年曆史考驗的那種方法,才是最完美的:表麵滲碳。把鐵打成極薄的片,把它放入燃燒的木炭中一定時間,取出鍛打。有經驗的鍛工,可以鍛出純淨的鋼。它的問題是鍛工必須很有經驗。


    可以想象,印度的坩堝煉鋼法一直秘而不宣,東土震旦一直沒有掌握,就包括我大唐,所以印度的印度鐵,也叫烏茲鋼,一直出口到震旦,換迴了大量的外匯。


    烏茲鋼和大馬士革鋼還是有區別的。在印度被製成的金屬塊,不能直接被命名為大馬士革鋼,而它們被叫做大馬士革鋼,是因為這些金屬被販賣到大馬士革後,用來煉製成武器,即大馬士革劍(或大馬士革刃)之後才得名的。


    大馬士革鋼泛指表麵具有花紋的鋼材。古印度出產的“烏茲鋼錠”是製作刀劍的頂級用鋼,每年阿拉伯商人都要向印度進口大量的鋼錠用於武器製造。這種鋼在鑄造成刀劍時表麵會有一種特殊的花紋---穆罕默德紋,所以它是屬於花紋鋼中的鑄造型花紋鋼,區別於折疊鍛打形成的焊接型花紋鋼。因為花紋能夠使刀刃在微觀上形成鋸齒(肉眼無法分辨),使得刀劍更加鋒利。


    公元1191年9月4日,阿育布王朝的開國君主薩拉丁率領大軍,和英格蘭國王獅心王理查薩率領的第三次十字軍東征的主力,在雅法城附近的一片開闊的平地阿爾蘇夫相遇。薩拉丁的軍使馳向十字軍的陣前,喊話邀請理查出陣和薩拉丁一見。理查欣然策馬出陣會見薩拉丁,顯然兩人對聖地(耶路撒冷)的歸屬問題上有過一次激烈的爭論,薩拉丁為了向理查示威,掏出一襲紗巾拋向了空中,然後拔出隨身的寶劍向紗巾一劍揮去,竟然將漂浮在空中的幾乎沒有重量的紗巾割成了兩半。


    這一奇觀令平生見過無數名刀寶劍的理查和隨行的騎士們大為吃驚,於是從那一天開始在歐洲就流傳著一個傳說:東方有一種不為人知的金屬材料存在,用它鍛造出來的刀劍鋒利以極。並引發了騎士們對這種刀劍無盡的渴求。這種神秘的刀劍以它的原材料命名:“烏茲”鋼刀劍,或者以它的鍛造產地命名:“大馬士革”鋼刀劍。


    17世紀的時候因為烏茲鐵礦的礦脈枯竭,大馬士革刀失傳了,人們再也複原不了這種舉世聞名的兵器。


    大唐的橫刀都是用印度鐵鍛造的,低品橫刀用印度鐵,價值6貫左右,高級的用烏茲鋼,22貫。沒有掌握冶鐵的核心技術,這就是唐朝之後唐刀和陌刀失傳的原因,也是西夏冷鍛甲和夏國劍橫行北宋的緣由。


    中國史學家說,我們落後於歐洲是最近三百年的事,之前包括冶金在內的幾乎一切都一直“遙遙領先”。當然隻要稍懂些世界科技曆史就知道這是一種阿q說法,冶金學上更是如此。


    ……


    參考文獻:《歧途——中國古代冶鐵技術的致命傷研究》

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