镔铁

史料考察

坩埚钢的起源还不十分清楚，甚至中国也可能是起源地之一，“镔铁”一词来源于国外或许还有疑义。暂不论镔铁最初从何处而来，但是后来的中国是否已经真正掌握了这项技术？许多学者都认为中国古代确实掌握了镔铁制作技术，从大量的文献中都可以找到镔铁使用的痕迹，但这也是值得商榷的。

唐代及以前的镔铁比较罕见，但译来的佛经有“镔铁”记载，应该和印度本身对这种产品的使用熟悉有关，并不能代表唐朝本身镔铁的普及使用，就更谈不上冶炼了。

宋代有文献记载产镔铁的地方值得怀疑的也有不少。哈密产镔铁主要是因为王延德记载的“喫铁石”，前面已经论述过其更有可能是陨铁或坩埚钢，算是有可能的坩埚钢冶炼之处了。高昌回鹘大概是掌握了这个技术，多次有关文物和其能够对照。

契丹国从有关资料来看好像并没有掌握镔铁，虽然有契丹献镔铁刀给大宋朝，但它本身还接受从西域诸国进贡来的镔铁器物，很难想像其自己能够生产镔铁，很可能是接受西域来的镔铁刀再转送部分给大宋朝。

至于辽之国号问题基本可以认为是金人杜撰。四川南宾和湖北武昌产镔铁的说法也是孤证；而金朝云内州的青镔铁是否与镔铁一回事还没有清楚，也没有直接的实物证据；金人尚佩镔刀也是物以稀为贵，“金水总管造”刀是否为中原地区所造还不得而知。

再来看看元代的情况。元代关于镔铁记载很多，正史中屡次提到镔铁，甚至还有镔铁局。前已讨论了，镔铁局其实并非一个管理生产的部门，而是“色人”技术人员的一个管理机构，说明中原地区的汉人并没有真正懂得这个工艺，需要一些西域出身的镔铁工匠来制造。而真正曾经制作过镔铁的可能只有“提举右八作司”曾经在“都局院”这个弹丸之地小批量地为内府生产过仅供皇族使用的镔铁。至元八年“制镔铁海青圆符”，恐怕仅仅是用现成的镔铁加工成器物，更和镔铁冶炼谈不上关系。元代张宪、刘因等诗句中的冶炼镔铁景象，并没有提到镔铁生产的一个关键东西——坩埚，很难说作者真的对这个实践有多少了解，但是也能看出至少镔铁在元代所属的回鹘等西域地区应该有生产了。

明朝的情况也并不乐观。首先来看传说中的明初焦驸马冶炼镔铁的遗迹——镔铁坑。如果我们认为镔铁就是用坩埚法冶炼出来的布拉特钢或乌兹钢的话，为什么镔铁坑出现的是大块的镔铁而不是小块的呢？显然这个“镔铁坑”很有疑问。其实，这里曾经冶炼出来的生铁经过后期的脱碳退火等热处理工艺以后，能够得到利器确是有可能的，只不过中间的很多过程无法得知了，故其实际上是一个高炉冶炼生铁的遗址而非镔铁坑。在明代礼部收取外国进贡物品中常有镔铁恰恰说明中国应该没有大规模的镔铁生产。其价格甚至比不上一般的玉器、青金石，制成的大刀也不如普通的两刃刀，并没有得到统治者的多少兴趣。从明朝大臣的奏折可以看出将镔铁制品视为无用之物，当然也就很难进行大规模的冶炼。另外，明代出现了一批技术百科全书，对当时钢铁制作技术都有较多笔墨，但却缺少对镔铁技术的描述，比如宋应星的《天工开物》和唐顺之《武编》等。只有方以智《物理小识》对镔铁略有记载，却是道听途说。

清代以后，“镔铁”很少出现在文献中，倒是山西等地的坩埚炼铁得到关注较多。此外，中国近代还有一种渗碳热处理的“焖钢”工艺，是否与冶炼镔铁的坩埚钢工艺有关系，还值得深入探讨。

从文物考古方面来看也能说明一些问题。迄今为止中国境内没有一例可以准确判断为镔铁产品的文物报道，仅有一把藏于芝加哥历史博物馆的产自'&世纪西藏的刀经过史密斯教授检测为大马士革钢，而国外大马士革钢被确定的比比皆是。辽宁博物馆藏的清代乾隆年间的“扣鸣刀”有精美花纹，经台湾陈朝波研究为类似于日本刀的花纹钢，并且成功进行了仿制。民间的流传的一些刀剑，经过研究基本弄清楚了其制作工艺。

