검은 어떻게 만들어지나요?

삼국시대 촉한의 유명한 무기 제조업자인 푸원(Pu Yuan)은 제구고구(지금의 산시성 주지현 남서쪽)에서 제갈량을 위해 칼 3천 개를 주조했다. 검을 주조한 후 품질을 시험하기 위해 포원은 병사들에게 대나무통에 쇠구슬을 채워넣고, 대나무통이 부러져 쇠구슬이 깨지는 것처럼 칼로 세게 자르라고 했습니다. 풀을 자를 수 있는 것으로 보원이 주조한 강철검 '마검'은 금을 옥처럼, 쇠를 진흙처럼 베는다.

'마검'은 어떻게 만들어지나요? 이는 고대 중국의 선진 철강 제조 기술에서 시작됩니다.

중국은 세계에서 가장 먼저 철강을 생산한 국가 중 하나이다. 고고학자들은 한때 후난성 창사(長沙) 양가산(楊jiashan)에 있는 춘추시대 무덤에서 청동 격자 '철검'을 발굴한 후 금속학적 조사를 통해 강철로 만들어진 것으로 판명되었습니다. 이것은 지금까지 우리가 중국에서 본 최초의 강철 물체입니다. 이를 통해 중국은 춘추말기부터 철강생산을 하였으며, 중국의 철강생산은 2,500여년의 역사를 가지고 있음을 알 수 있다.

춘추전국시대 초나라에서 제조한 무기는 세계적으로 유명했다. 『사기·의례서』와 『고자·이병변』에는 모두 초국(현재의 허난성 난양)에서 생산된 무기가 벌침만큼 날카로운 날을 가지고 있다고 언급하고 있다. 철검은 너무 무르기 때문에 벌침만큼 날카롭지는 않습니다. 당시 고대 로마 군인들이 사용했던 검은 연철로 만들어졌는데, 전장에서 찌르면 구부러지는데, 땅에 놓고 발로 곧게 펴서 다시 찌르야 했습니다. 1세기 유럽의 플리니우스는 "철의 종류는 많지만 중국의 강철만큼 아름다운 것은 없다"고 말했다. 그러나 춘추시대와 전국시대에는 어떤 방법으로 철을 만들었는가? 철강을 만드는데 중국이 사용합니까? 생산은 어떻습니까? 사람들은 문헌에서 기록을 찾지 못했지만 고고학자들은 허베이성 이현현 옌샤두에서 발굴된 일부 강철 무기를 과학적으로 조사한 결과 중국에서 가장 오래된 철강 제조 방법을 밝혀냈습니다.

선철, 연철, 강철의 주요 차이점은 탄소 함량이라는 것을 알고 있습니다. 탄소 함량이 2% 이상인 철을 탄소 함량이 0.05 미만인 철이라고 합니다. %는 단철이라고 하며, 탄소 함량이 0.05%-2%인 철을 강철이라고 합니다. 고대 중국의 초기 제철 공정은 먼저 숯을 연료로 사용하고 철광석을 용광로에서 스펀지 같은 고체 블록으로 제련한 후 용광로가 식은 후에 꺼내는 방식으로 이루어졌습니다. 이를 블록 제철이라고 합니다. 블록 철은 탄소 함량이 낮고 질감이 부드러우며 불순물이 많습니다. 인류 초기에 제련된 연철입니다. 그런 다음 괴철을 원료로 사용하여 탄소불로 가열하여 탄소를 흡수하고 탄소 함량을 높인 다음 단조하여 불순물을 제거하고 탄소를 침투시켜 강철을 얻습니다. 이런 종류의 강을 블록제철용 침탄강이라고 합니다. 허베이성 이현현 옌샤두에서 발굴된 강철 무기는 모두 철제 침탄강으로 만들어졌다.

철제 단조 투과성 강철로 만든 칼은 비교적 날카롭기는 하지만 여전히 '금을 쪼개고, 옥을 부수고, 쇠를 진흙처럼 쪼개는' 능력은 없다. 이 강철은 품질이 좋지 않기 때문에 강철에 탄소가 얼마나 침투했는지, 균일하게 분포되었는지, 불순물 제거 정도를 제어하기가 매우 어렵고 생산 효율성도 매우 낮습니다. 강철의 품질을 향상시키기 위해 고대 중국 장인들은 서한 왕조 중기부터 "백강 제조"라는 새로운 공정을 발명했습니다.

