网站主页 史志动态 古今徐州 党史研究 方志之窗 彭城文苑 楚汉文化 人物春秋 风物览胜 史海沉钩 政务公开

栏目导航


古今徐州(聚焦|大事)

政务公开


机构设置 单位简介
单位领导 政策法规
办事指南 现行文件】

 

县区之窗


邳州市 新沂市
鼓楼区 云龙区
九里区 贾汪区
泉山区 铜山县
瞧宁县 丰县
沛县  


中国地方志
江苏党史网
江苏地方志
连云港史志
苏州地方志
常州党史办
镇江史志
无锡史志网
南京党史办
南京地方志
淮安党史办
淮安地方志
扬州地方志
 
 古今徐州(聚焦|大事) 您现在的位置是:首页 > 古今徐州(聚焦|大事)

从徐州汉代文物探析汉代钢铁兵器制作工艺

编辑日期:2017-12-12 9:44:17 来源: 发布者: 阅读次数: 次

    

 从徐州汉代文物探析汉代钢铁兵器制作工艺

刘佳琳

徐州自古兵家必争之地,徐州出土大量汉代文物其中钢铁兵器占相当数量如刀、枪、剑、戟、戈、殳、箭镞、铁甲等,并且有一部分是汉代特有的兵器如环首刀、、鋋、铍、铩等。

江苏省徐州市铜山县苗山汉墓出土比武图

(其中一人手持长戟,另一人右手握环首刀,左手拿钩镶。左边有奏乐者,右边一人双手捧刀站立。空处缀以鸟兽。)

我国历史上,尤其是兵器史中由青铜兵器到钢铁兵器的转变是重要的历史关节点,因此,从徐州汉代出土文物中探析汉代钢铁兵器制作工艺是研究汉代社会生产力发展的重要方面。

随着汉代政治、经济的发展,尤其是汉代冶铁业的不断发展,汉代的冶铁技术也在不断进步,特别是汉代的炼钢和锻造技术占据了当时世界的领先地位,为先进的钢铁兵器逐渐取代落后的青铜兵器提供了强大的物质和技术支持。

一、汉代铁兵器的制作方法

根据制造的材料不同,汉代铁兵器的制造方法大概可分为五类:

1、块炼铁

古代制作铁制兵器的最早方法,是用块炼铁直接锻制兵器。因为熟铁质地较软,所以其制品性能不佳。这种制造方法一直沿用到战国末期,到了汉代已经很少发现。目前考古发掘报告中,只有河北满城汉墓和内蒙古呼和浩特二十家子汉城遗址中出土的一些铁甲片,经检测是用这种方法制作而成。这种方法可简述为:块炼铁锻造

2、块炼渗碳钢

用块炼渗碳钢制造铁制兵器,在战国已经普遍使用,到汉代依然是主要的锻造方法。徐州狮子山楚王陵出土的一件铁矛和河北满城汉墓的许多件兵器,经检测就是用这种方法锻造,并经淬火处理,利用多次加热折叠锻打使兵器中杂质减少,钢性增强,断面上高、低碳的分层增多,每层厚度和碳含量减少,组织结构比以往均匀。这种方法可简述为:块炼铁→块炼渗碳钢→锻造→淬火

3、生铁

汉代多用生铁铸造鐏、镦等兵器的附件以及铁铤铜镞的铤部,因为可以利用生铁的柔韧性改善兵器的机械性能,汉代普遍对白口生铁铸件进行退火柔滑处理,使之成为韧性铸铁或脱碳铸铁。河南巩县铁生沟冶铁遗址出土的一件铁镞,经检测就是白口铁铸件。这种方法可简述为:生铁→铸造→退火

4、铸铁脱碳钢

铸铁脱碳钢是古代一种独有的生铁炼钢方法,这种方法就是通过掌握不同的时间和温度来控制生铁的钢性,从而得到高、中、低型碳钢。若铸件心部仍保留白口铁的组织仅表面脱碳成钢,就是脱碳铸铁;若内外均为全钢组织,就是夹杂物少、组织均匀、质地纯净的铸铁脱碳钢。