但由于缺乏显微组织分析，很难确定是镔铁刀剑。当然，经过系统分析检验的样品较少，利用文物进行坩埚钢技术和花纹钢技术的研究还值得进一步深入。

总之，无论从文物考古资料还是文献资料来看，中国除了西部少数民族地区有生产坩埚钢的可能外，中原汉人聚居区一直缺乏镔铁生产的可靠证据。中国自始至终镔铁没有大规模生产，一方面是中国自己的生铁—生铁脱碳钢的钢铁技术体系非常完善，而外来的坩埚冶炼高碳钢的工艺除了满足少量统治阶层内部人员的享乐外并未有多少实际用途，远不及生铁改善中国生产工具带来生产力的进步大；另一方面，从兵器角度来看镔铁刀固然为利器，但是在宋代以后逐渐产生的火器技术将军事技术的竞争从以前冷兵器时代吸引到火器技术上以后，也使中国丧失了进一步研究镔铁生产工艺技术的动力。元代虽然有西域各国的人士帮助中国生产镔铁，但是由于历史短暂，加之统治阶级的等级制度，没有汉人集团掌握这项技术的可能，终于导致了镔铁不能在中国中原地区生产且绝传的结果。

源地探索

镔铁既然最初由中亚和南亚进口而来，可以认为坩埚钢冶炼就是镔铁制作的主要工艺。而与大马士革钢联系更为紧密的中亚的布拉特钢工艺，经过分析检验证明可能用生铁和块炼铁作为其主要原料，也就是所谓CO-fusion 工艺，这也与阿尔伯鲁尼的文献相印证。如果这样，惠琳“以诸铁和合”制作镔铁的工艺描述也是可靠的。如今在中国以外的中亚地区还没有发现早于10世纪的高炉冶铁遗址，甚至连成品生铁都几乎没有发现，最大的可能就是从中国进口生铁。

中国是最早掌握生铁冶炼技术的国家，从大约公元前7世纪就已经能够铸造生铁了，随后又发展出铸铁脱碳工艺并生产钢制品。中国的“和”的技术思想早已有之，能够孕育出生熟合炼的新的钢铁工艺来。年代上限到汉代的几个遗址发现坩埚的报道也很有趣，除洛阳为首都级的城市外，其他在北京、内蒙古、新疆，分别属于北部和西部少数民族聚集的地区，虽无更多资料，但有一时坩埚冶炼之繁荣景象也可想像。晋杨泉《物理论》记载阮师能够利用“五精之陶、阴阳之候、刚软之和”，表明可能已经掌握了生熟铁混和的CO-fusion坩埚钢冶炼工艺了，其年代大约在汉晋之间。相传梁朝道士陶弘景有“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”（《重修政和经史证类备用本草》卷四《玉石部》引），北齐綦毋怀文“造宿铁刀，烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚”（《北齐书·綦毋怀文传》），或许也与坩埚炼钢有联系。【一般认为，綦毋怀文造宿铁刀属于灌钢工艺，但是很难想像一般的灌钢需要那么长的冶炼时间，所以有两种合理解释：一是灌钢工艺未成熟时，主要依靠固态渗碳；二是生熟铁同置坩埚中冶炼出坩埚钢。】后来的灌钢工艺，也许是为了提高效率，将本来在坩埚中的冶炼工艺简化到不用坩埚，结果就使氧化还原气氛不易控制，终于炼不出镔铁那样高质量的钢铁制品来。或许正是这种生产目的追求大众化廉价钢铁制品的原因造成了成本相对高昂的坩埚钢工艺失传。

《汉书·西域传》对罽宾国的物产描述中没有铁器，说明当时可能并没有掌握冶铁技术，后来能够成为坩埚钢的重要产地，一方面也许是受到南印度方面来的坩埚钢技术影响，另一方面也可能是受到中国中原地区的铸造生铁技术的影响，两种技术交汇于此，很有可能发展起后来的坩埚钢（镔铁）技术来。

另外一个重要的坩埚钢可能产地是中国新疆。事实上，早在公元前第一千纪的新疆南部就有生铁生产的遗迹，克里雅河流域的考古发现告诉我们这里已经能够铸造生铁。圆沙古城遗址出土的盛铸造铁釜的网袋碳十四测年数据为公元前390~350年，这是目前中亚考古发现生铁产品的最西端，这与《汉书·西域传》记载的“自宛以西至安息……不知铸铁器，及汉使亡卒降，教铸作它兵器”可以互为验证，说明当时新疆已经具备了CO-fusion工艺的原料基础了。新疆鄯善苏贝希墓地（公元前300—前100年）的考古发现有很多质量很高的铁器，经过检验有含碳量在0.7%的亚共析钢，基本没有夹杂物，疑为坩埚钢的产品；新疆哈密黑沟梁遗址（公元前500—前100年）出土的铁器经过检验也有质量很好且没有夹杂物和渣相的亚共析钢，经过分析含碳量在0.6%左右。这些科学分析很容易让人将新疆公元前的早期铁器与巴基斯坦北部塔克西拉古城的坩埚钢，甚至公元后第一千纪的中亚的各种坩埚钢产品联系起来。另外，新疆发现的冶铁坩埚也是比较多的，报道的库车阿艾山和民丰尼雅遗址，都发现年代可能早到汉代的冶铁坩埚，但还需要进一步的科学分析才能解决。毫无疑问，随着新疆古代冶金考古的进展，应该能够为解决这个问题提供更多的有价值证据。