春秋战国科技史之冶金技术与铁器的推广

冶金技术与铁器的推广
（一）青铜冶铸的继续发展我国的炼铜和铜器铸造技术，诞生于仰韶文化初期。在商、西周时期，青铜冶铸技术已有较大的发展，青铜器的使用达到鼎盛时期。青铜是铜与锡、铅的合金，与纯铜相比，熔点较低，①硬度较高。②青铜铸件的填充性较好，气孔少，所以铸造性能较好。青铜良好的机械性能和铸造性能，使它在使用上有更广泛的适应性。
　　战国时代开始，青铜的地位逐渐被铁所代替。但是，无论在青铜的冶炼、浇铸、加工工艺，还是在青铜器的用途方面，春秋战国时期还是有明显的发展和提高。
　　①　　 《管子？内业》。
　　①　　 纯钢熔点为 1083 ℃，若加 15 ％的锡，熔点降到 960℃；若加 25 ％的锡，熔点为 800℃。用铅代替锡，同样可以降低熔点。
　　②　　 纯铜的布氏硬度为 35 ；若加 5～7 ％的锡，硬度增高到 50 ～65；若加 7～9 ％的锡，硬度增高到 65 ～70；若加 9～10％的锡，硬度可达 70 ～100.
　　１。青铜冶铸的 六齐 规律
　　春秋时期，人们在青铜冶铸的实践中，直观地认识到青铜的性质因其所含铜、锡（或铅）比例的不同会发生显著的变化，从而总结出了 六齐 规律。 齐就是剂、剂量； 六齐 就是青铜组成的六种不同配比。《考工记》中记载了世界冶金史上最早的合金配比工艺的总结： 金有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。金 指青铜合金或指纯铜。《吕氏春秋？别类》篇解释说： 金柔，锡柔，合两柔则为刚，燔之则为淖。 这是说适当掌握合金的成份，就会提高硬度而使青铜的熔点低于纯铜。
　　青铜中含锡达１７～２０％则非常坚硬，当时作为工具的斧斤，含锡量在此范围之内。作为兵器的戈戟既要求有很大的强度，又要比斧斤锐利，所以含锡量在２０％以上。刀剑（大刃）和削（小刀、匕首）、矢等兵器要求有较高的硬度，所以含锡量增加到２５～２９％以上。作为乐器、礼器的钟鼎，要求声音悦耳，颜色美观，其含锡量控制在１５％左右，这时合金呈橙黄色，外观很美，声音也很动听。而鉴燧（铜境）需要磨出光亮的表面和银白色的金属光泽，以增强反射光的能力，还要能铸造出细致的花纹，所以含锡量要达５０％左右。我国在２０００多年前，总结出的这一合金配比规律，大体上是符合科学道理的。
　　关于当时冶炼青铜的具体方法，至今还了解得不多。１９２９年在安阳殷墟发现的炼铜遗址里，有大小二号的陶器坩锅。有一个重７公斤，容量约３升。
　　坩锅内有残留铜渣，可能是用于熔合铜锡以制造青铜器的。近年在湖北大冶铜绿山发现的古矿冶遗址，找到了战国时期炼铜炉多座，都是由炉基、炉缸和炉身三部分组成的竖炉；炉高据推测大约为１。２～１。５米，并利用了鼓风方法。
