冶金古代冷兵器發(fā)展

復(fù)合劍的創(chuàng)制

這種復(fù)合劍的制造技術(shù)很巧妙，劍的脊部和刃部是用含錫量不同的青銅，分兩次鑄成的。其方法是先鑄造劍柄和劍脊，后鑄造劍刃，再將劍刃同劍脊的榫部結(jié)合成劍體。經(jīng)過考古部門用科學(xué)方法對這種劍進(jìn)行測定，其脊部含錫量為10%，刃部含錫量為20%。含錫量低的脊部韌性較大，不易折斷，利于長久使用。含錫量較高的刃部堅而利，便于刺殺。這種脊部堅韌、刃部鋒利、剛?cè)嵯酀膹?fù)合劍，是青銅兵器制造技術(shù)提高的重要標(biāo)志。當(dāng)前第1頁\共有24頁\編于星期六\21點

木棒，石塊

打制石器磨制石器青銅鋼鐵↓↓↓↓當(dāng)前第2頁\共有24頁\編于星期六\21點（新石器時代晚期）馬家窯青銅刀目前中國最早的青銅刀

越王勾踐劍的主要的成份是青銅和錫，還含有少量的鉛、鐵、鎳和硫等，劍身的黑色菱形花紋是經(jīng)過硫化處理的，劍刃精磨技藝水平可同現(xiàn)在精密磨床生產(chǎn)的產(chǎn)品相媲美，充分顯示了當(dāng)時越國鑄劍工匠的高超的技藝。當(dāng)前第3頁\共有24頁\編于星期六\21點商代鐵刃銅鉞（隕鐵）西周銅芯玉柄鐵劍（人工冶鐵）江蘇六合程橋春秋末葉楚墓出土的鐵條（白口生鐵）當(dāng)前第4頁\共有24頁\編于星期六\21點

鑄鐵柔化術(shù)戰(zhàn)國鐵錛（黑心可鍛鑄鐵）戰(zhàn)國鐵胄（白心可鍛鑄鐵）斷面亮白色有較好的耐沖擊性斷面灰黑色有較好的硬度和強度

白口生鐵又硬又脆，雖然堅固耐磨，但不適于制造需要強度和韌性的工具在。我國勞動人民經(jīng)過長期實踐，又在春秋戰(zhàn)國之際創(chuàng)造了鑄鐵柔化術(shù)，將白口生鐵進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚恚固蓟F分解出石墨變成可鍛鑄鐵。當(dāng)前第5頁\共有24頁\編于星期六\21點鋼長沙楊家山春秋晚期鋼劍（現(xiàn)存最早的鋼制品）將含碳量接近熟鐵的塊煉鐵，放在炭火中加熱滲碳，并反復(fù)折疊鍛打，擠出雜質(zhì)，得到塊煉滲碳鋼。這是最原始的鋼。有的選用優(yōu)質(zhì)塊煉鐵，配合定量的滲碳劑和催化劑，密封加熱滲碳，練出優(yōu)質(zhì)的塊煉鋼。干將，莫邪，太阿等名劍就是用這種優(yōu)質(zhì)塊煉鋼制成的。

早期煉鋼法當(dāng)前第6頁\共有24頁\編于星期六\21點鑄鐵脫碳鋼（西漢）將生鐵鑄件進(jìn)行退火脫碳，使其含碳量降低到鋼的成分范圍，而又不析出或很少析出石墨，從而變成鋼件。（北京大葆臺西漢燕王墓出吐得刀和簪，是運用這種工藝的最早實例）炒鋼（西漢）將生鐵加熱熔化，成為液態(tài)或半液態(tài)，撒入礦石粉，并不斷進(jìn)行攪拌，使之脫碳成鋼。百煉鋼（東漢）但取精鐵（高碳鋼材）鍛之百余火，每鍛稱之，一鍛一輕，至累鍛而斤兩不減，則純鋼也，雖百煉不耗矣?！蚶ā秹粝P談》當(dāng)前第7頁\共有24頁\編于星期六\21點爐二炒鋼爐一煉生鐵當(dāng)前第8頁\共有24頁\編于星期六\21點當(dāng)前第9頁\共有24頁\編于星期六\21點當(dāng)前第10頁\共有24頁\編于星期六\21點灌鋼法

