Lịch sử luyện kim qua câu chuyện người châu Á đúc kiếm

Trong lịch sử Á Đông, thanh kiếm không còn là một món võ khí tùy thân, đôi khi nó trở thành một sinh vật, và một sinh vật luôn luôn có hồn, thiêng liêng, nhất là lại được sử dụng để sát hại người khác. Chính vì thế thanh kiếm có khi được coi như một sinh vật tùy thân của người kiếm khách, là một bạn đồng hành hơn là một món vũ khí vô tri. Đúc kiếm không phải chỉ là một kỹ thuật mà còn được coi là một nghi lễ.

Kiếm trống, kiếm mái

Theo những di chỉ, hơn 2000 năm trước, người Trung Hoa đã đúc được những dụng cụ tinh xảo.

Theo truyền thuyết, kiếm có từ thời nhà Chu Trung Quốc, đến đời Xuân Thu Chiến Quốc thì cực thịnh. Thời này là giai đoạn mà người Trung Hoa mới tìm ra sắt, lại thêm một số kỹ thuật mới được dùng trong việc luyện kim nên khí cụ thời đó cứng hơn đồ đồng. Thành thử nhiều kiếm đúc vào thời Xuân Thu, Chiến Quốc được xưng là bảo kiếm. Kiếm không những là một loại võ khí tùy thân còn là một loại trang sức, hiệp khách và giới sĩ đại phu đeo kiếm để thêm uy nghi.

Kiếm vào thời đó ngắn hơn về sau. Người ta cho rằng vì kiếm làm bằng đồng và kỹ thuật luyện kim còn hạn chế nên nếu đúc kiếm dài sẽ dễ bị gãy, bị cong. Chỉ về sau, khi kiếm được đúc bằng thép, lưỡi kiếm mới mỏng và dài, mặc dù kiếm Trung Hoa không dài và cong như kiếm Nhật. Kiếm thời đồng khí lưỡi ngắn như một con dao găm, có cán cũng ngắn, chưa được sử dụng để cầm mà chỉ để đeo vào ngang thắt lưng, và dần dần đến cuối thời đại đồ đồng mới thành cán kiếm. Cán kiếm thường có ngấn để cầm cho dễ và khỏi tuột. Càng về sau, lưỡi kiếm cũng dài mà cán cũng to thêm, lại có thêm kiếm cách chia đôi cán và lưỡi kiếm. Cán thường bằng gỗ hay sừng, cũng có khi nạm vàng bạc, ngọc ngà hoặc trạm trổ.

Đến đời sau này, tiêu chuẩn mới được định là từ 70 - 85 cm. Kiếm lại còn phân biệt thư (mái), và hùng (trống). Hùng kiếm dài và lớn hơn thư kiếm. Bao kiếm thường đúc bằng đồng hay làm bằng da.

Đồ đồng của Trung Hoa là một hợp kim bao gồm đồng, kẽm và chì. Có khi họ còn pha cả vàng, bạc. Mỗi đời từ đời Thương (thế kỷ 16-11 trước công nguyên), sang đời Tây Chu (thế kỷ 11-8 trước công nguyên), Xuân Thu (770-476 trước công nguyên), họ lại phát triển những phương thức khác nhau. Cuối đời Chiến Quốc, khi chuyển sang thời đại đồ sắt, người ta đã trải qua hàng ngàn năm kinh nghiệm trong việc đúc đồ đồng, và áp dụng những kỹ thuật đó vào việc đúc đồ sắt. Việc tìm ra những loại kim khí mới cứng chắc hơn đồ đồng khiến cho họ càng cố công rèn đúc những loại binh khí sắc bén. Vì sắt thép cứng chắc và cũng đàn hồi hơn đồng, kiếm thép đã có thể đúc dài hơn.

5 giai đoạn đúc kiếm

Kiếm có từ thời nhà Chu Trung Quốc, đến đời Xuân Thu Chiến Quốc thì cực thịnh.

Kỹ thuật mỗi ngày một thêm phức tạp. Sách Thiên Công Khai Vật thời Minh phân chia nhiều phương pháp, nhiều kỹ thuật khác nhau trong việc rèn đúc đồng sắt, bao gồm đúc đỉnh, đúc chuông, đúc búa, đúc tượng, đúc súng, đúc kính, đúc tiền.

Theo sách vở, phương pháp của người Trung Hoa rèn đúc thường qua năm giai đoạn.

