春秋时期,我国开始由青铜器时代向铁器时代过渡。而人们对铁器的认识和应用可能是从陨铁开始的。1972年10月,河北藁城出土了一把商代的铜钺铁刃(带铁刃的青铜钺),这是我国迄今发现的最早的铁器。虽然年代久远,铁部分已差不多全部氧化,但经检验,铁中没有早期人工冶炼所必然带入的杂质,含镍量又很高,与铁陨石相似; 而铁矿中极少含镍,即使含镍,量也不会很多。故此可断定这件铁器是由陨铁制成的。科学家们的判断并非“天方夜谭”,一些国外学者发现,陨铁在各大洲的现存分布密度大体上与人口密度成反比。这表明各个民族都在利用天上降下的铁资源,而文明发展越早,对资源就应用得越多。考古发掘也表明,各个文明古国都有陨铁器出土,而且年代要早于人工冶炼铁的出现。我国古代史料中也记载了南方少数民族使用陨铁兵器的情况,如唐代段成式在《酉阳杂俎》中说:“南番有毒槊,无刃,状如朽铁,中人无血而死,言从天而下,入地丈余,祭地方撅得之。” 南方少数民族在唐代的情况,可能正是中原民族商代情况的写照。
也许因为陨铁器在使用过程中显示了优越的韧性与强度,人们便开始寻找陨铁。在寻找陨铁的过程中,由于真正的陨铁数量很少,最易被找到的是那些与陨铁外部特征(色泽、比重、硬度)相似的矿石,这些通常呈黑色的矿石一般含铁量较高。铁矿石找到后,必然被用于冶炼。我国商周时青铜冶炼术已趋成熟,考古学家发现商周青铜中含铁量随时间推移而上升,这表明青铜冶炼中极可能混入了铁矿石。虽然炼铜术与炼铁术之间是怎样过渡的还不清楚,但无论如何,用于炼铜的技术为炼铁提供了必要的前提条件。
我国古代人工冶铁始于春秋或西周。最初人们使用的是块炼法; 将铁矿石在炉中加温至800~1000度,用木炭作还原剂,就可得到含有大量非金属杂质和空穴的固状铁块。这种铁块有 “海绵铁” 之称,不仅生产费时费力,不能连续生产,容易损坏炉膛,而且质地疏松,杂质多,含碳量也低,需反复锻打,才能用来制造铁器。继炼出“海绵铁”之后,生铁的冶炼技术在春秋末期也出现了,这种方法是将铁矿石在煤中加热至1150度以上冶炼。由于炉温较高,还原出的铁吸收了足够的碳素,且呈液态,可以直接浇铸,也可以连续生产。生铁冶炼技术的出现,使铁的产量、质量都大为提高,是一次飞跃性的进步,这个进步为我国古代冶炼技术的发展开拓了道路。
生铁又称铸铁,可直接铸器物。但生铁仍然含有硫、磷等杂质,含碳量也较高,因而韧性差,易断裂。战国时期,人们学会了对生铁进行热处理的技术。根据热处理条件的不同,可以得到脱碳的白心韧性铸铁或石墨化的黑心韧性铸铁。热处理技术大大延长了铁器的使用寿命,使生铁工具、武器全面替代青铜器成为可能。战国时期,铁器已推广至社会生活的许多方面,且逐渐占据了主导地位。
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