일명 '백제강'이란 철덩어리를 가열하고 접고 단조하는 과정을 반복해 철골 구조를 치밀하고 균일하게 만들고 불순물을 줄여 강철의 품질을 높이는 것을 말한다. Baitang 강철로 만든 검은 고품질입니다. 1974년 산동성 린이구 창산한묘에서 동한 옹추 6년(서기 112년)에 제작된 강철칼이 출토되었는데, 길이가 111.5센티미터이고 뒷면에 ​​금문이 새겨져 있다. 칼의 의미: "용추 6년 5년". 음력 2월 2일에 30년 된 검을 만들어 자손에게 길상이 되게 한다." '湅'은 정제한다는 뜻이다. 지금까지 발굴된 최초의 제강형 제품이다. 과학적 테스트에 따르면 이 강철 칼의 탄소 함량은 상대적으로 균일하며 칼날은 담금질되어 현대 연철과 유사한 불순물을 포함하고 있습니다. 백련강에는 다양한 종류가 있는데, 기록에서 볼 수 있듯이 "오정련", "구정련", "서십정련", "오십정련", "칠십이정련", "백련정련" 등이 있습니다. 연구자들은 일반적으로 "리안"이라는 단어 앞에 붙은 특정 숫자의 구체적인 의미가 가열 횟수, 즉 정제에 불이 얼마나 사용되었는지를 의미한다고 믿고 있습니다. 북송의 유명한 과학자 심궈(沈國)는 『맹희비탄(孟熱灯)』에서 자주의 제철 과정을 기술했는데, 무게가 줄어들지 않을 때까지 백 번 이상 계속 단조하는 것이었다. 조조는 한때 그의 지휘관에게 5개의 "백정검"을 만들라고 명령했고, "내계"에서는 그것을 "백정병기"라고 불렀습니다. Sun Quan은 세 개의 검을 가지고 있었는데 그 중 하나의 이름은 "Bailian"이었습니다. 유비를 위해 만든 검에는 '칠십이정련'이라는 글자가 새겨져 있습니다. 삼국시대에는 제강이 매우 흔했음을 알 수 있다. 제철에 대한 수요가 증가하고 있으며 제철의 생산 효율이 매우 낮기 때문에 제련 후 "냉각"해야 하므로 제강의 발전이 제한됩니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 고대 중국 장인들은 새로운 선철 제강 기술인 튀김 강철을 발명했습니다.

강철튀김은 선철이 녹거나 기본적으로 녹을 때까지 가열한 후 화로에서 휘저어주고, 공기 중의 산소를 이용해 선철을 탄화시켜 강철을 얻는 방식이다. 이 새로운 제강 과정은 동한 말기의 역사 기록에서 간접적으로 기술될 수 있습니다. 태평경(Taiping Jing) 72권에는 "장인이 용광석을 쳐서 철을 구해 녹여서 물로 바꾸게 하고, 그 후에 좋은 일꾼이 그것을 단조하면 묵예(고대)가 될 것"이라고 기록되어 있습니다. 날카로운 검)." "이 구절에서는 "강철 튀김"이라는 단어를 명시적으로 언급하지 않지만, 강철 튀김 과정이 포함됩니다.

철광석은 액체로 제련될 수 있기 때문에 물론 용융된 선철만 가능하며 "내호완 단조" 전에 강철이나 연철로 튀겨야 합니다(실제로 연철은 탄소 함량이 극히 낮은 튀긴 강철입니다). 그렇지 않으면 선철은 "만 번 단조"는 물론이고 단조도 불가능합니다. 철광석을 녹여 선철을 만들고, 이를 튀겨서 강철을 만들고, 최종적으로 고품질의 무기로 단조하는 전 과정을 말합니다. 튀김 강철의 발명은 철강 역사상 기술 혁명이었습니다. 유럽에서는 강철 튀김이 중국보다 1,600년 이상 늦은 18세기 영국에서 시작되었습니다.

삼국시대에도 철제 튀김은 여전히 ​​새로운 기술이었고, 대부분의 대장장이들은 아직 이를 익히지 못했습니다. 『제갈량전』의 푸원이 사곡 입구에서 제갈량을 위해 칼을 던졌다는 기록, “특별하고 특이한 방법으로 금 도구를 만들었다”는 기록을 보면, 푸원이 강철 튀김 기술을 사용하여 주조했음이 틀림없다고 판단할 수 있습니다. 게다가, "금을 베고, 옥을 베고, 쇠를 찰흙처럼 베는" "마검"을 만들고 싶다면, 소위 "담금질"이라는 마지막 단계도 중요하다. 먼저 두드린 쇠칼을 불에 넣고 붉게 가열한 후 즉시 찬물에 담갔다가 빨리 식히는 것을 여러 번 반복하면 쇠칼이 단단해지고 탄력이 생길 것입니다. 그러나 제대로 익히는 것은 매우 어렵습니다. 가열 온도, 냉각 정도 및 수질은 모두 담금질이 충분하지 않으면 칼날이 단단하지 않고 단단하지 않습니다. 너무 많이 담금질하면 칼날이 부서지기 쉽고 매우 풍부한 경험이 필요합니다. "Zhuge Liang의 전기"에 따르면 Pu Yuan은 담금질에 사용되는 물의 품질에 대해 매우 잘 알고 있습니다. 그는 "서강은 강하고 강하다"고 칼을 담금질하는 데 적합하다고 믿었고, "한강은 둔하고 약하다"고 믿었고, 시구구 어귀에서 제갈량을 위한 칼을 만들고 병사들을 청두로 보내 강에서 물을 모으게 했다. 험난한 산길로 인해 그들이 가져간 강물이 대부분 뒤집어졌고, 물이 도착한 후 푸원은 즉시 그것을 보고 "그래서 그는 그것을 훌륭하다고 말했습니다." “1700년 이전에 푸원은 물의 질이 담금질 효과에 영향을 미친다는 사실을 발견했는데, 이는 정말 놀라운 성과입니다. 유럽에서는 근대에 와서야 이 문제가 연구되기 시작했습니다.