Tạo hình mẫu

Dùng hình mẫu chế tạo khuôn

Nấu chảy hợp kim, đổ vào khuôn

Đợi cho kim loại đông đặc, lấy ra khỏi khuôn

Chạm khắc hay tu sửa mặt ngoài

Các loại hợp kim pha trộn thông thường bao gồm sắt, đồng, thiếc, vàng, bạc. Theo tài liệu ngày nay, thép là sắt có chứa từ 0,1 – 1,8% carbon, dưới 0,06% là sắt non mềm dễ uốn nhưng không cứng và không đàn hồi, và trên 1,8% là gang, tuy cứng nhưng giòn, dễ vỡ. Ở Âu Châu, thời kỳ đồ sắt bắt đầu từ khoảng 1300 trước công nguyên nhưng ở Trung Hoa dường như sắt chỉ thịnh hành vào khoảng thế kỷ thứ 7 trước công nguyên. Sắt nếu chứa ít carbon (sắt và thép), chỉ cần nung đỏ lên đã có thể dùng búa đập, rèn thành hình. Nếu như có nhiều carbon (gang), lại cần phải nấu chảy thành chất lỏng mới đúc được.

Các nhà khảo cổ đều cho rằng trước khi tiến đến trình độ đúc gang, nhân loại phải qua giai đoạn rèn sắt (nung đỏ rồi đập cho thành hình). Cứ theo những di chỉ thời Chiến Quốc khai quật được, cho tới thời này người ta chưa đúc được gang nên mới chỉ đến giai đoạn rèn sắt mà thôi. Tuy nhiên, khi khai quật một số khí vật bằng sắt, người ta lại đi đến kết luận là việc đúc sắt có thể có trước, vì thừa kế được kỹ thuật đúc đồng và làm đồ gốm, và kỹ thuật rèn sắt lại phát triển sau. Nhiều học giả lại cho rằng cả hai kỹ thuật đó đi song song với nhau, chứ kỹ thuật nọ không phải là cha đẻ của kỹ thuật kia.

Qua đời Hán, người Trung Hoa nghĩ ra ống bễ đôi, có thể quạt liên tục nên nhiệt độ cao hơn loại bễ có từ thời Chiến Quốc và đã biết cách pha trộn nhiều loại kim khí khác nhau để gia tăng độ cứng và độ dẻo của kim loại. Họ cũng khai thác quặng mỏ nên sản xuất được nhiều và biết cách hàn hai loại thép cứng và mềm với nhau để làm lưỡi kiếm hay các loại vũ khí, mặc dù nhiều học giả cho rằng phát kiến này có thể bắt nguồn từ khu vực Trung Á, sau truyền sang cả Đông và Tây.

Thanh kiếm có khi được coi như một vật tùy thân của kiếm khách, là một bạn đồng hành hơn là một món vũ khí vô tri.

Việc dùng các khuôn để đúc hàng loại những dụng cụ, khí giới, phối hợp việc rèn thép đã khiến cho đồ sắt trở nên thông dụng, và khí giới thép đã vượt trội các loại khí giới bằng đồng. Trong khi đó, phải tới thời Trung Cổ, người Âu châu mới biết đúc sắt, và việc luyện thép còn sau hơn nhiều.

Làm sao để thép vừa cứng, vừa bền chắc?

Về phương pháp rèn sắt, người ta nung nóng cục sắt lên rồi dùng búa đập cho thành hình thù vật mong muốn. Theo sử sách, ngay từ trước công nguyên, người Trung Hoa đã tìm ra được cách tạo nên những lưỡi đao, lưỡi kiếm rất cứng nhưng cũng bền chắc để không bị gẫy khi chiến đấu. Việc pha trộn sắt và carbon, cũng như thay đổi nhiệt độ để đúc kiếm là một công phu hết sức phức tạp.

Mọi loại kim khí đều cấu tạo bởi những tinh thể giao kết với nhau, và bố cục của những tinh thể này có ảnh hưởng đến cơ năng của kim loại. Nếu rèn nhiều quá, tuy sắt có cứng hơn nhưng lại dễ gẫy, tương tự như chúng ta bẻ một sợi dây thép bằng cách bẻ qua, bẻ lại nhiều lần. Vì thế việc đúc kiếm, người thợ phải đo lường được tiến trình rèn sắt, không ít quá vì sắt chưa đủ cứng, nhưng nếu rèn quá lâu, sắt trở thành giòn. Hoặc cũng có phương pháp “quán cương” nghĩa là dùng thép non ghép chung với thép già để thành một khí cụ cứng nhưng vẫn dẻo.

