2.钢铁冶金工业
中国使用铁器的时间要晚于西方,但中国“后来者居上”,在人工冶铁器物的使用规模、工艺技术等方面都很快超越了西方。鉴于世界范围横向比较与本帖论题无关,在此不赘述。以下简述战国以前中国铁器的使用状况,及钢铁冶金的渊源。
中国最早的铁器,当然是陨铁制品,最早的器物是出土于河北藁城的铁刃铜钺,由于不涉及人工冶炼技术,姑且把它放到一边。中国目前已知的最早的人工冶铁制品,出土于河南三门峡虢国墓地,经鉴定,是块炼铁和块炼渗碳钢。时间在BC9世纪,即西周末期。
西周至春秋,全国各地墓葬中出土铁制品计130余件,多集中在晋地和楚地。后属秦地的陕西宝鸡有一个墓葬中出土了金柄铁剑,表明是随葬的珍贵物品。晋地和楚地的出土品有实用兵器和工具。
至今未发现BC5世纪前的冶铁遗址,但对于出土器物的金相鉴定,则确定了此时铸铁器的制造使用。最早的铸铁器是山西天马曲村出土的残片,BC8世纪左右,为过共晶白口铁。稍晚一些的江西六合程桥也出土了铸铁丸。而迄今最早的铸铁实用器,是河南洛阳和山西长治出土的一组铁工具。其中,最早的脱碳铸铁工具是河南洛阳、河南登封阳城、山西长治等地出土的农具,湖北江陵也出土有类似器物——这说明至迟在BC5世纪,这些地区的工匠已经发明了退火处理脱碳技术;最早的韧性铸铁工具,则是河南洛阳出土的一把铁铲。
再来谈谈炼钢技术。中国最早的钢,比较广为人知的是1976年湖南长沙杨家山墓地出土的钢剑,时间为春秋中期,为块炼渗碳钢。战国吧有人据此声称,楚地冶金工业最为先进。但事实上,90年代河南三门峡虢国墓地出土铁器,局部含碳量也达到了钢的范畴(区分钢和铁看含碳量,这个不用我扫盲了吧),而时间早了杨家山一个世纪。
姑且不争这个。块炼渗碳钢属于锻打铁器,是西方冶金界的主流,而中国则大力发展了铸造铁器,并很快取代了锻打。锻打的块炼渗碳钢,物理性能接近青铜,较好的可以超越青铜,但制造效率更高、性能更好的铸铁固体脱碳钢器物的出现,终于渐渐把前者送出历史舞台。中国最早的铸铁固体脱碳钢来自河南登封阳城(BC5世纪,春秋晚期,战国早期)。进入战国,河南出现了大量冶铁遗址,很多一直沿用到汉代,甚至唐宋时期——这一部分内容在下一节论述。