在印度德里城附近的麥哈洛里，矗立著一根公元五世紀鑄造的巨大鐵柱。這根鐵柱高6.7米，直徑約1.37米，用熟鐵鑄成，實心，柱頂有著古色古香的裝飾花紋。據(jù)說這根鐵柱是為紀念旃陀羅王而鑄造的。

但最令人驚異的是，鐵柱在露天中聳立了1500余年，經(jīng)歷了無數(shù)風(fēng)吹雨打，至今仍沒有一點生銹的痕跡！人們都知道，鐵是最容易生銹的金屬，一般的鑄鐵，不用說千年，幾十年就銹蝕貽盡了。

直到現(xiàn)在，人們也沒有找到能夠防止鐵器生銹的有效辦法。盡管從理論上說，純鐵是不生銹的，但純鐵難以提煉，造價高昂。而且有些科學(xué)家分析了鐵柱的成份，發(fā)現(xiàn)其中含有很多雜質(zhì)，絕非純鐵。照理說應(yīng)該比平常的熟鐵更容易生銹才是。

如果說古代的印度人早已掌握了冶煉不銹鐵器的技術(shù)，只是這種技術(shù)后來失傳了，那他們?yōu)槭裁礇]有在同時代冶煉出其他任何不生銹的鐵制器具呢？而且古印度的典籍中，也沒有任何關(guān)于這方面的記載。

幾個世紀以來，印度德里的鐵柱一直高高聳立，歡迎著來參觀圖布尖塔的游客。由于它位于入口的正前方，所以吸引著眾多游客的目光。這根柱子建于公元4世紀前后，高6.7米，最細的地方直徑為32厘米，底部直徑42厘米，埋在地下的部分僅有0.5米，地下部分的形狀似一個洋蔥頭，重6.5噸。若干世紀的光陰給人類歷史留下了不可魔滅的印跡，但這根柱子卻似乎不為所動：盡管通身由鐵鑄成，但是表面幾乎沒有任何銹跡。然而，始建于700年前、位于印度普里和科納克的廟宇內(nèi)的鐵梁卻有明顯腐蝕過的痕跡。即使在現(xiàn)代，鋼鐵的防腐蝕也是一個難題，那么究竟是什么神奇的力量守衛(wèi)著古老的德里之柱？

德里鐵柱一直都惹人注目，亞歷山大·克寧奧姆爵士在1862年至1865年發(fā)表的《印度的考古學(xué)概述》中報告該鐵柱是一根鍛造的鐵柄，上端直徑為16英寸，長約22英尺，他在書中提到鐵柱的上端呈現(xiàn)奇怪的金黃色，這種表現(xiàn)導(dǎo)致一段時間的猜疑，該鐵柱是鋼做的，其后很多研究者都對此做了一番評論，據(jù)該鐵柱上的刻印文字非常清晰，這些文字使人們能將它的制造時間定到公元310年。

似乎沒有疑問這根鐵柱是由鐵盤焊接而成，據(jù)說焊接的標志仍然清晰可辨，羅伯特·哈德費爾德爵士在1911年從鐵柱上取了一小塊鐵做檢驗，后來又對一塊大的鐵柱樣品做了一番詳盡的研究，研究結(jié)果表明該鐵柱含（%）0.08的碳，0.046的硫，0.114的磷，0.032的氮，99.72的鐵，銅和其他元素0.034，哈德費爾德爵士說這塊鐵柱是一個完全沒有雜質(zhì)的加工鐵制品中的精品，從鐵的純度和統(tǒng)一性來看，甚至比現(xiàn)代瑞典的碳鐵還好，從結(jié)構(gòu)上看，該鐵柱由大的鐵晶粒組成，只有一小部分水泥，有時在晶粒的邊緣，偶然在鐵柱體上，一個更小的粒狀結(jié)構(gòu)，獨立于大粒子，幾乎看不見。此外還有大量的正常形態(tài)的小線條，似乎與小顆粒結(jié)構(gòu)有關(guān)，據(jù)記載可能歸因于老化。哈德費爾德的實驗室將鐵柱上的一小片取下來后，上面淋上水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一夜之間鐵片就生銹了，但是鐵柱的斷端在同樣的實驗室條件下四天都不腐蝕。哈德費爾德記述到鐵柱的地下部分卻有腐蝕。

這根神奇的柱子吸引著全世界許多科學(xué)家的眼光，從考古學(xué)家到腐蝕化學(xué)家都對這個現(xiàn)象提出各種各樣的理論，一般歸結(jié)為：氣候條件以及大塊鑄件。但最終是當(dāng)?shù)氐囊晃粚W(xué)者、坎普爾大學(xué)的材料工程師拉馬穆爾西·巴拉蘇布拉馬尼安發(fā)現(xiàn)了這根柱子的奧秘。