　　关于青铜熔炼浇铸温度的掌握，《考工记？凫氏节》中记载了观察熔炼过程中火焰的光色以判断冶炼温度的方法： 凡铸金之状，金与锡黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也。 《韩非子》中也有 视锻锡而察青黄 的说法。在用铜（金）和锡熔炼青铜时要以木炭作燃料，木炭开始燃烧时产生的黑烟形成 黑浊之气.随着温度升高，氧化物、硫化物和熔点较低的金属（如锡）依次挥发出来，形成黄白焰色；当温度进一步升高时，铜的气体所占比重增大，焰色转向青白；最后，青色（铜焰为绿，锡、铅焰色为蓝）占了绝对优势，达到 炉火纯青 ，说明其他杂质大部分都跑掉了，铜锡已充分熔合，可以浇铸了。这种根据光焰来判断炉内冶炼状况，即观察 火候 的方法，是有科学根据的，在今天的某些冶炼工作中仍被采用。
　　２。青铜用途的推广《考工记》中说的 六齐 ，已说明了古代青铜的六大用途，它可以做乐器、酒器和烹调器，农具和手工工具，戈戟兵器、刀剑和箭头，平面镜和球面镜等。
　　春秋以后，周天子统治权力衰落，封建诸侯势力增强。 臣弑君 、 子弑父 、 礼崩乐坏 、 犯上作乱 等现象层出不穷。这种奴隶制崩溃、封建制建立的政治形势，在青铜器应用上的反映，就是王室之器衰退，诸侯之器兴盛。西周时期青铜器物形制上的那种呆板、厚重、样式单一、规格雷同的特点，逐渐为形态新颖、种类繁多、精巧轻便、标新立异的风格所代替；表现奴隶主高贵尊严的各种礼器不再受到重视，而各种实用性器物越来越得到推广普及。在现代     考古发掘中，日常使用的铜制品和装饰品，如铜镜和带钩等，不仅在贵族墓中发现，在庶民墓中也常有出土。这一方面反映了青铜冶铸的发达，另一方面也反映了庶民社会地位的变化。
　　春秋战国时期，由于各诸侯国之间战争连绵不断，兵器制造业也进一步扩大。虽然铁兵器已经开始应用，但青铜兵器仍占很大比例。由于骑兵和步兵的发展，车战退居次要地位，致使兵器制造中除戈、矛、戟等长武器外，剑这种短兵器日渐增多。剑的重量减轻，外形也更为平直锋利。１９６５年在湖北省江陵望山一个楚墓中，出土了两把宝剑，一把上有 越王勾践自作用剑 八个字，当是当年勾践（约公元前５００年）所用之剑。虽然埋藏地下２０００多年之久，剑身仍花纹清晰，光亮夺目，刃部非常锋利。１９７６年在湖北襄阳蔡坡和河南辉县各出土了吴王夫差（与勾践同时人）的青铜剑，也都完好锋利。此前１９６４年在山西原平县也出土一把吴王光青铜剑，纹饰细致清晰。这一时期的青铜剑已有多起出土。
　　青铜制品中应用时间最长的当属用青铜制造的乐器、钱币和镜子。河南信阳长关台楚墓出土的一套战国编钟，形体规则，声音清脆悦耳，音调准确。
　　我国的金属货币，大约起始于周朝。到了春秋战国时期，由于农业、手工业的发展，促进了商业的繁荣和贸易的活跃，从而对货币的需要也迫切了，推动了铸币业的发展。用浇铸方法大量制造钱币，青铜比生铁更为适用。因为生铁易锈蚀，且质脆易断。这一时期的青铜钱币有不少形状：一是 布币 ，古名 钱■（ｂó） ，形状像个铲子，主要流行于三晋（韩、赵、魏）地区；二是 刀币 ，形似一把小刀，流行地区很广，以齐为主；三是 圆币 ，形圆中有圆孔，出现最晚，流行地区很广。此外还有仅流通于楚地的 金版蚁鼻钱 ，为黄金制品。
　　我国铜镜的制造可以追溯到很早的年代。从殷到西周，铜镜都是奴隶主贵族专用的。战国时代的铜镜，质量很好，为历代所珍视。战国的镜又以楚镜最好最多。楚镜多为黑色，光亮如漆。出土的一枚黑楚镜的化学成份为铜７１。４％，锡１９。６％，铅２。７％；一枚绿楚镜为铜６６。３％，锡２２％，铅３。４％。
