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讀史不能沒有對比和提問 西歐的冶鐵鑄造技術真的落後中國2000年?

2024-10-08 17:04:52 作者: 冷兵器研究所

  西歐在15世紀就能打造板甲,是讓歐洲歷史崇拜者十分自豪的事情。但一個真相說出來可能令人大跌眼鏡:能打造板甲的歐洲,冶鐵鑄造技術卻仍然落後中國2000年。

  這件事聽起來實在是奇怪,但筆者必須指出,很多人很明顯無法分清「鍛造」和「鑄造」兩個概念。板甲是典型的鍛造產物,而非鑄造。

  鍛造和鑄造有何區別呢?現代的鍛造,是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形,以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸的鍛件;而在古代,鍛造主要就是指鍛打,一般是常溫下操作,即使要加熱也不會到金屬熔化的程度。鑄造,則是將熔融態金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中,待其冷卻凝固後取出,以獲得零件或毛坯。由於青銅的熔點比較低,所以在青銅時代,東、西方都很快掌握了鑄造技術,但進入鐵器時代之後,鐵的熔點要比青銅高得多,技術難度也就增加了。

  冶鐵技術最早應該是從西亞傳入東亞的,但那只是最簡單的塊煉鐵技術。

  冶煉塊煉鐵,一般是在平地或山麓挖穴為爐,裝入高品位的鐵礦石和木炭。點燃木炭,鼓風加熱,當溫度達到1000℃左右時,礦石中的氧化鐵就會還原成金屬鐵,而礦石成為渣子。塊煉鐵是有極大缺陷的,初步冶煉只能得到疏鬆多孔的海綿鐵,礦石中其他未還原的氧化物和雜質不能除去,所以還要經過高強度的鍛打。但是,趁熱鍛打只能擠出一部分或大部分雜質,最後的成品中仍然會有較多的大塊夾雜物留存,即便使用的是品位非常高的鐵礦石,質量也不能保證。

  

  古代中國人是極有智慧的。由於在青銅時代已經廣泛使用高爐煉銅,華夏先民很快也開始使用高爐煉鐵,並使用鼓風爐強化木炭的燃燒,促使冶鐵的產量提高。為了得到高溫,中國古代還在送風裝置——風箱上做了改進。溫度升高,滲碳量就增加,於是含碳量較高的鐵,也就是生鐵就產生了。

  鐵含碳量較低則會柔軟且富於延展性,含碳量較高則會硬而脆,不適合鍛造。生鐵便是後者,除此之外它還有一個特性,那就是熔點低,容易熔化為鐵水,利於鑄造,因此生鐵又被稱作鑄鐵。

  在東亞,絕大部分地區的鐵礦石品位不高,富含硫、磷等雜質,這對於製造兵器鎧甲來說顯然是很不利的,但是這一特點卻帶來了另一項重大利好:含雜質的生鐵熔點更低,更容易熔化。世界其他地區的人們未嘗沒有得到過生鐵,但他們只注意到生鐵不耐鍛打,而古中國人則發現了生鐵能夠如同青銅一樣進行鑄造。比起以古代的低下生產力進行人力鍛打,靠模具鑄造製造鐵器的效率要高太多了。

  生鐵作為中國人的專利持續了多少年呢?在春秋時期,古中國就已經開始使用白口鑄鐵。據《左傳·昭公二十九年》記載,公元前513年,晉國鑄造了一個鐵質刑鼎,把范宣子所制定的《刑書》鑄在上面。鑄刑鼎的鐵是作為軍賦向民間徵收來的,這說明最遲春秋末期就出現了民間煉鐵作坊,而且已較好地掌握了生鐵的冶鑄技術。

  生鐵(鑄鐵)在14世紀之前僅在中國及其周邊地區進行規模化生產,這項技術是中國古代的重要發明創造。14世紀之前,歐洲是沒有生鐵的,更不用說通過鑄造的方式來打造鐵器了,而歐洲開始運用中國在南宋末年發明的焦炭煉鐵,則要等到18世紀末期。

  鐵器運用普及之後,鐵是比青銅便宜很多的,1門鐵炮的鑄造成本只有青銅炮的1/4。鑄造技術的發達,使得古代中國的火炮有著比西方高得多的產能。

  山西省博物館就收藏有3門洪武十年(1377)鑄造的鐵炮,口徑210毫米,長100厘米,兩側有雙炮耳,用於調整火炮的射擊角度,這證明中國在明朝初年就能夠鑄造鐵炮。而在1543年,隨著鑄鐵技術傳入歐洲,英國人才發明了歐洲第一門鑄鐵炮。鐵炮相較於銅炮不容易炸膛,耐久度更高,而且比較輕便,方便裝載到船隻上,所以迅速占領市場。一直到16世紀末,英國一直壟斷著這項技術,其他國家空有大把的鐵礦卻只能低價出售給英國人,英國人則將廉價的鐵礦鑄造成大炮再高價賣給其他國家。英國在鐵炮貿易上賺得盆滿缽滿,經濟實力迅速上升。

  由於當時歐洲的火炮產能過低,三十年戰爭中古斯塔夫二世甚至發明了著名的「皮炮」,即用薄的(相對於鑄造)銅皮或鐵皮鍛接成管,然後在銅管或鐵管上纏繞用乳香熬煮強化過的皮條,接著加上數道鐵箍,再蒙上數層皮革,最後在炮尾鑽出炮眼。

  總的說來,就鑄鐵這項技術,古代中國顯然要比古代歐洲走得更快。更令人咋舌的是,中國在漢朝已經普及了炒鋼法,即通過「炒」為生鐵脫碳,而這項技術到18世紀才開始在歐洲使用。

  所以說,我們不必因為歐洲在15世紀就製造出板甲,就過於高估西方的制鐵技術,中國幾千年的實用技術傳統成果是非常偉大的,妄自菲薄要不得。


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