汉代兴起的铁制兵器

汉代是我国兵器转型的决定性时期。汉代的钢铁技术已经十分成熟，制造的铁兵器已经在性能上压倒了铜兵器。当时的青铜已经发展到了其性能的极限，而铁的潜力却深不可测。

秦统一后的军队武器装备，逐渐由原来的以铜兵器为主的时代，加速向以铁兵器为主的时代的过渡，但这一过程在汉代才完成。

随着汉代冶铁技术和锻钢工艺的进步，至西汉末期，铁兵器已逐渐盛行，青铜兵器铸剑退出战争舞台，冷兵器进入鼎盛时期。

我国是世界上最早发现和使用铁的国家之一。相传商代中期，华北地区有一位兵器制造师，无意中发现了几块十分坚硬的陨铁。他在铸造铜钺时将陨铁熔化，制成了一把铁铜钺。

偶尔得到的陨铁难以满足大量制作兵器的需要，而自然界中所有的铁都是以化合物存在的，必须经过冶炼。因此，古人进行了大胆探索和实践，冶炼技术在汉代取得了突破性进展。

汉代新的冶铁技术使铁兵器的质量和形制及种类也不断发展、完善，其形状逐渐趋于统一和定型。比如，汉代的格斗兵器有铍、戟、矛、刀、剑等，远射兵器有弩和弓等，防护装备有铠甲和盾牌等。汉代铁剑的制作最能代表当时的铁兵器制作水平。

汉代制作铁剑的基本工艺是锻打，这与青铜剑采用铸造的工艺完全不同。锻打不仅是起加工成型的作用，而且反复锻打能使组织致密，成分均匀，夹杂物减少并细化，因而提高钢铁的质量。

汉代的锻打技术一般采用以下几种方法：

一是以块炼铁直接锻制。汉代由人工冶炼获得的铁料是块炼铁，它是在较低的冶炼温度下，由铁矿石固态还原获得的铁块，含有大量脉石渣子，需通过锻打挤出。而在锻打之前，疏松多孔，因此又被称为“海绵铁”。

二是以块炼铁渗碳锻制。这一方法在春秋时期已被采取。西汉时期，制剑主要沿用这种方法。

刘胜墓出土的一件长剑和一件短剑，经检测都是以“块炼铁渗碳”后折叠锻打而成，所用原料和渗碳方法与燕下都钢剑相同。但钢的质量有很大提高，表现为非金属夹杂物减少，细化，断面上高碳和低碳的层次增多。

而每层的厚度减小，碳含量的差别减小，组织比较均匀，主要原因是增加了加热折叠锻打的次数。最后，两剑的刃部都进行了淬火。

三是以炒钢或熟铁锻制。西汉后期，出现了用生铁炼钢的“炒钢”技术。它是把生铁加热到熔化或基本熔化状态，在熔池中加以搅拌，借助于空气中的氧把生铁所含的碳氧化掉，从而成为钢或熟铁。

前者是有控制地把生铁炒炼到需要的含碳量，也就是钢；后者是不加控制地一炒到底，含碳量极低。用生产效率很高的生铁大量地作为制钢的材料，这是炼钢史上的一次革命。

炒钢产品的成分均匀，夹杂物一般比较细小，分布也比较均匀，质量优于块炼渗碳钢。而且，当时生铁冶炼已达到较高水平，炒钢以丰富的生铁为原料，产量和效率都较高，能够满足社会的广泛需要。

于是，熟铁或炒钢便成为制剑的新材料，或者以熟铁为原料，经过渗碳叠打钢剑，或者以炒钢为原料，反复加热，折叠锻打，最后制作成剑。

以炒钢产品制作刀剑在东汉时期已经普及。

1978年在江苏省徐州铜山东汉墓出土一件铁剑，经检测，是用含碳量较高的炒钢为原料经多次加热叠打制成。

1974年在山东省苍山东汉墓出土一把一环首长刀，经检测分析，也是用炒钢为原料反复折叠锻打而成。

四是以铸铁脱碳钢锻制。铸铁脱碳是我国古代独有的一种生铁炼钢方法，它是将白口生铁铸件在固态进行脱碳退火，从而和得至高碳钢、中碳钢和低碳钢。

这种方法的特点是通过掌握时间和有控制地脱碳，由于生铁中多余的碳被氧化成气体跑掉，从而成为全钢组织。而且基本不析出石墨或只析出很少的石墨。

铸铁脱碳钢保留了生铁夹杂物少的优点，组织均匀，质地纯将。目前所知最早的铸铁脱碳钢件是刘胜墓了土的6件铁镞。刘胜去世于公元前113年，可知这种炼钢方法最迟在公元前2世纪末叶已经出现。