　　铜镜是用青铜铸造的，正面加工为光亮的平面，用以照人，背面常铸以文字和图案，作为装饰。汉初的《淮南子》上讲了铸好后镜面必须经过加工才能照人。加工方法是先撒上 玄锡 ，再用毛毡磨擦（ 抛光 ），才能照见眉毛须发。 玄锡 可能是二氧化锡，即锡熔化氧化而成的 锡灰 ，呈灰黑色，近代仍有用它作抛光剂的。镜面除平面形状的外，当时已出现凹凸面的。用凹面镜或凸面镜所照的像与实物的大小不相等，而且可用改变距离的方法得到正立的或倒立的像，这在《墨经》中已有论述，说明在公元前５世纪以前，我国古人已发明了球面镜。
　　３。青铜加工工艺的提高关于青铜器的铸造，西周之前已经广泛使用了陶范，并已熟练地利用了分铸法。
　　春秋中期到战国时期，单一的陶范铸造已发展到综合使用浑铸、分铸、失蜡、①锡焊、铜焊等方法。这个时期的青铜器，壁薄形巧，纹饰纤细清晰，说明铸造技术和合金的铸造性能得到提高和改善。１９７８年湖北随县曾侯乙墓出土的青铜器总重量达１０吨左右，各个器物的造型、纹饰、加工工艺，都达到很高的水平。其中的一套编钟，都是用浑铸法铸成的，并且熟练地采用了分范合铸技术。最大的甬钟使用的范和芯多达七、八十块。整套编钟铸造精美，花纹细致，钟体内很少有铸造缺陷。建鼓的铜鼓座上的龙群，由２２个铸件和１４个接头用铸接和焊接方法联结在一起，焊接方法有铜焊和■焊（用铅、锡、铜、锌合金焊接）。精美的透空附饰铸件表明是用失蜡技术铸成的。
　　青铜铸件的器壁也普遍变薄，一般在２毫米左右。湖北江陵纪南城出土的楚国青铜剑，剑端由多层圆环构成，每层厚度不到１毫米，这表明当时铸造工艺水平很高。春秋战国时期，铜的冷加工技术可以制造出薄而有刻制花纹的器物。河北怀来县北辛堡一座春秋末期北方游牧民族首领的墓葬中，出土了一件红铜槌胎薄铜缶，是由上下两部分打制成后套接而成的，壁厚仅有１毫米左右，厚薄十分均匀，身上有精细流畅的针刻纹。
　　在青铜器表面镶嵌入红铜薄片和嵌入金银丝的 金银错 工艺，在春秋后期就产生了。所谓金银错，就是用金银丝或金银片在铸的青铜器上镶嵌成纹饰，再用错石（磨石）把表面磨光打平，从而使色彩、线条对比鲜明，艺术形象更为生动。山西浑源县１９２３年出土的春秋镶嵌狩猎纹豆（形似高足盘的食器），用红铜镶嵌了两组表现狩猎景象的纹饰，图形生动。陕西咸阳１９６６年出土的战国错金银云纹鼎，鼎身用金银片错成几何云纹，盖顶饰莲瓣花纹，工艺十分精巧。此外还有在青铜器表面涂金和刻划花纹的 鎏金 和 刻纹 的新工艺。所谓鎏金 就是把金泥（金与水银的合金）涂在器物表面，再经过烘烤使水银蒸发，金就留在器物表面上了。这种技艺的应用，使青铜器更加华丽精美。这种技术至今仍被采用。
　　（二）生铁冶铸技术的突出进展１。陨铁的使用和文献记载在人类能够从铁矿石冶炼出铁以前，人们最先看到和利用的铁应该是陨铁，即陨石中所含之铁。我国古人大约在３０００多年前已经开始使用陨铁了。
