複合劍的創制:
這種複合見的製造技術很巧妙, 劍的脊部和刃部是用含錫量不同的青銅, 分兩次鑄成、其方法是先鑄造劍柄和劍脊的榫部結合成劍體。
越王勾踐劍的主要成分是青銅和錫, 還含有少量的鉛、鐵、鎳和硫等, 劍身的黑色菱形花紋是經過硫化處理的, 劍刃靜謐技藝水準可銅現在的精密磨床生產的產品想媲美, 充分顯示了當時越過鑄劍工匠的高潮技藝。
鋼的柔化術:
白口生鐵又脆又硬, 雖然堅固耐磨, 單不適於製造需要強度和韌性的工具。 我國勞動人民經過長期實踐, 有在春秋戰國之際創造了鋼鐵柔化術, 將白口生鐵進行適當的退貨處理, 是曇花鐵分解出石墨能變成可鍛鑄鐵。
早期煉鋼法
將含碳量接近書鐵的塊煉鐵,
鑄鐵脫碳鋼(西漢)將生鐵鑄件進行退火脫碳, 是起含碳量降低到鋼的成分範圍, 而有不析出或很少析出石墨, 從而變成鋼劍。 (北京大葆台西漢閻王墓出土的刀和劍, 是運用這種工藝的最早實例)
草鋼/炒鋼(西漢)將生鐵加熱熔化成液態或半液態, 撒入礦石粉, 並不斷進行攪拌, 是指脫碳成鋼。
百煉鋼(西漢)但取精鐵(高碳鋼材)鍛之百餘火, 每鍛稱之, 一鍛一輕, 至累鍛而斤兩不減, 則純鋼也, 則百煉不耗矣。 ——沈括《夢溪筆談》
中國生鐵制鋼技術自戰國初期到漢代經過幾百年的歷程, 從塊煉鐵、滲碳煉鋼發展到生鐵固體脫碳煉鋼、炒鋼、煉製熟鐵, 以及重新滲碳硬化或淬火硬化。 在這個基礎上, 發明了利用液態生鐵對熟鐵進行擴散滲碳煉鋼的方法, 這一方法最早記載于《北齊書•綦目懷文傳》,成其為“宿鐵”。後世稱為灌鋼,又稱為“團鋼”
後來灌鋼法有不斷發展,宋代將生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條重劍,用泥把煉鋼爐密封後進行燒煉,效果更好。明代有獎生鐵片改在捆緊的若干熟鐵薄片上,使生鐵液可以均勻的滲入熟鐵之中,用塗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。
明中期以後,灌鋼法有進一步發展為蘇鋼法。以熟鐵為料鐵置於爐中,而將生鐵置於爐口,生鐵板開始熔化後用火鉗夾住左右移動,並不斷翻動料鐵,使料鐵均勻的淋到滴下的生鐵液,既可以產生很好的滲碳作用,有可以產生劇烈的氧化作用,使鐵和渣分離,生產出含渣量少而成分均勻的鋼材。
灌鋼法優點:
灌鋼法是中國古代煉鋼技術上一個了不起的成就。同百煉法或炒煉法比較,其優點
(1)生鐵作為1種滲碳劑,因熔化後溫度高,加速向熟鐵中滲碳的速度,縮短冶煉時間,提高生產率。
(2)熟鐵因為碳的滲入而成為鋼,生鐵由於脫碳也可以變成鋼,增加了鋼的產量。
(3)在高溫下,液態生鐵中的碳、矽、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生反應,去除雜質,純化金屬組織,提高金屬品質。
(4)灌鋼法操作簡便,容易掌握。要想得到不同含碳量的鋼,只要把生鐵和熟鐵按一定比例配合好,加以熔煉,就可獲得。
這一方法最早記載于《北齊書•綦目懷文傳》,成其為“宿鐵”。後世稱為灌鋼,又稱為“團鋼”後來灌鋼法有不斷發展,宋代將生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條重劍,用泥把煉鋼爐密封後進行燒煉,效果更好。明代有獎生鐵片改在捆緊的若干熟鐵薄片上,使生鐵液可以均勻的滲入熟鐵之中,用塗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。
明中期以後,灌鋼法有進一步發展為蘇鋼法。以熟鐵為料鐵置於爐中,而將生鐵置於爐口,生鐵板開始熔化後用火鉗夾住左右移動,並不斷翻動料鐵,使料鐵均勻的淋到滴下的生鐵液,既可以產生很好的滲碳作用,有可以產生劇烈的氧化作用,使鐵和渣分離,生產出含渣量少而成分均勻的鋼材。
灌鋼法優點:
灌鋼法是中國古代煉鋼技術上一個了不起的成就。同百煉法或炒煉法比較,其優點
(1)生鐵作為1種滲碳劑,因熔化後溫度高,加速向熟鐵中滲碳的速度,縮短冶煉時間,提高生產率。
(2)熟鐵因為碳的滲入而成為鋼,生鐵由於脫碳也可以變成鋼,增加了鋼的產量。
(3)在高溫下,液態生鐵中的碳、矽、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生反應,去除雜質,純化金屬組織,提高金屬品質。
(4)灌鋼法操作簡便,容易掌握。要想得到不同含碳量的鋼,只要把生鐵和熟鐵按一定比例配合好,加以熔煉,就可獲得。