中國生鐵制鋼技術(shù)自戰(zhàn)國初期到漢代經(jīng)過幾百年的歷程，從塊煉鐵、滲碳煉鋼發(fā)展到生鐵固體脫碳煉鋼、炒鋼、煉制熟鐵，以及重新滲碳硬化或淬火硬化。在這個基礎(chǔ)上，發(fā)明了利用液態(tài)生鐵對熟鐵進(jìn)行擴散滲碳煉鋼的方法。這一方法的最早記載見于《北齊書·綦母懷文傳》，稱為“宿鐵”，后世稱為灌鋼，又稱團鋼。

后來灌鋼法又不斷發(fā)展，宋代將生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條中間，用泥把煉鋼爐密封后進(jìn)行燒煉效果更好。明代又改進(jìn)為將生鐵片蓋在捆緊的若干熟鐵薄片上，使生鐵液可以均勻地滲入熟鐵之中，用涂泥的草鞋遮蓋住爐口，使生鐵可以從空氣中得到氧氣而更易熔化，提高了冶煉效率。明中期以后，灌鋼法又進(jìn)一步發(fā)展為蘇鋼法。以熟鐵為料鐵，置于爐中，而將生鐵板置于爐口，生鐵板開始熔化后用火鉗夾住左右移動，并不斷翻動料鐵，使料鐵均勻地淋到滴下的生鐵液，既可以產(chǎn)生很好的滲碳作用，又可以產(chǎn)生劇烈的氧化作用，是鐵和渣分離，生產(chǎn)出含渣少而成分均勻的鋼材。當(dāng)前第11頁\共有24頁\編于星期六\21點

中國古代熱處理

退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。

滲碳這種工藝起源于戰(zhàn)國后期所創(chuàng)造的滲碳鋼。1968年河北滿城出土的西漢劉勝(卒于公元前113年)的佩劍，經(jīng)分析，表面有明顯的滲碳層，并經(jīng)淬火，其硬度為HV900～1170，而中心低碳部分的硬度為HV220～300。表面硬度較高，鋒利耐磨，而中心則有很好的韌性，不易折斷。劉勝的錯金書刀經(jīng)過滲碳局部淬火后，刃部和刃背獲得硬韌兼?zhèn)涞男Ч?，可見?dāng)時刀、劍的熱處理工藝已具有很高的水平?！短旃ら_物》敘述了古代制針用的滲碳劑和固體滲碳工藝。明末方以智著《物理小識》（成書于1647年）記載了3種滲碳劑：一是“虎骨樸硝醬，刀成之后火赤而屢淬之”；二是“醬同硝涂鏨口，鍛赤淬火”；三是用“羊角乳發(fā)為末，調(diào)敷刀口”。前兩者都有一定的滲氮作用。

淬火這種工藝首先用于熟鐵滲碳淬硬。1965年河北易縣燕下都遺址出土的戰(zhàn)國后期鍛劍等武器大都是經(jīng)過淬火硬化的，經(jīng)金相分析，發(fā)現(xiàn)了淬火產(chǎn)生的針狀馬氏體?！妒酚洝ぬ旃贂罚ǔ蓵诠?1年）有“水與火合為焠”之說。《漢書（記西漢事）·王褒傳》有“巧冶干將之樸（窄長有短把的刀），清水焠其鋒”的記載?！短接[·蒲元傳》載三國時蜀人蒲元對他的“神刀”淬火用水的選擇，雖多渲染，不盡可信，但當(dāng)時確已認(rèn)識到水質(zhì)對淬火效果的影響?！侗饼R書·列傳第四十一》載東魏、北齊間(534～577)的綦母懷文在“宿鐵刀”淬火時“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”?？梢姰?dāng)時已采用含鹽的水和油作為具有不同冷卻速度的液冷介當(dāng)前第12頁\共有24頁\編于星期六\21點

古代兵器——殳

殳，是一種竹木制的打擊兵器，又名杵杖棒等。夏商周三代時已被列為五兵（指戈戟酋矛夷矛）之一，是當(dāng)時軍隊的基本武器曾候之用殳

戈古代的一種曲頭兵器，橫刃，用青銅或鐵制成，裝有長柄。盛行于商至戰(zhàn)國時期,秦以后逐漸消失。主要用于車兵作戰(zhàn)當(dāng)前第13頁\共有24頁\編于星期六\21點