Nhiều học giả cũng cho rằng người Trung Hoa cũng là dân tộc đầu tiên biết rút carbon từ gang ra để có được thép. Trễ lắm là thế kỷ thứ 2 trước công nguyên, họ đã biết nguyên tắc này và cũng nhờ đó mà sau này vào thế kỷ thứ 19, một người phương Tây đã theo để luyện kim. Việc loại trừ được carbon trong thép và gang đã được áp dụng để có sắt non dùng trong việc xây cầu và đúc ống dẫn nước.

Họ biết cách thổi hơi qua sắt nóng chảy gọi là bách luyện. Phương pháp thứ hai dùng để luyện kim là trộn sắt non và gang để thành thép cũng đã được họ thực hiện từ thế kỷ thứ 5 sau công nguyên. Gần đây, tại xưởng chế tạo thép ở Corby bên Anh, người ta đã thử nghiệm lại và thành công.

Sau này, ngoài những phương pháp thông thường, ba phương pháp tương đối cầu kỳ hơn đã được áp dụng để chế tạo một thanh kiếm tốt. Phương pháp thông dụng nhất là sau khi rèn xong, người ta nung lên một nhiệt độ thấp rồi cho nguội từ từ món vũ khí. Những người sành sỏi chỉ cần nhìn nước thép, cấu trúc của lưỡi kiếm là có thể định được tài nghệ của người rèn kiếm.

Binh sĩ Trung Quốc tập luyện đấu kiếm.

Phương pháp nữa là đúc một thanh kiếm mà cái lõi bằng sắt non, nhưng vỏ bao bên ngoài là thép già. Đôi khi người thợ ráp nhiều loại thép có độ cứng khác nhau, từ mũi kiếm, lưỡi kiếm, sống kiếm phần kiếm gần tay cầm và chuôi kiếm, để đáp ứng được vai trò và công năng của từng phần. Kỹ thuật này khó hơn cả đòi hỏi một tài nghệ cao. Làm thế nào để dán được một lớp mỏng trên phần sống kiếm, trong khi lưỡi kiếm vẫn dày chắc là một công việc tỉ mỉ và tinh vi.

Phép tôi sắt là sau khi rèn xong, kim loại chưa cứng hẳn người thợ nhúng vào nước hay dầu để cho thép cứng hơn. Tuy nhiên, nhiều khi phải để cho nhiệt độ hạ từ từ vì nếu hạ quá nhanh, thanh thép sẽ cứng nhưng giòn. Trong khi phương pháp đúc kiếm có thể bị người khác bắt chước, phương pháp tôi thép lại được giữ rất kín như một kỹ thuật bí truyền. Tôi bằng dung dịch gì, độ nóng ra sao, cách thức thế nào là những bí mật. Thợ rèn ít cho ai xem cách họ tôi thép như thế nào, và việc tò mò tìm biết là một cấm kỵ, nhất là đối với những thợ rèn Nhật Bản.

Cuối đời Chiến Quốc, người Trung Hoa đã phát triển việc khai thác quặng mỏ, phối hợp việc đúc đồng với đúc sắt và việc sử dụng vũ khí đã khá phức tạp. Nhiều lò đúc mướn đến hơn 200 công nhân và nhiều người trong kỹ nghệ này trở nên giàu có lớn, đóng một vai trò quan trọng trong xã hội. Theo những di chỉ, hơn 2000 năm trước, người Trung Hoa đã đúc được những dụng cụ rất tinh xảo, và có thể nói là nhất thế giới.

Tại sao người Trung Hoa lại biết đúc sắt sớm như thế? Một số yếu tố được đưa ra làm giả thuyết cho sự phát triển này.

Thứ nhất, nước này có những loại đất sét tốt dùng làm vách cho những lò luyện kim.

Thứ hai, họ biết cách đưa độ nóng chảy của quặng sắt xuống thấp để việc đúc được thuận tiện hơn. Chính sự phát triển trong ngành luyện kim đã đưa đến những tiến bộ trong nông nghiệp, việc sử dụng lưỡi cày một cách rộng rãi hơn và phát minh thêm nhiều nông cụ khác.

• Khai quật được ngôi mộ vỏn vẹn 31m2 nhưng vàng ở đâu cũng có
• Hoạt động của hang ngầm có thể gây hố sụt "tử thần"
• Trí tuệ nhân tạo vẽ Mona Lisa của thế kỷ 21