　　１９７２年在河北藁城台西村出土了一件铁刃铜钺，铁刃已全部锈成氧化铁。据考证是公元前１４世纪前后商代的兵器。经金相和电子探针分析，可以确定刃部的铁不是人工冶炼的；铁锈中存在的高镍层和高钻层表明，刃是用陨铁热锻加工而成的，厚仅２毫米，宽达６０毫米，这是当时的工匠用简单工具制成的。１９７７年在北京平谷刘家河出土的商代中期的铁刃铜钺，刃部也是用陨铁制成的。这些发现表明，当时人们对铁已经有所认识，知道用铁制造刃口比青铜锐利，并且能够进行锻打加工，和青铜器铸接成器。
　　在春秋战国时期的一些文献中，关于铁和铁器的记载已逐渐增多。《诗经？秦风》中有 驷■孔阜 的诗句， ■ 可能就是最早的 ■ 字，这里表铁色之马。《国语？齐语》中记载管仲曾建议齐桓公 美金以铸剑戟，试诸狗马；恶金以铸■夷斤■，试诸壤土.这里的 美金 指青铜， 恶金 指块炼铁，用以铸造农具。在《管子》一书中说到农民需要铁制农具，还说到齐国设有 铁官.这些记载说明，我国在春秋时期，即公元前７００多年，已经较盛行使用铁器了，这和铁的人工冶炼技术的诞生和推广当有密切关系。
　　①　　 失蜡法也即熔模铸造法，即用蜡做成铸件模型，经高温金属熔液浇铸将蜡模熔烧后，去除灰烬，即得到与蜡模造型相似的整体铸件。
　　２。块炼铁、生铁冶铸和块炼钢的出现中国人工铸铁技术是何时发明的，至今尚难断定。《左传？昭公二十九年》记载： 冬，晋赵鞅、荀寅帅师城汝滨，遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，著范宣子所为《刑书》焉。 这是讲公元前５１３年，赵、荀在今河南省中南部的古汝水之滨筑城，铸造了一个铁质刑鼎，以颁布晋国法典，这是铸铁的最早记载。铸刑鼎的铁是作为军赋从民间征收来的，１鼓为４８０周斤，合现在的１１０公斤，这说明当时已有了民间炼铁作坊。从目前的考古发掘结果来看，我国人工冶炼的铸铁器具约出现于春秋末期以前，即公元前６世纪左右。
　　江苏六合县程桥的东周墓中出土的铁丸和弯曲的铁条，经鉴定前者是迄今发现的我国最早的生铁，为白口铁铸件；后者是用早期的块炼铁锻成的。１９７７年在长沙窑岭一座春秋战国时期的墓葬中出土了一件由麻口铁（含碳４。３％）铸成的铁鼎，是迄今最早的铸铁器，说明春秋战国时期冶铁技术已很成熟了。
　　冶铁的原理和冶铜的原理基本相同。所以我国青铜冶铸技术的高度发展，已经为冶铁技术打下了良好的基础。从冶炼工艺来看，块炼铁和生铁的主要差别在于冶炼温度的高低不同。块炼铁的炉温大致为１０００℃左右，这可能是在烧陶、冶铜过程中发现的。如在建造炼炉时偶然用铁矿石作材料，由于与木炭接触，经过长时间高温烧炼和木炭的还原作用，矿石就冶成了块炼铁，由此逐渐创造了块炼法，即将铁矿石在炉中直接与木炭接触烧炼，最后炼出固体铁块来。这种块炼铁结构疏松，呈海绵状，孔隙中夹杂有矿石本身存在的许多氧化物，含碳量很低，性质柔软，不适利用，被称为 恶金.它不仅产量低，性能还不如青铜。块炼铁可在一定温度下锻造成型，或同时借反复锻打挤出夹杂的氧化物而变得更为坚实，改变其机械性能。对春秋末期和战国初期的锻造铁器进行的检验表明，所用的原料就是块炼铁。