戟

戟是一種我國獨有的古代兵器。實際上戟是戈和矛的合成體，它既有直刃又有橫刃，呈“十”字或“卜”字形，因此戟具有鉤、啄、刺、割等多種用途，分為單耳和雙耳，單耳一般叫做青龍戟，雙耳叫做方天戟。歷史上用戟做武器的牛人就有項羽，呂布，郭子儀，薛仁貴等當(dāng)前第14頁\共有24頁\編于星期六\21點唐帝國通過開明的政治和強大的軍事力量，成為當(dāng)時世界的中心，從唐初的統(tǒng)一之戰(zhàn)到盛唐時期所有的對內(nèi)對外戰(zhàn)爭，都出現(xiàn)在冷兵器歷史上對后世影響巨大的武器——唐刀。在當(dāng)時的世界上是與阿拉伯大馬士革刀著稱于世的兩種名刀，無論是技術(shù)上還是在藝術(shù)上均達(dá)到了極高的成就，可以說是我國刀劍史上的巔峰?！短屏洹分芯硎段鋷炝睢分杏涊d“刀之制有四，一曰儀刀，二曰障刀，三曰橫刀，四曰陌刀。”“今儀刀蓋古班劍之類，晉宋已來謂之御刀，后魏曰長刀，皆施龍鳳環(huán)，至隋，謂之儀刀，裝以金銀，羽儀所執(zhí)。障刀，蓋用障身以御敵。橫刀，佩刀也，兵士所佩，名亦起于隋。陌刀，長刀也，步兵所持，蓋古之?dāng)囫R劍。”當(dāng)前第15頁\共有24頁\編于星期六\21點覆土燒刃：

本質(zhì)也是一種局部淬火的技術(shù)?；痉椒ㄊ且悦胤秸{(diào)配的泥土（硼砂，硝石，粘土，鐵粉等等）覆蓋刀身不需要高硬度的位置，然后將刀劍加熱至特定溫度。當(dāng)紅熱的刀身進(jìn)入水中后，赤裸的部分迅速冷卻，而有泥土覆蓋部位的溫度變化不會非常明顯，導(dǎo)致硬度與赤裸部位不同。這樣可以精確控制刀條不同部位淬火時的不同冷卻速度，冷卻速度與硬度成正比，與韌度成反比。

包鋼技術(shù)：包鋼技術(shù)則是在對于鋼材有深刻研究與認(rèn)識之后所發(fā)明出來的制刀技術(shù)，主要方法是在V字形堅硬的高碳鋼中夾入較軟的低碳鋼；夾鋼則是在兩層低碳鋼中間夾上一塊高碳鋼。這兩種技術(shù)都體現(xiàn)了“好鋼用在刀刃上”這一制作上等刀劍的基本思想，亦使得鋼刀擁有了極佳的韌性。再加上當(dāng)時唐代刀匠對鐵礦石的要求十分高很多都選用大馬士革鋼作為材料，由此，唐刀成為當(dāng)時世界上最為優(yōu)良的刀劍之一。當(dāng)前第16頁\共有24頁\編于星期六\21點

陌刀為一種兩刃的長刀，較重，大約50斤（舉陌刀重五十斤乘城。賊將入,興一舉刀,輒數(shù)，見于新唐書《張興傳》）。由于陌刀出現(xiàn)于隋朝，隋朝的1斤只相當(dāng)于現(xiàn)代的220克，隋朝的50斤相當(dāng)于現(xiàn)代的22斤左右，但這仍是算相當(dāng)沉重的實戰(zhàn)兵器了。唐代軍中大量配備，陌刀是做為軍隊重要的戰(zhàn)爭物資裝備的，并且在唐中期作為軍用器物，所以嚴(yán)禁民間私造和私藏，其前身是漢代少府所制斬馬劍，大將軍李嗣業(yè)就善于使用這種逆天的戰(zhàn)場大殺器。陌刀當(dāng)前第17頁\共有24頁\編于星期六\21點弓箭

中國古人有獨特的理論，即“弓生于彈”（《吳越春秋·勾踐陰謀外傳》）。彈指彈弓。在甲骨文中，彈字寫作B，為一張弓，弦中部有一小囊，用以盛放彈丸。這種形狀的彈弓，在中國一直廣為流行。也許，先民最初發(fā)明的只是發(fā)射小石子或泥彈丸的彈弓，之后進(jìn)一步摸索，才將弓用于射箭，于是產(chǎn)生了弓箭。

古代以弓發(fā)射的具有鋒刃的一種遠(yuǎn)射兵器。弓由彈性的弓臂和有韌性的弓弦構(gòu)成；箭包括箭頭、箭桿和箭羽。箭頭為銅或鐵制，桿為竹或木質(zhì)，羽為雕或鷹的羽毛。是中國古代軍隊使用的重要武器之一。當(dāng)前第18頁\共有24頁\編于星期六\21點