他首先分析了鐵柱的表面，提取了上面的一塊銹斑，發(fā)現(xiàn)它含磷量很高。這種元素與鐵和空氣接觸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成磷酸氫鹽的水合物，在鐵柱開始生銹時，由磷、鐵和空氣形成的保護膜防止了銹跡的進一步發(fā)展。

通常，鐵的生銹是由兩種原因造成的，一是化學(xué)腐蝕，與一些非金屬元素直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，生成三氧化二鐵。另一種是電化學(xué)腐蝕，即當(dāng)兩種不同的金屬接觸時，由于它們的電位不同，在電解質(zhì)存在的情況下就會形成微電池，從而造成其中一種金屬的腐蝕。同一種金屬在經(jīng)過熱處理和機械加工之后會造成內(nèi)部的不均勻，也會形成微電池，使金屬受到腐蝕，在這種情況下，潮濕的空氣往往充當(dāng)了電解質(zhì)。

因此，德里鐵柱在建立起來之后就面臨著生銹的可能，由于澆鑄和鍛造時必定會形成一些不均勻和細小的瑕疵，直接面臨著化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

但是，德里鐵柱中的磷是使其免遭銹蝕厄運的直接保護神。正是這種元素促成了保護膜的形成，保護了這根柱子，一開始就阻止了腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。

另外，巴拉蘇布拉馬尼安認為德里溫和的氣候也是這根柱子免受腐蝕的重要原因之一。這一地區(qū)一年的大部分時間里，相對濕度從未超過70%。只有在這種情況下，空氣才足以凝結(jié)成為傳導(dǎo)微電流的導(dǎo)體。而在德里，這樣高的濕度一年只有20天，濕度超過70%的天數(shù)僅2個多月。

這根柱子是當(dāng)時世界上最大的鍛造物，鍛造工藝非常精細?？脊艑W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，印度人使用非常高超的技術(shù)加工鐵器，比歐洲人提前了至少1000年。巴拉蘇布拉馬尼安認為，盡管古代的印度鐵匠們可能不知道會發(fā)生何種化學(xué)反應(yīng)，但他們很可能有意選擇了已經(jīng)證明具有抗腐蝕特性的鐵質(zhì)材料。

這根柱子的底部看起來相當(dāng)粗糙，也許應(yīng)歸咎于加工過程中鑄造得不夠精細，或者是為了埋入地下而故意做得粗糙不平。而其上部則非常光滑干凈。柱子的上部如此精細，以致于參觀者常誤以為它是用青銅制作的。

似乎毫無疑問的是在很早以前古印度人就知道了鐵的存在。最早在公元前1000年的古老的記載中就提到了鐵。根據(jù)希羅多德的記載，大約在公元前500年時，波斯國王薛西斯在印度的分遣軍隊就用鐵來用做軍用物資。從古代醫(yī)書中提到的鐵制手術(shù)設(shè)備、從墓地挖掘出的金屬武器以及保存至今的鐵制金屬柱，比如印度德里和達哈鐵柱，反映出隨著歲月的增長，鐵制品穩(wěn)步增多。

印度制造鋼鐵的方法以及鋼鐵的質(zhì)量很早就引起英國統(tǒng)治者的好奇。在1795年，喬治·皮爾森博士發(fā)表了一篇文章，論述一種名為“Wootz”的鋼，然后在印度的孟買開始制造這種鋼，那時可行的分析和檢驗方法只能得到非常模糊的結(jié)論，比如金屬很硬，含有大約0.03%的碳，據(jù)信鐵是直接通過礦石的還原而制造出來的，布卡南博士在1807年出版的《在南印度旅游》一書中，描述了印度人加工制造鋼鐵的土著方法，這些方法相信是從祖輩上傳下來的。隨著檢驗方法的改進，大量的有關(guān)鐵的研究開始增多，并且研究深度也提高了。endprint

達哈鐵柱

卡辛人詳細地描述了在達哈發(fā)現(xiàn)的這根巨大的鐵柱。這根鐵柱有三段，在公元14至15世紀的宗教混亂中被切斷。鐵柱上沒有銘刻的文字，別處也沒有足夠肯定的參考文獻，所以關(guān)于鐵柱是何時制造的，沒有任何根據(jù)來做哪怕是最模糊的推斷。從它的形狀來看，它屬于古普塔時期（公元320-480），人們普遍認為這根鐵柱和德里鐵柱大約是同一時期的。