　　为了增大铁的产量以适应社会对铁器的需求，几乎在块炼铁出现的同一历史时期，也诞生和发展起了生铁冶铸技术。生铁是由铁矿石和木炭在高大的炉内通过高温熔炼而产生的。在冶炼过程中，铁矿石（各种氧化铁）在一定温度下与高温还原剂（木炭及其燃烧产物一氧化碳）接触，就可以逐步地还原出金属铁。纯铁的熔点为１５３４℃，还原生成的固态铁吸收碳以后，熔点也随之降低。当含碳量达２％时，熔点降至１３８０℃；含碳量达４。３％时，熔点最低，为１１４６℃。利用鼓风技术使炉温升高到１１００～１２００℃以上，就可得到液态铁水流集于炉底；其上覆盖的一层炉渣保护着铁水不再被氧化。铁水从炉底流出冷却成块，就是生铁。
　　生铁的含碳量较高，在３％左右，质硬易碎，一般只能用来铸造一些粗笨的东西，锤锻则易坏。程桥东周墓出土的铁丸，就是用生铁铸成的，为白口铁。这表明我国在春秋末期到战国初期，已经将生铁用于铸造了；而且从能炼出液态生铁达到顺利浇铸的温度这一事实来看，可能已采用了鼓风竖炉，在原料、燃料、耐火材料的利用上都有相应的发展。
　　生铁和块炼铁同时发展，是我国古代钢铁技术发展的独特途径。欧洲一些国家在公元前１０００年左右已能生产块炼铁，但直到１４世纪才使用铸铁，我国古代只用很短时间就实现了这一技术突破。生铁冶铸技术改变了块炼铁及其加工费时费力、生产量低的弊端，为铁器的推广和普及打下了良好的基础。
　　块炼铁在炼成后质柔不坚，需要经过加热锻打，挤出其中的夹杂物，才可锻成含碳量很低的 ■铁 或 熟铁 ，以制成器物。含碳量低于０。０５％的为熟铁，含碳量在２～６。６７％的为生铁，含碳量在０。０５％～２％之间的为钢。在块炼铁的多次加热过程中，由于同炭火接触而增碳变硬，人们由此总结出了块炼铁渗碳成钢的经验，这就是 块炼钢 的冶炼技术。
　　１９７６年在长沙杨家山一座春秋晚期墓葬中出土了一把钢剑，长３８。４厘米，宽２～２。６厘米。从剑身断面上，可以看出反复锻打的层次，中部由７～９层迭打而成。这是用块炼铁打成片后进行固体表面渗碳，使两面形成高碳层，中间夹着低碳层，经过对折锻合，并用若干片迭搭锻打成长剑。其中钢的含碳量为０。５～０。６％，金相组织均匀，说明可能还进行过热处理。这一发现，把我国炼钢技术出现的时间提前到春秋时期。
　　东汉赵晔撰《吴越春秋》记载，吴王阖闾请与欧冶子同师的干将铸剑二枚， 一曰干将，一曰莫邪。莫邪，干将之妻也。干将作剑，采五山之铁精，六合之金英。……干将妻乃断发翦爪投于炉内，使童女童男三百人鼓橐装炭，金、铁乃濡，遂以成剑.铁精（铁矿）所炼是钢剑，金英（铜矿）所炼是青铜剑。钢剑当是从矿石直接炼出的钢折迭锻炼而成的，这种技术欧洲直到１９世纪才得以掌握。
　　战国时期的钢制武器已渐增多。《史记？范睢列传》有 楚之铁剑利 的话。近代出土的锋利铁器，也多在楚地。如长沙、衡阳６４座楚墓中出土的７０件铁器中，铁兵器占３３件，其中有剑１４枚，长的达１４０厘米。所以，这种炼钢技术当时主要在南方。
　　３。钢铁的热处理技术早期生产的生铁是白口铁，其中的碳都是以硬度很高的化合态的渗碳体形态存在的，使生铁性脆而硬，铸造性能好，但强度不够。为了克服它的脆性，战国早期就创造了白口铁柔化处理技术。所谓柔化，就是将生铁铸件进行 退火 处理，即将铸件加热到高温，保持较长的时间缓缓冷却，就会适当减低其硬度和脆性，增加其可塑性和冲击韧性，从而得到可锻铸件。按处理条件的不同，可分为白心韧性铸铁和黑心韧性铸铁两种。洛阳水泥制品厂战国早期周王室灰坑出土的铁铸和铁■，前者是在大约７５０℃左右的较低温度下进行退火脱碳处理而得到的白心韧性铸件，也叫脱碳可锻铸铁；后者是在９００℃左右较高的退火温度和３～５天的较长退火时间处理下，使渗碳体石墨化而生成的黑心韧性铸件，也叫石墨化可锻铸铁，石墨以团絮状存在。