汉代的铸铁脱碳钢器物是用两种方法制成的。一种是以生铁铸造成坯，然后脱碳成钢，再予简单加工，如加热弯折，对刃部进行局部渗碳、锻打等。

这种方法广泛用于制造生产工具和生活用具，如河南渑池了土汉魏窖藏铁器中的钢斧等。

另一种方法是将生铁铸造成薄板状，然后脱碳得到成形式形钢材，将钢材经过反复加热锻打，器物。刀剑等兵器，皆如此制作。

过去在郑州古荥镇、南阳瓦房庄、鲁山望城岗等汉代冶铁遗址中曾出土地大量形铸铁板，就都是已经脱碳的钢材。目前也发现了用铸铁脱碳钢锻造成的刀剑，如北京大葆台西汉墓中出土的一把环首铁刀，河南省巩县铁生沟汉代冶铁遗址中出土的一把铁剑。

以上所述，为汉代铁剑的一般制作技术。两汉时期，一些优质刀剑的制作还采用了几项先进的工艺。

一是局部淬火工艺。钢剑淬火工艺出现于战国时期。经检测，燕下都遗址出土的战国末年钢剑，被验证曾经加热至900度以上进行淬火，这是已知我国古代最早的淬火钢器。

西汉时又有发展，产生了只将刀剑刃部进行淬火的新工艺。由于刃部经过淬火，因而具有很高的硬度，极其锋利。而刀剑的脊部因未经淬火，硬度较低，保持了较好的韧性，不易断折。

二是表面渗碳工艺。满城刘胜墓出土的错金书刀，经检测是经块炼铁为原料，经渗碳、叠打制成的低碳钢件。它在锻打成型并经磨制以后，又进行了表面渗碳，从而使刀的表层组织含碳较高，更加坚硬。

同墓所出一把钢剑经检测也经过表面渗碳，表层碳含量在0.6%以上，高于心部高碳层0.5%至0.6%的含碳量。

三是百炼钢工艺。1974年山东省苍山出土的东汉钢刀，1978年江苏省徐州铜山出土的东汉钢剑，都是炒钢为原料，经过反复加热折叠锻打而成。

而刀剑上的铭文，据说不是简单的层数概念，而应是代表了一定的工艺质量标准。可见刀剑加热叠锻工艺已经发展到了一个新的水平。

除了上述冶铁工艺外，两汉时期，以鉴别剑刀优劣为务的相剑术也流行起来。而随铁剑取代铜剑，相剑术的内容也由早期的相铜剑转而为相铁剑。这也从另一个角度证明了汉代冶炼技术已经提升到了理论层次。

正是由于汉代高超的冶铁技术，才使这些铁兵器在世界上堪称一绝，几乎将兵器制造技术上升到了艺术的境界。

[旁注]

陨铁　就是坠星的另一种，是来自地球之外的“客人”。含石量大的陨星称为陨石，含铁量大的陨星称为陨铁。早期人类冶炼技术不发达，无法从铁矿石冶炼得到铁，而地球自然界几乎没有单质铁的存在，所以陨铁一度是铁的唯一来源。

块炼铁　是铁矿石在较低温度的固体状态下用木炭还原而得到的含有较多夹杂物的铁。这种铁为海绵状固体，杂质较多，含碳量低，质软，只能锻，不能铸。经加热锻打，挤出夹杂物，改善机械性能而制成的铁器称为块炼铁锻件。

刘胜（公元前165年～公元前113年），西汉时期诸侯王，为第一代中山王，谥号为“靖”，史称“中山靖王”。刘胜是三国时期蜀汉皇帝刘备的第十三世先祖。1968年在对其及王后窦绾墓的发掘工作中，出土大量珍贵文物，包括举世闻名的“金缕玉衣”。

淬火　将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件。

高碳钢　就是把生铁加热到液态或半液态，利用鼓风或撒入精矿粉等方法，令硅、锰、碳氧化，把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。迄今世界上年代最早的炒钢冶金技术，在我国西汉早期就已发明和广泛应用了。

燕下都遗址　是战国时期燕国的都城遗址。城址中部有一道隔墙，将城分为东、西二城。其中的东城分为宫殿区、手工业作坊区、居民区、墓葬区、古河道区5个部分，文化遗存相当丰富，保存较好。出土有铜器、铁器、陶器、石器等。

错金　金属丝镶嵌工艺的一种。用金银丝在器物的表面上镶嵌成花纹或文字。金错工艺近世多称错金，加银则称错金银。金银错工艺最早始见于商周时代的青铜器，主要用在青铜器的各种器皿，车马器具及兵器等实用器物上的装饰图案。

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《韩非子·说林上》也记载一则与相剑有关的故事：

曾从子是一位善相剑之人，客游卫国。

卫君怨吴王，曾从子就说：“吴王好剑，我是相剑者，请大王让我去为吴王相剑，乘机将他刺死。”

卫君却说：“你这样做并非缘于义，而是为了利。吴国富强，卫国贫弱，你如果真去了，恐怕反会为吴王用之于我。”于是卫君就将曾从子逐走了。

这个故事说明，春秋晚期已有相剑术。因为古代铜剑正是在这个时期趋于成熟兴盛，并在实践中得到了广泛应用。