原始的達哈鐵柱大約50英尺長，切面面積大約是104平方英寸，重約7噸，就象德里鐵柱，這根鐵柱似乎是由鍛造的鐵盤焊接在一起的。在柱體上有一些洞，大約1-1/4英寸的直徑，深度從1-3/4英寸到3英寸，卡辛人認為這是在鐵柱被鍛造的時候使用撬棒轉(zhuǎn)動大鐵柱的洞眼，一節(jié)斷的鐵節(jié)被擠進了一個洞眼里，這個現(xiàn)象也支持這個猜測。羅伯特·哈德費爾德爵士檢驗了鐵柱的成份，這個鍛造鐵含（%）碳0.02，磷0.28，鐵99.6。壓球硬度差異很大，不規(guī)則，上下限為240及121；鐵柱斷端光亮、晶瑩，顯現(xiàn)疊片結(jié)構(gòu)。史密斯埃爾和可博教授的進一步的分析和顯微分析沒有發(fā)現(xiàn)新的特征。在實驗室的環(huán)境下鐵柱很快就生銹了。

古老的辛哈勒斯鐵柱

在1911年至1912年間，羅伯特·哈德費爾德爵士第一次對古印度的鋼進行了深度的研究，他對一些從被埋葬的斯蘭城里挖出來的鐵器進行了研究，許多的鐵器被挖掘出來，都嚴重地生銹了，并且在科倫伯博物館里繼續(xù)生銹，除非是得到特別防護的。但是不管怎樣，確實存在一個防腐蝕的、質(zhì)量相當(dāng)好的鐵器，一個古老的辛哈勒斯鐵器，制造于5世紀，成份為（%）鐵99.3，磷0.28，硫0.003，硅0.12，沒有錳，只有微量碳，0.3%的熔渣、氧化物。微切片研究發(fā)現(xiàn)使得哈德費爾德爵士相信這根鐵柱曾經(jīng)被滲碳，曾經(jīng)被淬火，然后在漫長的時間里被部分回火。一個釘子和一個同年代和來源的古鉤鐮顯示出同樣的分析結(jié)果。所有的樣品都包含大量的凹凸不平、不規(guī)則的熔渣。低含硫量表明金屬最初制造的方式是把礦石碳化還原。顯微檢驗表明這些鐵樣品更象現(xiàn)代的混凝鐵，而且從機械測驗上也證實如此。

克那拉克的鐵柱

一些大鐵柱被用于克那拉克倒塌了的黑寶塔的建筑中，現(xiàn)在仍留在一些被保護的毀壞了的寺院廢墟中，這個寺院據(jù)認為是在公元1240年建造的，所以鐵柱也被認為是那時鑄造的，在墓銘記中詳細地記錄了這些鐵柱的外觀。

大約有29根大柱子，大多數(shù)在倒塌時斷裂了。最大的兩個鐵柱分別是大約35英尺長、8英寸方，以及21-1/2英尺長、11英寸見方。已有非常確定的證據(jù)表明它們是由一些小的鋼坯焊接而成，這些小鋼坯的尺寸一般為截面1英寸，長6英寸。斷面呈不規(guī)則性，但可在一些均勻分布的空穴點搜索到殘留的熔渣。有的柱梁已經(jīng)嚴重腐蝕，但很多還是基本沒受什么影響，因其表面有一層非常薄的粘結(jié)涂層。Friends和Thornycroft曾從一根柱上取樣分析。由于許多裂縫處存在熔渣，使顯微組織分析困難。研究發(fā)現(xiàn)，裂紋與鐵素體條帶相鄰，晶界模糊可辨。樣品中遠離裂紋的部分呈現(xiàn)相當(dāng)均勻的典型低碳鋼組織結(jié)構(gòu)，含碳量低于0.15%。這種金屬很柔軟，布氏硬度只有72。對一片不含爐渣的樣品進行成分分析結(jié)果是（%）：碳-0.110，硅-0.100，硫-0.024，磷-0.015，錳-痕量。

對該古鐵與現(xiàn)代低碳鋼的抗銹蝕能力進行了比較：兩種被稱重的樣本被同時交替用水潤濕并放置于空氣中，一年后清除鐵銹再稱重，發(fā)現(xiàn)古鐵柱被銹蝕量只是現(xiàn)代低碳鋼的89%。浸泡在海水里一年的對比樣同樣證明了古鐵柱比現(xiàn)代低碳鋼抗蝕力更強，失重比為75：100。但是，這種實驗，只用一個樣品，只包含一種現(xiàn)代鋼鐵，所以對古代金屬的抗腐蝕性的表現(xiàn)只是很少的一點點。endprint