汉代铸铁脱碳钢器物有两种生产方式:一是用生铁铸成的坯件脱碳成钢,经过简单加工(如加热折弯、局部渗碳、锻打等)制成生产工具和生活用具,如河南渑池出土汉魏窖藏铁器中的钢斧[90]西汉时期的箭镞多用这种方法制作,河南满城汉墓出土的箭镞经检测都是这样的制品;二是用生铁铸造的薄板退火脱碳得到成型钢材(低碳钢或近于熟铁)反复锻打,制成刀剑、铁甲片等兵器。徐州狮子山楚王陵中出土的铁甲片,基本都是用这种方法铸造而成。上述方法可简述为:生铁→铸造→脱碳成钢→简单加工;生铁→铸铁脱碳钢→锻造

5、炒钢

炒钢技术是西汉的一项重大发明。通过搅拌熔池中已经融化或基本融化的生铁,借助空气中的氧,把生铁中的碳氧化掉,生成低碳钢或熟铁。这种高效率的方法一经发明就迅速普及,炒钢和炒钢型熟铁很快成为制造武器和生产工具的最重要材料:“基本方法就是对原料进行加热锻打,挤去杂质,改善组织,渗碳提高刚度,然后制成器物;主要靠反复的加热折叠锻打提高最终制成品的质量。为提高硬度,通常都对锻件进行淬火。东汉晚期著作《太平经》卷七十二《不用大言无效决》第一百一十谓:‘使工师击冶石,求其中铁,烧冶之使成水,乃后使良工万锻之,乃成莫耶。’……这是一个从矿石炼出铁水,再炒成钢或熟铁,最后锻成兵器的比较完整的过程。”徐州西汉狮子山楚王陵出土的铁器,经鉴定多件为炒钢制品,其中包括两种兵器(一刀一矛)。广州南越王汉墓也出土大量铁器被检测大多为炒钢锻成。这种方法可简述为:生铁→炒炼成钢或熟铁→锻造→淬火。

总之,我们可以看到汉代,在汉武帝时期,由于铸铁脱碳钢和炒钢技术的推广和应用,我国铁兵器制造技术改变了原来以块炼铁为材料的传统方式,采用新的材料——生铁类。从而使汉代铁兵器和铁工具的制造技术逐渐趋于统一。

二、汉代铁兵器的制作场景

汉画像石被称为一本记录汉代生活的“绣像史书”,通过汉代画像石上记录的图案,我们可以看到汉代铁兵器制作的真实过程。文献上记载我国很早就用皮囊——作为鼓风器。山东藤县宏道院出土的东汉画像石(如下图),上有鼓风机——的形状——用四根吊杆垂挂一个大型皮囊,左面有两人在推拉皮囊鼓风,皮囊下一人曲腿仰卧,两手上举,帮助推送皮囊,形象生动逼真。这是目前制成唯一能说明汉代古代鼓风冶铁的资料。鼓风开始使用人力,后来逐渐为蓄力代替,出现了马排、牛排,东汉初年更出现了易水力鼓风的水排。

徐州出土冶铁画像石(在张伯英艺术馆)

 1933年,在黄岭出土了东汉二十二块画像石,其中有一块反映农作和冶铁的画像,颇受人们关注。民国年间编撰的《续滕县志·金石志》,曾收录了这块画像石的拓片,我们面前呈现出一幅汉代打磨兵器的劳作图。

 

打磨图

画像石中,左面三分之一部分是《打磨图》。该图由三个打锻、磨砺的人物构成。中间一人,左手操钳夹坯,右手抡锤,正在锻打着一口剑而且是一口即将完成的剑坯。他右手操锤平举,身体直立,头部微倾。这是工匠在即将完工时特有的一种态势。在锻打人的左右,各有一位磨剑人。二人相向而立,一动一静,相映成趣。右边一人,前腿弓,后腿蹬,上身前倾,重心偏前,集中正在磨砺的剑上。左边一人,骑凳而坐,上身直立,两手托剑。面前凳上斜放一块磨刀石。从此人姿势可知,他的身份和右边一人不同。右边那人是打磨剑身的,劳动强度大,颇费力气,运动幅度大,所以站立劳作。左边骑凳的,相对轻松。从姿势观察,似乎在睁一眼闭一眼,平心静气目测剑刃,又像似左手托剑,右手抚剑,轻轻地在用拇指刮刃,用手来感觉剑锋的钝锐。