北京聚元號弓箭制作技藝

弓箭是一項古老的發(fā)明。中國有制作弓箭的傳統(tǒng)，弓箭在中國古代乃至近代社會中都發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng)弓箭的生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜，每道工序的細(xì)膩程序和要求極高。北京聚元號弓箭制作技藝，即清代皇家弓箭作坊的全套技藝，所用原料、工具、技法均與《考工記》、《夢溪筆談》、《天工開物》所載相近，所制各類弓箭品質(zhì)精善?！熬墼枴惫谱骷妓囍两褚延薪倌甑臍v史，它承襲了中國雙曲反彎復(fù)合弓的優(yōu)良傳統(tǒng)，歷經(jīng)了一系列社會變故后仍保留了傳統(tǒng)制造工藝，是十分珍貴的民族文化遺產(chǎn)。

《考工記》對于弓的材料采擇、加工的方法、部件的性能及其組合，都有較詳?shù)囊蠛鸵?guī)定，對工藝上應(yīng)防止的弊病，也進(jìn)行了分析?！犊脊び洝分姓J(rèn)為制弓以干、角、筋、膠、絲、漆，合稱“六材”為重要。當(dāng)前第19頁\共有24頁\編于星期六\21點六材

六材之干包括多種木材和竹材，用以制作弓臂的主體，多層疊合。干材的性能，對弓的性能起決定性的作用?！犊脊び洝分凶⒚鳎焊刹囊澡夏緸樯?，次有檍木、柞樹等，竹為下。這些木頭的材質(zhì)堅實無比，任憑推拉也不會輕易折斷，發(fā)箭射程遠(yuǎn)殺傷力大。南方弓與北方弓在材質(zhì)上明顯不同，南方多用竹子為干，而北方，特別是東北一帶尤其以這種硬實木為主。這也是中國古代戰(zhàn)爭中，北方軍隊總能占得先機的原因之一。

六材之角即動物角，制成薄片狀，貼于弓臂的內(nèi)側(cè)(腹部)。據(jù)《考工記》，制弓主用牛角，以本白、中青、未豐之角為佳；“角長二尺有五寸(近50厘米)，三色不失理，謂之牛戴牛”，這是最佳的角材(一只角的價格就相當(dāng)于一頭牛，即牛的頭上頂著的不是牛角，而是兩頭“?！?。中國北方多是黃牛，看不到水牛的影子，只好用羊角來代替，從這一點講，這又是南方弓的長處。

六材之筋即動物的肌腱，貼于弓臂的外側(cè)(背部)。筋和角的作用都是增強弓臂的彈力，使箭射出時更加勁疾，中物更加深入。據(jù)《考工記》，牛筋是最常用的“六材”，選筋要小者成條而長，大者圓勻潤澤。

六材之膠即動物膠，用以粘合干材和角筋?！犊脊び洝分型扑]鹿膠、馬膠、牛膠、鼠膠、魚膠、犀膠等六種膠。膠的制備方法“一般是把獸皮和其他動物組織放在水里滾煮，或加少量石灰堿，然后過濾、蒸濃而成。據(jù)后世制弓術(shù)的經(jīng)驗，以黃魚鰾制得的魚膠最為優(yōu)良。中國弓匠用魚膠制作弓的重要部位，即承力之處，而將獸皮膠用于不太重要的地方，如包覆表皮。當(dāng)前第20頁\共有24頁\編于星期六\21點

六材之絲即絲線，將縛角被筋的弓管用絲線緊密纏繞，使之更為牢固。據(jù)《考工記》，擇絲須色澤光鮮，如在水中一樣。

六材之漆將制好的弓臂涂上漆，以防霜露濕氣的侵蝕。一般每十天上漆一遍，直到能夠起到保護弓臂的作用。當(dāng)前第21頁\共有24頁\編于星期六\21點前聚成鋒并向后形成倒刺，中脊向下伸出，形成連接箭桿的鋌。二是三棱式，這種鏃呈長條形，有三刃棱，上有尖鋒，下出鋌。三是圓錐式，鏃頭短而體輕，上銳下圓，形似圓錐。四是平頭式，形如圓柱，鏃頭平而無鋒，僅可撞擊不能射殺，是專門用做習(xí)射時的“志矢”。在實踐中證明“三棱式鏃”最適用，其優(yōu)點是：制作簡便，鏃體堅固，鏃鋒