　　这种经退火而使铸件柔化的技术，既保持了生铁易于铸造的优点，又增强了铸件的强度和韧性，刚柔结合，大大增加了铁器使用的寿命，使生铁的广泛应用成为可能，加快了铁器代替青铜器的历史进程。在战国的中晚期，这种工艺已普遍用于制造农具和兵器。长沙出土的一把战国中期的楚国铁铲，大冶铜绿山出土的战国中晚期的楚国铁锤、铁斧、铁锄，河北易县燕下都出土的战国晚期的铁镢、铁锄、铁■等，都是用退火柔化处理的可锻铸铁。
　　国外直到１７２２年才由法国人首先发明了白心韧性铸铁；１８２６年才由美国人首先发明了黑心韧性铸铁，比我国晚了２０００年以上。
　　含碳量低的块炼铁经过渗碳处理可以炼出块炼钢；含碳量高的白口生铁铸件在氧化性气氛中脱碳退火，将含碳量降低到钢的范围，而不析出或很少析出石墨，也可以得到钢。铸铁脱碳钢技术可以追溯到战国初期，洛阳水泥制品厂出土的战国早期铁锛，就属于铸铁脱碳钢技术早期阶段的产品。块炼渗碳钢件或退火过分的铸铁脱碳钢件，其坚硬程度都可能不足，这就推动人们在实践中摸索出了钢件的淬火处理工艺。钢的应用和淬火是分不开的。河北易县燕下都４４号墓出土的７９件铁器中，有锻件５７件，其中包括由８９片甲片组成的胄一件，以及剑、矛、戟、刀、匕首、带钩等。这些锻件大部分是由块炼钢锻制后经过淬火处理的。这一事实证明，至迟在战国晚期，淬火技术在生产上已得到广泛应用。所谓淬火，即将钢件加热到高温后使之急速冷却（如急速浸入冷水或冷油中）。经淬火处理后的钢件，质地就变得坚硬，刃部也更锋利。淬火所用的冷却物质，自古就受到重视。最早大概都是用水，后来又扩展到用动物的尿和脂肪。尿中含有盐分，冷却能力比水强；用脂肪淬火，高温时冷却快，低温时冷却慢。所以，用尿和脂肪淬火，可以得到性能良好的钢件制品。
　　块炼铁和生铁冶铸，块炼钢和铸铁脱碳钢，铸铁柔化和钢件淬火，这三项技术发明，是春秋战国时期具有划时代意义的重大历史事件。它们的发明，为生产工具的变革，为生产力的提高创造了物质条件，同时也为社会的进步带来了新的推动力。
　　（三）冶铁业的发展与铁器的普及如果说春秋末期是冶铸技术开始兴起的时期，那末到了战国中期以后，冶铁业则在十分广大的地区普遍建立起来，成为手工业的最重要的生产部门，出现了铁器生产和冶炼技术大发展的局面。
　　近几十年来在北起辽宁、南到湖南、东起山东半岛、西到陕西、四川的广大地区，都有战国时期的铁器出土，说明到了战国中后期，冶铁手工业已经突破了地区的限制，在全国范围内得到了巨大的推广。现有资料表明，当时的冶铁工业基地分布于南到楚国的湖南，北到燕国的辽东半岛和渔阳（今北京市密云县境），西到秦国的武威，东到齐国的广大地区。
