兵器种最主要的材料,你知道是什么吗?
为了制造大批量的兵器,除了制造兵器本身的高技术外,还需要兵器的制造原材料,特别是能够大量提供铁的工业是必不可缺少的。就是在今天,钢铁也是制造兵器的重要材料。
在唐代,钢铁的数量就已经达到了1200吨,宋朝是4700吨,明朝开国初期为11000吨,顶峰的时候最高达到了40000吨。在十三世纪,中国是世界上最大的铁的生产国和消费国,直到17世纪仍热保持着这一领先的地位。从汉代到明朝,中国人不仅仅在数量上处于世界领先的地位,而且还在世界上拥有最先进的钢铁冶炼技术。
在中国,铁最早使用是从陨石中提取的也叫陨铁。正式开始生产铁是从战国时代开始的。但是,在战国时代,铁作为制造兵器的原材料,还是没有完全从青铜发张到铁。真正能够大量生产铁,是汉朝以后,已经从青铜发展到了铁。
中国的炼铁技术之所以能一直位居于世界领先地位,是和自古以来的不断进步分不开的。这可以从以下几点看出:
第一:能够制造1200°C以上的高温铁,从而可以进行高温下的精炼。
第二:发明了向炼炉输送充足空气的装置,也就是风箱,从而实现了高温下的冶炼。
第三:中国早从古代就不使用木炭,而是利用煤作为炼铁的燃料。到了北宋时期,就已经普通使用煤炭来炼铁了。利用煤炭炼铁的重点,就是能够很容易的得到高温冶炼的效果。用煤炭作为燃料,不仅能达到高温冶炼效果,还能较少不必要的生产工序。
大家都知道,如果在低温条件下熔化铁矿石,含碳量就低,而其他没有用的成分反而会增多,炼出来的铁就会像海绵一样。通过把铁加热进行锻造,出去了多余成分。提高了铁的硬度,近似炼钢的生产技术,早在战国时代就开始了。到了汉代,这种提高铁的性能的锻造技术已经相当普及了。从实践中,人类又懂得了反复锤打能提高铁的硬度这个道理。百炼成钢这句成语就充分展示了中国人的聪明才智。
由于风箱和高温炉的普遍使用,又发明了在比较低温条件下的化铁方法,在汉代就能生产出含碳量高的生铁,而且很快发明了使用这种生铁进行锻造的技术。含碳量高的生铁发脆,而在中国早在古代就能制造含碳量比较低,具有接近钢性能的可锻性好的可锻铸铁。虽然不能用这种铁作为兵器的刃,却满足了大量生童农具等铁制品的需要。
既然能生产生铁,也就出现了把含碳量控制在2%以下,用于制造兵器刃所用材料的炼钢技术。起初,是把生铁放在提炼炉里进行加热,用风箱鼓进大量空气,使不必要成分燃烧来炼钢的。而在实践中,又发明了把提炼中的铁用风箱吹入微量元素来控制铁的性质,即“炒钢法”。从而能够生产质量稳定且含碳量低的生铁和含碳量高的钢。不久又发明了能提高效率大量提炼钢铁的生产技术“灌钢法”在提炼出几乎不含碳成分的熟铁的同时提炼出钢的生产方法。这一新的炼纲方法出现在晋朝。采用这种技术生产的钢,又叫做宿铁,是造兵器的最理想材料。