从这一组人物的刻划,让我们看到了汉代小红炉作坊的劳作场景。说明在汉代,当地的兵器锻造业十分发达。这也为汉朝北伐匈奴,南抚夷越,西设西域都护奠定了军事物资基础。

三、汉代兵器制造的特殊工艺

汉代是铁兵器独领风骚的时代,铁兵器的制造工艺已达到相当高的水平,除了继承以往一般制作工艺外,汉代在铁兵器制造技术上还具有创造性和科学性。

1、局部淬火

淬火工艺在东周时期就已经出现,但是直到汉代才有了明确的定义。《史记天官书》说:“火与水合为焠(淬)。”《说文解字》说:“焠(淬),坚刀刃也。”西汉时,在前人的基础上,还发明了只在刀刃上淬火的新工艺。河北满城汉墓就出土了两件钢剑和一件错金书刀,经检测都是通过刃部淬火,提高刃部的硬度。这正与《汉书王褒传》中:“巧冶铸干将之朴,清水淬其锋”相印证。

2、表面渗碳

表面渗碳炼钢,是我国春秋晚期出现的最古老的炼钢工艺(长沙杨家山65号春秋晚期墓出土表面渗碳铁剑见证),是以块炼铁为原料,在炭火中加热渗碳锻打而成。由于碳是由表面向内渗进去,所以表面碳多内里碳少,而称为表面渗碳。这种表面渗碳的炼钢工艺,一直延续到汉代。徐州西汉狮子山楚王陵出土的两件矛,经检测都是经过渗碳处理的,大大提高了其坚硬度。

3、贴钢

贴钢工艺就是“在本体采用低碳钢和熟铁的锋刃器之刃口部位锻焊上一块硬度较高的钢材(中碳钢或高碳钢)。本体质软,便于加工成形,不易折断;刃口质硬,锋利耐用。”这种技术是金属复合技术的新形式,也是商周复合制器传统的新发展。吉林榆林老河深西汉至东汉初鲜卑墓葬中出土的一件铁环刀和一件铁矛就是用此种工艺制作而成。

4、百炼钢

百炼钢工艺将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢的加工工艺。其特点是反复加热锻打。经过反复锻打,使其组织紧密,成分均匀,夹杂减少,使其刚性增强,经过反复的折叠,使得材料形成层叠式的复合结构,具有更好的综合机械性能,显著提高钢铁质量,是此后我国古代一直采用的精炼兵器的基本方法。这种先进的工艺解决了原来以块炼铁渗碳制钢费工费时的难题,从而扩大了铁器的生产规模。山东1974年临沂苍山出土了一把三十炼环首刀,它是目前发掘出的最早的以炒钢为原料的百炼钢制品。这把环首钢刀,全长111.5厘米,刀背上刻有隶书错金铭文十八字永初六年(公元112年)五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孙卅湅就是三十炼1978年江苏徐州铜山还出土一把东汉建初二年(公元77)的铁剑,上部刻有铭文:“建初二年蜀郡西工官王愔造五十湅口口口孙剑口”经金相组织研究,五十钢剑的高、低碳层共5060,可见当时的制作工艺已经非常复杂。

山东苍山三十炼环首钢刀

建初二年五十炼钢剑

5、冷锻制甲

汉代以前通常制造铁兵器都是采用加热锻打的方式,极少有器物使用冷锻技术。冷锻技术到了汉代才被应用到兵器制造上。目前发现的冷锻制品最早之例,是徐州狮子山西汉楚王墓中出土的铁甲片。冷锻技术使得甲片硬度更强,表面更加光滑。