　　当时的生产规模也很壮观。如山东临淄齐国故都冶铁遗址就有四处，最大的一处面积达４０余万平方米，河北易县燕下都城址内有冶铁遗址三处，总面积也达３０万平方米。这一时期出现了许多著名的冶铁手工业中心，如赵国的国都邯郸，楚国最著名的冶铁手工业基地是宛（今河南南阳）、邓（今河南孟县东南）。
　　当时从事冶铁手工业的人数也很多。齐灵公（公元前５８１- 前５４８年在位）时的 叔夷钟 铭文里有 造■徒四千 的记载。 ■ 是 ■ 的初文，这是说有冶铁工匠４０００名之众。这一时期也出现了一些 富比王侯 的冶铁巨商。如《史记？货殖列传》中所说的郭纵，就是在邯郸从事冶铁业的大工商奴隶主。
　　铁器的使用，已经推广到社会生产和生活的各个方面，成为各行各业必不可少的用具，包括农民的耕具、工匠的工具和女子的纫具，充分表明铁器在社会生产和生活中的重要作用。
　　为适应战争的需要，铁和钢制造的兵器已开始使用。现已出土的有铁剑、戟、矛、匕首、镞、铤、铁甲、铁杖等各种各样的兵器。
　　铁制农具已逐渐取代了青铜和木、石农具。从考古发掘材料来看，当时齐、韩、赵、魏、燕、楚、秦等诸侯国已普遍使用铁制农具。１９５５年在河北石家庄市庄村赵国遗址出土的铁农具，占全部农具的６５％。河北兴隆县燕国冶铁遗址发现一批铸铁用的铁范共４８付（８７件），其中用于铸造农具的铁范有２８付（５１件），占６０％。辽宁抚顺莲花堡燕国遗址出土的农具中，铁农具占８５％。１９５０～１９５１年河南辉县固围村１号魏墓出土的６５件铁器中，农具就有５８件，包括镢、锄、铲、镰、犁铧等一整套农用器具。铁农具的广泛使用，在战国中后期促进了农业耕作技术的发展。牛耕和铁犁铧的结合使用，用铁锄头耘苗除草、铁镰收割，开始形成了我国农业精耕细作的优良传统，大大提高了农业生产率。
　　铁器的使用为大规模兴修水利工程创造了条件。西门豹漳水十二渠工程、秦昭王时的都江堰工程、秦国末年的郑国渠工程等大型灌溉工程，如果没有大量铁工具的使用，是很难完成的。
　　由于钢铁工具比青铜工具更锋利、耐用，所以铁制工具如铁削、铁锤、铁斧、刮刀、凿子、刻针等，在手工业制作中也得到普遍应用，并促使手工业生产效率大大提高。当时有相当多的人口从事小手工业生产，他们自己制造器物，自己出卖制品，促进了商业的繁荣和贸易的发展。社会经济和商品交换的发展，又促进了城市的建立和扩大。《战国策？齐策》和《史记？苏秦列传》中描写齐国都城临淄有７万户人家，人群拥挤，车水马龙，一派繁荣景象。这些事实说明，铁器的广泛使用，促进了当时社会生产力的提高，使新兴的封建制生产关系得到了巩固和发展；这个事实同时也证明了科学技术是第一生产力这一科学真理。
　　（四）找矿经验与采矿技术１。找矿经验春秋战国时期，已经积累了较丰富的找矿经验。吴王阖闾时制造的名剑干将、莫邪，就是 采五山之铁精 锻炼而成的。《管子？地数》篇说： 出铜之山四百六十七山，出铁之山三千六百九山 ，从中也可粗略看出当时发现的铜、铁矿点之多。《五藏山经》中记载了矿物８９种，其中有金属矿、非金属矿，各种玉、怪石和各色垩土等。分布于今陕西、山西、河南、湖北、湖南等地地点确切的产铁之山就有３４处；另记载有出金之山１３９处，出银之山２０处，出铜之山３０处，出锡之山５处。
