怎样锻造简易钢铁
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发布时间：2022-04-30 23:10
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热心网友
时间：2022-06-20 03:36
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冶铁技术是古代化学工艺的应用实例，也是应用化学知识的集中表现。人类最早炼得的铁，是铁矿石在800℃～1000℃条件下，由木炭还原直接得到的。江苏省六合县程桥出土的公元前6世纪前后东周墓内的铁凡、铁条，在湖南*沙市洞坡等地的遗址中，发现经过人工冶炼的铁块，这是世界上最早的生铁实物。
商周时代，我国的青铜铸造业非常发达，这意味着采矿、鼓风、冶炼等技术都很先进。在这个基础上，冶铁业也迅速发展起来。由于早期的冶炼技术底下，炼炉很小，鼓风能力也不强，无法使矿石充分熔化，因此只能炼成海绵状的熟铁块。在海绵铁中还含有很多杂质，需要经过反复煅打才能得到较纯的铁块，这种技术叫做块铁法。欧洲曾经长期使用这种方法炼铁，一直要到14世纪发明了水力鼓风炉以后才能冶炼铸铁，比我国晚了1900多年。
文献上关于冶炼生铁的记载最早见于《左传》。公元前513年，晋国曾在国都征收“一鼓铁”的军赋，并把成文的刑法铸在铁鼎上，即所谓的 “铸刑鼎”。这说明春秋晚期民间已经出现了炼铁作坊，并且已经能够铸造鼎这样复杂的铁容器了。目前发现的最早的铁器都是春秋时代的，这些铁器经金相分析，有的是块铁法制造的，有的是铸铁铸造的，有的是把铸铁加热退火柔化处理为展性铸铁制成的，显示出技术已经非常熟练了。
早期的铸铁是白口铁，质地脆而硬，容易折断，不耐用。战国时期人们已经掌握了铸铁柔化技术。他们把铸铁加热锻打脱碳，得到白心可锻铸铁，或经过长时间加热退火，得到韧性更好的黑心可锻铸铁。如果脱碳不完全，仅使铸件外层成为钢而内层还是铸铁，就可以得到一种钢和铁的复合品，使铸件的质量更加优良，欧洲要到18世纪才有白心可锻铸铁，美国要到19世纪才有黑心可锻铸铁，我国的铸铁柔化技术比他们早发明了两千多年。
生铁、熟铁和钢的区别在于含碳量的不同，生铁的含碳量大于2%，熟铁的含碳量小于0.04%，钢的含碳量界于二者之间。钢可以通过生铁脱碳得到，也可以通过熟铁渗碳制得。燕下都出土的一部分兵器就是把块炼铁放在炽热的木炭中长期加热使其表面渗碳，在经过锻打成为渗碳钢片，又把渗碳钢片对折锻打多次制成的，这种炼钢法也叫 “百炼成钢”，汉代有些用这种方法制成的钢刀上常常刻有“卅炼钢”、“百炼钢”等字样。
汉代冶铁的一项突出成就，就是出现了球墨铸铁，而现代的球墨铸铁要到1947年才研制成功。百炼钢工艺的日益成熟和炒钢技术的发明，也是汉代钢铁冶炼技术进步的标志。西汉中晚期出现了利用生铁炒成熟铁或钢的新技术，即将生铁加热到半液体、半固体状态再进行搅拌，利用空气或铁矿粉中的氧进行脱碳以获得熟铁或钢。运用这种技术可以有控制的把生铁炒到所需要的含碳量，然后再加热锻打成质量较好的钢件，从而大大的促进了百炼钢的发展。
南北朝时期出现了灌钢技术。陶弘景认为钢铁即 “杂炼生柔做刀镰者”所谓“杂炼生柔”就是把生铁和熟铁合炼成钢，这是关于灌钢最早的文献记载。灌钢法是先把含碳量较高的生铁熔化，然后灌到熟铁上，使碳渗入熟铁以增加熟铁的含碳量来制成钢的方法。在坩埚炼钢法发明以前这是当时最先进的炼钢技术。
坩埚炼钢法，最早是波斯人在萨珊王朝时发明的，约在北魏时期传入西域，在宋元时期传入内地，当时人们把这种方法炼成的钢铁叫做镔铁，炼成的镔铁还得进行锻打和淬火才能成为优质钢。
汉代用反复锻打制成“百炼钢”工艺已经成熟，刀剑刃部淬火可以使刃部更加刚硬锋利，而未经淬火的脊部仍然保持着较好的韧性，从而收到刚柔并济的效果。宋代又出现了夹钢技术，使得刀剑的这一特点更加突出。
刘琨诗"任意百炼钢,化为绕指柔。"
参考资料：http://219.239.238.40/200410/ca528602.htm
