1965年12月,我國考古工作者在湖北江陵一座楚墓中發掘出兩把寶劍,這是世界上最古老的青銅寶劍,其中一把上刻有“越王勾踐自作用劍”8個字。可見,它們埋在地底下已經2000多年了。可是,寶劍卻依然光彩照人,毫無鏽蝕之跡。尤其令人注目的是,金黃色劍身上布滿漂亮的黑色菱形格子花紋,在劍身與劍把相連的劍格上,一邊鑲有綠鬆石,一邊鑲有藍色玻璃,鑄造得非常精致、美觀。劍刃鋒利異常,當試驗者握劍輕輕一揮,竟把19層疊在一起的白紙斬斷,真是銳不可當。這把寶劍在國外展出時,引起了很大的震動。
2000多年前,我國古代的勞動人民就能鑄造出如此的寶劍,怎能不叫人驚歎呢!
經過我國冶金、考古工作者應用現代的儀器和分析檢驗手段,終於弄清了古劍的成分及製作工藝,同時也揭開了古劍不鏽之謎。
古劍是由青銅製造的。所用的青銅是以銅和錫為主組成的合金。錫很軟,銅的硬度也不算高,但將它們按一定質量比熔煉成合金——青銅,就變得堅硬了。而且加入錫的量越多,青銅的硬度也越高。我國勞動人民在長期青銅冶煉實踐中,逐步弄清了合金的成分、性能和用途之間的科學關係,並能人為地控製其成分配比。春秋戰國時期的《周記·考工記》中有“金之六齊”的詳細記載。這裏的“金”指銅,“齊”指合金。“六分其金而錫居一,謂之鍾鼎之齊。五分其金而錫之一,謂之斧斤之齊。四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊。三分其金而錫之一,謂之大刃之齊。五分其金而錫之二,謂之削殺矢之齊。金錫半,謂之鑒燧之齊。”意思是說,含錫量為1/6(16.7%)的青銅,適於製造鍾鼎,而含錫量高的青銅,適合用來製造大刀和削、殺、矢一類的兵器。實際上,含錫量為17%左右的青銅,為橙黃色,很美觀,聲音也美,這正是製造鍾、鼎之類的理想材料……這是世界上最早的合金配比的經驗總結。
經鑒定證明,越王勾踐的寶劍不是單一的青銅,而是由高錫青銅和低錫銅複合材料製成的,劍背含錫量為10%左右,而刃部含錫量則為20%左右。這樣,就使脊部具有足夠的韌性,保證在格鬥中經得起撞擊而不致折斷;刃部堅硬、刃口鋒利,保證在對刺中無堅不摧。此外,劍的成分還含有少量的鎳和硫,以進一步提高此劍的使用性能及耐蝕性。
古劍在熔融澆鑄成型後,還要經過研磨使它鋒利。越王劍的刃口磨得非常精細,可以與現代精密磨床加工的產品相媲美。劍身的菱形格子花紋與烏黑發亮的劍格,都經過了硫化處理,這種處理就是讓硫或硫的化合物與劍的表麵發生化學作用形成一層保護層,經這種處理後,寶劍變得既美觀,又增強了抗腐蝕的能力。
無論是古劍的工藝製作,還是材料的化學成分都是十分科學的,而有些技術是近代開始應用的,我國古代工匠在2000年前是怎樣用這種技術的,至今還是一個秘密,有待我們去揭穿。
隨著科學技術的進步和人民生活水平的提高,在家庭炊具中增添了一名新秀——不鏽鋼鍋。這種鍋可謂鍋中奇才,與其他材料做成的鍋相比,具有美觀、耐用、耐熱、不生鏽等優點,因而愈來愈受到人們的青睞。
說起不鏽鋼來,還有一段偶然發明史。在第一次世界大戰期間,英國軍方委托一位科學家研製一種不易生鏽的合金,以便用來製造槍管。他進行了多次試驗都沒有成功。一次,他研製出一種金屬鉻與鋼的合金,經過實驗認為仍不符合要求,便把它扔到了爛鐵堆中。然而,幾個月後,在清理爛鐵堆時,奇跡發生了,那塊鉻鋼光亮如新,而其他的鐵都長滿了鏽。從此不鏽鋼電就應運而生了。
發展到今天,不鏽鋼已成為一個特殊鋼係列。它是以鐵和碳為基礎的鐵碳合金,隻是出於耐腐蝕的特殊要求,使它含有更多的合金元素。通常加入的元素有鉻、鎳、錳、矽、鉬、鈦、铌、銅、鈷等。不鏽鋼之所以不易生鏽,是因為它含有較多的合金元素鉻或鎳。含鉻的不鏽鋼稱為鉻不鏽鋼。鉻的加入,能使金屬表麵生成一層很薄很致密的氧化膜,將金屬與外界易發生化學反應產生鐵鏽的氣體介質隔絕。含鉻和鎳的不鏽鋼叫鉻鎳不鏽鋼,這種鋼由於加入了較多的鉻鎳合金元素,使它能抵禦一些非氧化性介質的侵蝕。對於鉻不鏽鋼來說,最低限度的含鉻量為11.7%(質量百分比),含鉻低於這個數量的鋼,一般不能稱為不鏽鋼。不鏽鋼的耐腐蝕性,一般與含鉻量有關,含鉻量越高,則耐腐蝕越強。