▲宋代已普遍掘井开采煤炭炼铁冶金
由于风箱和高温炼铁炉的普通使用，又发明了在较低的低温条件下的化铁方法 。在汉代就能生产含碳量高（含碳量超过2%以上）的生铁，而且很快又发明了使用这种生铁进行锻造的技术 。含碳量高的生铁发脆而沉重，而在中国早在古代就能制造含碳量比较低、具有接近钢性能的可锻性好的可锻铸铁 。虽然不能用这种铸铁作冷兵器的刃，欲满足了大量生产农具等铁制品的需要 。
▲冶炼出的高碳钢需要反复折叠锻打才可做出冷兵器
既然能生产生铁，也就出现了把含碳量控制在2%以下，用于制造冷兵器刃所用材料的炼钢技术 。起初，是把生铁放在提炼炉里进行再加热，用风箱鼓进大量空气，使不必要成份燃燃来炼钢的 。进而在实践中，又发明了把提炼中的铁用风箱吹入各种微量元素（比如碳粉）来控制铁的性质，即传说中的“炒钢法” 。从而能够生产质量稳定而且含碳量较低的生铁和含碳量高的钢 。不久又发明了能够高效率大量提炼高质量钢的生产技术“灌钢法”——在提炼出几乎不含碳成分的熟铁的同时提炼出钢的生产方法 。这种新的炼钢方法出现在晋朝 。采用这种技术生产的钢，又叫做宿铁，是制造冷兵器的最理想材料 。
【中国古代的铁匠都是怎么炼铁铸剑的？ 炼铁技术】
▲折叠锻打百炼钢
把加热的铁急剧冷却、提高物理硬度的淬火技术，早在中国的古代就为铁匠所掌握，并普遍采用这种处理方法来提高兵刃的物理硬度 。在淬火处理当中，如果在冷却用水中加入微量的水以外的成份（比如各种不同比例的动物油脂、尿液、硝盐或其他化学物质），将会显著提高铁的物理硬度 。关于这一点，从东汉末期到三国时代，中国的铁匠们已经从实践中有了这方面的经验 。他们在对钢刃进行淬火处理时，就很注意对冷却用水河流的选取（必须是阴寒沉稳的活水） 。
▲汉代百炼花纹钢——将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢 。其特点是反复低温加热锻打 。多次反复锻打可排除钢中夹杂物，提高韧性，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能 。古代铁匠常把精铁加热锻打上百次即成百炼钢，魏晋时代是百炼钢的鼎盛时期 。唐宋之后，因灌钢工艺的发展普及，百炼钢因生产费时费力有所减少 。
到了六世纪（隋朝和南北朝）的时候，不仅仅只用水来冷却淬火外，而且把野兽的尿液或脂肪熬炼油脂、特殊植物煎熬出的汁液等（反正是你做梦没想到的东西）作为冷却用水，用于冷兵器淬火处理上 。
▲铸造出的生铁铁锭，含碳量超2%以上，质地坚硬，耐磨，脆而不易锻压，多用于做大件
经过淬火处理后的铁，确实提高了硬度，但是也变脆了 。为解决这个难题，北宋时期的中国开始采用对铁不加热直接锻造的冷锻法，经过这样锻造的铁，不仅表面又黑又亮，而且特别刚硬 。
▲淬火工艺靠铁匠的实践积累，而且保密不公开
从而，就向能够制造表面乌亮、坚硬且具有很好韧性的优质钢迈进了重要的一大步 。最早发现这种锻造工艺的，是中国的藏族人，由于通商往来，才传到北宋的 。当时，就采用这种冷锻方法制造了大量的高质量铠甲装备军队 。
▲50年代全国大跃进赶美超英，国内普遍大搞土法炼钢劳民伤财，得不偿失 。
此外，古代中国在很早的时候就掌握了把加热的铁慢慢冷却处理的回火技术，并广泛用于生产不同用途的冷兵器制造方面 。
本文为冷兵器研究所原创稿件，主编原廓、作者黄药师 。任何媒体或者公众号未经书面授权不得转载，违者将追究法律责任 。
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