冶鐵和鑄造技術(shù)
考古學(xué)家曾在安徽繁昌,河北邯鄲、邢臺(tái),河南安陽(yáng),廣東曲江等地,先后發(fā)掘到宋代冶鐵遺址,表明當(dāng)時(shí)冶鐵業(yè)的興盛。關(guān)于著名的“百煉鋼”技術(shù),宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中有詳細(xì)記載,說(shuō)把“精鐵”(可鍛鐵)鍛打一百多火,一鍛一稱一輕,待到斤兩不減,就成純鋼了。并說(shuō):凡鐵中有鋼,正如面中有筋,濯盡柔面,面筋便出來(lái)了。其煉制方法是將熟鐵條屈繞成盤,把生鐵陷于盤中,用泥密封后,入爐燒煉,煉成后取出鍛錘成鋼,稱為灌鋼或團(tuán)鋼。用宋代蘇頌《本草圖經(jīng)》中的話說(shuō)就是“以生柔相雜和,用以作刀劍鋒刃者為鋼”。百煉鋼工藝的主要特點(diǎn)是反復(fù)加熱鍛打,以去除夾雜,細(xì)化晶粒,均勻成分,致密組織,提高強(qiáng)度。因此百煉鋼十分鋒利,常用來(lái)制造寶刀、寶劍等,在一定程度上反映了當(dāng)時(shí)金屬冶煉技術(shù)的先進(jìn)水平。
宋代的鑄造工藝仍為傳統(tǒng)的泥型鑄造、失蠟鑄造和砂型鑄造。關(guān)于失蠟鑄造,南宋趙希鵠的《洞天清祿錄》具體記述了這一工藝,這種方法適用于小型鑄件。而泥型鑄造適用于特大型鑄件。如北宋當(dāng)陽(yáng)鐵塔。宋代在金屬鑄造方面的突出成就表現(xiàn)為制作了許多大型鑄件,如針灸銅人,銅制渾儀,銅鼎,(宋徽宗時(shí)所鑄的九鼎共重二十二萬(wàn)斤),還有山西太原晉祠金人臺(tái)的大鐵人等。制造這樣的大型鑄件,熔煉和澆注技術(shù)是關(guān)鍵,宋崇寧四年(公元1105年)鑄九鼎,“熔冶之夕,中夜起視,炎光屬天,一鑄而就。”可見(jiàn)澆注過(guò)程相當(dāng)迅速。這在當(dāng)時(shí)手工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)條件下,是需要熟練技巧和很好組織協(xié)同的工藝過(guò)程。反映了宋代勞動(dòng)人民的勤勞和智慧。