四、发射器具中的箭

汉代的发射兵器主要有弓箭、弩机和与之相关的镞、箙、椟丸等

西汉初年青铜箭镞还占据主要地位,汉代却是钢铁箭镞大量使用的时期,汉武帝时新式的钢铁镞在数量上大大超过传统青铜镞。从汉长安武库遗址的发掘中就不难看出,出土的铁镞一千余枚,但同时出土的铜镞只有一百余枚。汉代使用的铁铤箭镞,继承东周的三翼和三棱的镞型。西汉还有一种镞体呈圆柱形,前端呈西棱形,然后聚成尖峰。这种铁镞经检测多为铸铁固体脱碳钢或中碳钢制成,满城汉墓和汉长安武库多有发现。随着锻造铁镞的普及,镞型也在不断简化。东汉后期,在四川新繁与吉林榆树老河深两汉之际鲜卑族墓葬中发现了呈锐角三角形的扁平铁镞[148][149],既适合锻造,又比较锋利,这才使得铜镞终于被这种扁平的尖叶式铁镞完全取代。

 

商代至汉代箭簇演变(1.商代双翼铜簇,2.春秋三翼铜簇,3.战国三棱铜簇,4.西汉铸铁脱碳簇,5.东汉锻铁簇)

五、防御兵器

汉代的防御兵器主要包括甲、铠、鞮瞀、铁募、铁股、铁罢、面衣和盾等。江苏连云港市尹湾汉墓出土的《武库永始四年兵车器集簿》载:“甲十四万二千三百二十二、铠六万三千三百二十四、鞮瞀九万七千五百八十四、革口口二万六百八十一、口面衣口口八十八、口巾帻股甲衣口口口万五百六十三、口革扎二十四……”均为当时用于实战的防护装具。

1、甲和铠

甲是用于抵御兵刃箭矢的皮制护身衣,《广雅•释器》:“甲,铠也。”王念孙疏证:“今古用物不同,其名亦异,占用皮谓之甲,今用金谓之铠。”革甲就是以甲片形式编缀而成,便于士兵活动。《新简》EPT59•183:“木质一、白玄甲十三领、革甲六百五十,铁铠二千七百一十二。”可见汉代使用铁铠远多于革甲。铠,指护身铁衣。《武库永始四年兵车器集簿》载:“铠六万三千三百廿四……铁甲札五十八万七千二百九十九、革甲十四斤。”甲片称为“札”《秦简•效律》:“甲旅赢其籍及不备者,入其赢旅衣札,而责其不备旅衣札。”

汉代铁甲又称玄甲。《汉书•霍去病传》:“元狩六年(霍)毙,上悼之,发属国玄甲,军阵自长安至茂陵。”《史记•卫将军骠骑列传》正义:“玄甲,铁甲也。”用玄甲送葬的制度是汉代很隆重的葬礼。陕西咸阳杨家湾汉墓出土的2500多件彩绘陶俑中,约有40%以上为身披铠甲的士兵,这正是当时这种送葬礼仪的情景再现。徐州市十里铺汉墓出土的画像石中也刻有当时铠甲的基本样式。

建国以来,考古工作者接连发现很多珍贵的汉代铁甲实物资料,使我们对汉代铁甲有了更深层次的认识,如下表所示:

考古发现主要汉代铁甲胄统计表

发现时间和地点

出土数量

年代

复原研究

1957-1958年,河南洛阳西郊M3023

铁恺1

西汉晚期

局部复原

1959年,福建崇安城村汉城遗址

铁甲片36

西汉中期至新莽

 

1960年,内蒙古呼和浩特二十家子古城

铁恺1

武帝时期

杨泓、白荣金分别复原

残铁恺1

西汉中晚期

 

铁甲片303

西汉中晚期

 

1963年,内蒙古乌兰布和沙漠布隆淖古城

铁甲片数十件

武帝以后

 

1963年,内蒙古乌兰布和沙漠保尔浩特古城

铁甲片大量

武帝以后

 

1968年,河北满城中山靖王刘胜墓

铁恺1

武帝时期

白荣金、王振江、丁六龙复原

19751977年,汉长安城武库遗址

铁甲片大量

西汉晚期至新莽

 

残铁恺1

西汉晚期至新莽

白荣金复原

1977年,安徽阜阳双古堆汝阴侯墓

铁胄1件铁恺1

西汉初期

 

1979年,山东淄博齐王墓器物坑

金银饰铁恺1

西汉初期

白荣金等复原

 

铁胄1件铁恺1

西汉初期

1979年,辽宁凌源安杖子古城

铁甲片20

西汉

 

