冶铁术

藁城出土的商中期铁刃铜戉、浚县出土的周初铁援铜戈，都以含镍陨铁为原料，而铸接或锻合于青铜。《史记·周本纪》载周武王对纣之嬖妾“斩以玄钺”即此类铁刃铜兵，但这还不是冶铁的起源。《左传·昭公二十九年》载，晋铸刑鼎，其铁征自民间，则民间已有作坊。又六合出土的吴墓铁丸铁条，丸系白口铁，条乃块炼铁，说明我国生铁与块炼铁几乎并有，这是由于发达的青铜范铸术为生铁的产生提供充分条件。此与欧洲先有块炼铁，后经二千四百年缓慢发展，到十四世纪才有铸铁的发展道路截然相反。铸铁术出现，改变了块炼与加工两步走的落后状态，提高了铁器生产率；而战国初期铸铁柔化术的发明，是冶金史上划时代的创举。白口铁性脆，经脱炭处理而成为白心韧性铸铁（见洛阳灰坑铁锛）或黑心韧性铸铁（铁镈），遂使生铁代铜用作生产工具成为可能，从而使中国冶金术后来居上，为世界上首先出现封建大帝国奠定基础。秦始皇“销天下之兵”，即强制性地没收铜器，推行铁器，如果没有发达的冶铁术，是办不到的。汉武帝时，冶铁规模更大，国家设四十九处铁官，北至辽水，南极潇湘，并传至域外。随着灰铸铁的出现，汉代铁铸器皿、机械零件、铁范大量涌现。渑池出土的二千年前铁器窑藏中的斧，是球墨铸铁，其石墨球化率相当于今一级标准。早在春秋晚期，钢已出现（长沙长杨65号墓出土有钢剑），燕国在战国晚期已有淬火钢。西汉中后期出现了生铁炒钢（脱炭），使钢的生产扩大。至东汉初，锋利的钢刀把铜兵刃完全排挤出军事领域。炒钢经多次锤锻使晶粒细密，谓之百炼钢。章帝时有“五十湅”钢剑（徐州汉墓出土）；曹操有“陆折犀革，水断龙舟”的“百炼利器”五把（见曹植《宝刀赋》）；蜀汉蒲元铸刀五千，砍竹筒“如断刍草，应手虚落”。汉魏之际又发明灌钢法。北齐冶金家綦毋怀文造宿铁刀，说明冶铁术在质量和工艺上都不断进步。农具方面，唐宋时，以锻钢代替了铸铁，冷锻技术相当高。宋曾敏行《独醒杂志》所记黄钢刀和沈括所云青堂羌锻甲皆坚铤异于常器。明代又出现炒钢新法和抹钢等，形成以“蒸石取铁”、“炒生为柔”、“生熟相和、炼成则钢”为主干，辅以块炼铁、坩埚炼铁、渗碳制钢、夹钢、贴钢、擦生等熔炼工艺的钢铁技术体系，与现代钢铁生产工艺系统基本一致（华觉明《中国古代钢铁技术特色及其形成》），比十八世纪才建立起来的欧洲近代钢铁业全无逊色。明代大型铁场，从采矿到冶炼制造包括运输布局，已初具联合企业雏形，且有“厚资商人出本，交给厂头，雇募匠作”多至三千人（严如煜《三省边防备览》），产品远销南洋。