　　《五藏山经》还根据矿石的硬度、颜色、光泽、透明度、粗糙或平滑程度、敲击声音、磁性、医用性能、集合体状态（土状、块状、卵状、米粒状）
　　等性质，来区别矿物和岩石。《五藏山经》还有关于赤铜与砺石、铁与文石、银与砥砺、铁与美玉以及青垩、金银与铁、金玉与赭石等矿物的共生现象的记载。这些记载，比希腊学者乔菲司蒂斯（公元前３７１- 前２８６年）只记有金、石、土三类１６种矿物的《石头志》早２００年左右，而且内容要丰富得多。
　　从大量的找矿实践中，人们总结出了矿苗和矿物之间的共生关系。《管子？地数》篇称： 山，上有赭者，其下有铁；上有■（铅）者，其下有银；上有丹砂者，其下有黄金；上有慈石者，其下有铜金。此山之见荣者也。 所谓 山之见荣 ，就是矿苗的露头。赭即赭石，多种铁矿石表层风化而成赭石；铅和银的共生是习见的；这里的 黄金 实指黄铜矿，呈铜黄色； 铜金 指黄铁矿，呈黄铜色，易误为铜。丹砂与黄铜矿都是金属硫化物，可能共生；慈石即磁铁矿，黄铁矿风化后会成为磁铁矿和褐铁矿。上述这段概括，大体上符合现代矿床学的理论，这对当时矿床的探寻是有指导作用的。
　　２。矿石采掘１９７４年，湖北大冶铜绿山比较完整地发掘出的春秋战国时期的古铜矿井，是当时矿井开掘技术的历史见证。这处古矿遗址南北长约２公里，东西宽约１公里；废弃的矿渣估计有４０万吨之多，表明其冶炼规模之大和采掘时间之长。发掘出的一座春秋时期的古矿井，深达４０米左右；一座战国中晚期的古矿井，深达５０余米。用简单的铜、铁工具开掘成这么深的矿井，在当时是十分不易的。
　　矿井合理地采用了竖井、斜井、斜巷、平巷相结合的开掘方式。竖井为交通孔道，用以提升矿石、地下水和把支护木运到井下；斜巷主要是为了探矿；平巷分布于斜巷两侧，用于开采矿石。
　　古矿井较好地解决了井下的通风、排水、提运、照明和支护等一系列复杂的技术问题。
　　在通风方面，很科学地利用井口高低不同所产生的气压差形成自然风流，并封闭废弃的巷道控制风流，引导风沿着采掘方向流动，并使之达到最深的采掘工作面。
　　在排水方面，用木制水槽组成井下排水系统，将水先引到井下积水坑，再用桶提出井外，初步解决了矿井积水问题。
　　在提运方面，采用分层提升方法，即掘一段竖井，挖一段平巷，每个平巷都装有辘轳等提升工具，将５０多米深处的积水和矿石分级接力提运到井口上。
　　在巷道支护方面，用直径５～２０厘米左右的圆木，采用榫接和搭接相结合的木支架形式，有效地承受了巷道的顶压、侧压和底压。直到２０００多年后的今天，有的巷道的支架还相当牢固。
　　在矿石开采方面，当时已经掌握了某些找矿方法。不仅懂得了通过观察自然铜、孔雀石的颜色、光泽来找矿，而且还能利用简单器具来测定矿石品位，决定采掘方向。井下发现的船形木盘，可能就是用于重力选矿这一目的的。从矿井中斜巷、平巷的分布可以看出，当时确实是沿着矿石富集、品位高的方向进行采掘的。在采矿方法上，当时采用的是分段上行采掘法，即从矿层底部自下而上逐层开拓平巷，对已采矿石在井下即行初选，把碎石、泥土和贫矿就地充填废井，以保证运出的大多是富矿，同时也减少了井下运输和提升的工作量。
　　铜绿山古矿井的发掘，生动地展示了我国春秋战国时期金属采矿业的发展规模和技术水平所达到的高度。