1981年,吉林愉树老河深鲜卑墓

铁胄3

西汉末东汉初

白荣金等复原

铁恺2

西汉末东汉初

1983年,广州南越王墓

铁恺1

武帝时期

白荣金等复原

1991年,陕西西安北郊

铁胄1

金银饰铁恺1

西汉初期

 

白荣金复原

1995年,江苏徐州狮子山楚王陵

铁甲片3000余件

西汉初期

 

汉代铁甲根据主体部位甲片的形制,可分为三类:一是札甲。如杨家湾汉墓出土的彩绘陶俑,身上刻画的铠甲就是这一类型;二是一般鱼鳞甲。广州南越王墓出土的铁凯属于这一类型;三是精细鱼鳞甲。淄博齐王器物坑出土的铁甲残片就属于这一类型。铁甲流行的同时,皮甲作为“配角”成为一种重要的辅助性防护装备而存在,一直沿用到热兵器时代。

 

陕西咸阳杨家湾出土西汉陶质着甲军士俑

 

西汉铁札甲复原图:西汉小鱼鳞型铁铠甲复原图

西汉小刀型鱼鳞铁铠甲复原图(楚王陵2号)

2、铁募、铁股、铁罢和面衣

铁募,铁质臂铠,《史记•苏秦列传》:“当敌则斩坚甲铁幕。”铁股,股指大腿,是一种护腿铁铠。铁罢,保护士兵下身的铠甲,因其形似裙摆而得名。江苏省徐州市铜山县十里铺汉画像石墓,前室横额正面所刻比武图中,就有这种铁罢的形象。(如下图)。面衣,就是一种护面,多为木质,且为守御器之类。《合校》501•1:“守御器簿……木面衣三。”这些都是保护士兵身体重要部位的铁铠。《武库永始四年兵车器集簿》载:“乘与铁募一……乘与铁股衣二百廿五两,一奇……乘与铁罢七十四两,一奇” 其中铁股和铁罢的单位都是“两”,说明其均分左右。

比武图

该石两面刻画,正面左刻二人比武。一人手持长戟向另一人刺去,胸铠下之左右侧有摆动着的缀甲,当为铁罢的形象。后者战败落荒而逃。画面中间刻有勾镶、环首刀、铠甲等。右边一人手举环首刀坐于榻上,前面有三人向其跪拜。

3、鞮瞀

鞮瞀指头盔。“瞀”字作“鞪”,《汉书•韩延寿传》:“被甲鞮鞪居马上。”,师古注:“鞮鞪即兜鍪也。”《说文》:“胄,兜鍪也,兜鍪,首铠也。”汉代鞮瞀,其形如帽,用以防护人的头部。汉代鞮瞀发现的实例中,一种防护部位较少,如淄博齐王墓陪葬坑出土的一顶铁胄,另一种防护部位较多,胄的两侧和脑后有较长的垂缘,能够较好的保护两颊和颈部。徐州狮子山西汉楚王陵出土铁胄就属于此类(如下图)。

 

徐州狮子山西汉楚王陵铁胄修复后正视和侧视图

恩格斯指出:“装备、编成、编制、战术和战略,首先依赖于当时的生产水平和交通状况。这里起变革作用的,不是天才统帅的‘悟性的自由创造’,而是更好的武器的发明和士兵成分的改变。”在战国尚处于萌芽状态的铁制兵器,到了汉代已经相当成熟,成为最主要的武器装备。而且铁兵器制造也有了相当高的水平。从铁器的锻打、联接方法和铁兵器的形制等方面,都形成了一定的制度,也可以说中国古代的兵器的基本特点,在这时期已经基本具备,以后也只是在此基础上的进一步发展。

汉代兵器在我国古代兵器史中不仅具有承上启下的作用,而且无论是兵器制作的材质、工艺和技术都有所创新。特别是钢铁兵器的普遍使用,弓弩的创新,马鞍的改进,马镫雏形的发明使用,以及战争中用抛射器具等载火焚敌,客观上为火力兵器的发明积累经验,创造条件。总之,汉代兵器在我国古代兵器史中具有里程碑意义。

 


欢迎您的光临,您是第     位访问本站的朋友!
版权所有:徐州史志办公室 制作维护 徐州亿网 苏ICP备07508860号
友情链接:徐州史志办公室