欢迎大家来到宝博微课堂！众所周知，古代中国创造了灿烂的、文明世界的青铜文化。而有意识地配置熔炼青铜合金，是中国青铜工艺得以高度发展的很关键因素之一。大家想知道青铜合金的奥秘吗？那就跟着小编一起去探索吧！
中国古代青铜主要是指以铜为基础，加入一定量的锡、铅熔合而成的铜合金。铜和锡的合金为锡青铜，铜与铅的合金为铅青铜，铜与锡、铅的合金称为铅锡青铜。
红铜熔点为1084.5℃，若加上15%的铅，熔点可以降到960℃，若加25%的锡，熔点可以降到810℃。当然，加锡或者加铅的意义，不仅在于降低熔点，更重要的是可以提高合金的硬度和光亮的色泽，以及有利于铸造精美的纹饰。
青铜合金的机械性能和光泽度会随着含锡量和含铅量的不同而发生变化。公元前5世纪的《周礼•考工记》是目前发现世界上最早、最有历史价值的关于合金配比的科学文献。在这篇文献中提出了不同性能的器物应使用不同比例的合金。
将《考工记•六齐》中记载的青铜合金配比转化为百分比，根据现代冶金材料学对其机械性能及物理性能进行比较分析，如下表所示。
《考工记•六齐》合金配比及相应机械、物理性能
|
《六齐》名称 |
铜：锡 |
含铜量 |
含锡量 |
颜色 |
抗拉强度 |
布氏硬度 |
延伸率 |
|
钟鼎之齐 |
6：1 |
85.71 |
14.29 |
橙黄 |
32-34 |
140-150 |
6-8 |
|
斧斤之齐 |
5：1 |
83.33 |
16.67 |
浅黄 |
34-36 |
150-170 |
4-6 |
|
戈戟之齐 |
4：1 |
80 |
20 |
黄白 |
30-32 |
190-210 |
1-3 |
|
大刃之齐 |
3：1 |
75 |
25 |
灰白 |
27-28 |
290-310 |
＜1 |
|
削杀矢之齐 |
5：2 |
71.43 |
28.57 |
银灰 |
25-27 |
＞300 |
＜0.5 |
|
剑隧之齐 |
2：1 |
66.66 |
33.33 |
银白 |
23-25 |
＞300 |
由上表可以看出，不同器物类型随着含锡量递增，所表现出来的机械性能及物理性能有一定的规律性。随着含锡量的增加，合金硬度增加，韧性降低，颜色由橙变黄直至转白。
古代青铜实用容器需要较高的强度和韧性；有研究表明含锡量为13%-14.8%时，青铜编钟的音色最佳；青铜工具和兵器在使用中需要较高的硬度和良好的综合机械性能；铜镜要求表面打磨光滑且色泽光亮，需要硬度极高。综上可见，《考工记•六齐》中记载不同器类的合金配比完全符合不同器类的性能要求，说明三千多年前的商周时期，人们已经认识到青铜合金配比与性能之间的密切关系，对于不同用途的青铜器使用了不同的合金成分。
春秋战国时期，列国纷争，诸侯群雄称霸，战争和冲突不断，促使青铜兵器制作技术有了很大发展。
想一想：由铜锡合金铸成的兵器，锡含量高虽硬度高但韧性差，易折断；锡少虽然韧性好但硬度低，不锋利。如何使得青铜兵器既锋利又不易折断？
吴、越两大诸侯国的铸剑师充分应用了青铜中铜、锡不同配比下性能不同的规律，铸造出性能优良的青铜复合剑，由于剑脊呈黄白色，剑从（剑刃）呈红黄色，故又称“双色剑”。
战国（公元前475年-前221年）通长53.5cm，重745g
以其中经过分析检测的一把双色剑为例，如上图所示，铸剑师用锡含量中等的合金先铸剑脊；然后用锡含量较高的合金再铸剑从（剑刃）部分并包住剑脊，通过两次铸造，在一柄剑上获得两种合金成分的青铜，使得青铜剑“刚柔相济”，大大提高了其格斗性能。
青铜合金的奥秘远不止于此，本次我们对于青铜合金的探索就到这里吧！小编在此抛砖引玉，希望大家下来能够对青铜合金进行更多更深层的探秘！
图片来源：
【1】、谭德睿.双色剑——刚柔相济的青铜复合兵器——《中国古代艺术铸造系列图说》之七十四[J].特种铸造及有色合金,2013,33(02):195-196.
参考文献：
【1】、朱凤瀚.中国青铜器综述[M].上海:上海古籍出版社,2009:21-27.
【2】、吴来明,周亚,廉海萍等. 雄奇宝器:古代青铜铸造书[M].北京:文物出版社.2008:57-66.
【3】、廉海萍.吴越青铜兵器技术研究[J].中国文化遗产,2004,(03):44.
【4】、谭德睿.双色剑——刚柔相济的青铜复合兵器——《中国古代艺术铸造系列图说》之七十四[J].特种铸造及有色合金,2013,33(02):195-196.
编辑：白 丹
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