钢铁材料的发展历史（上）

钢铁推动着人类文明进步之轮。时至今日,钢铁材料已无处不在。未来,钢铁仍将作为最重要的基础材料之一,影响着我们的生活。

中国的钢铁技术从无到有,经历了一个漫长的过程。现在就请跟着我们了解钢铁的历史吧。

夏商

夏商时代是我国已知用铁的最早时间。不过那时候的铁并不是人工制成,而是来自天空楼下的陨星,被称为陨铁。

出土河北、河南的铁刃铜钺是中国最早的陨铁制品。现代科学化验,虽然当时的人们尚不知人工炼铁,却对铁的性质和锻打嵌铸的技术已经有了一定的认识和掌握。

春秋

春秋初期我国已经掌握了人工冶铁技术,出土于甘肃灵台的秦国铜柄铁剑是最好的证明,它也是我国最早的人工冶铁制品。

铁冶炼技术在春秋晚期问世,这次技术上的飞跃,领先欧洲国家一千九百多年。

块炼铁:人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁,它是铁矿石在八百到一千摄氏度左右的条件下,用木炭直接还原得到的。出炉产品是一种含有大量非金属夹杂的海绵状固体块。

战国

中国在春秋战国之交时,正式进入铁器时代,标志着新一代社会生产力的形成。此时铁器逐渐取代铜器成为主要生产工具,华夏诸国的生产力也随之大大提高。

战国早期就已出现白口铁柔化术,而欧洲的铸铁柔化术是在十七世纪下期才出现,可见当时中国冶铁技术已经领先全球。

秦朝

冶铁技术在秦朝进一步发展,其中高炉炼铁已成为一种经济而有效的炼铁方法。

高炉炼铁:高炉炼铁从上边装料,下部鼓风,形成炉料下降和煤气上升的相对运动。燃料产生的高温煤气穿过料层上升,把热量穿过炉料。这是一种比较合理的冶铁方法,因而具有强大的生命力而长期流传。

汉朝

西汉早期兴起了“百炼钢”技术和铸铁脱碳钢。到了中期又相继出现了炒钢技术,这是继生铁治铸之后,中国古代钢铁技术史上又一重大事件。此外,球磨铸铁也在汉代被发明。

百炼钢:它的特点是增加了反复加热锻打的次数,大大提高了钢的质量。西晋刘琨写下“何意百炼钢,化为绕指柔”这一脍炙人口的诗句后,百炼成钢、千锤百炼成语由此而来。

炒钢:炒钢的发明打破了先前生铁不能转为熟铁的界限,使原先各行其是的两个工艺系统得以沟通,成为统一的钢铁冶铁技术体系。

铸铁脱碳钢:从高度成熟的铸铁柔化术衍变而来。汉代冶铁工匠能够把碳含量达4%左右或更高的铸铁,经过脱碳使内层也消除白口铁的组织,通体都成为高碳钢。

西汉中后期,高水平的冶铁技术带动军事装备质量的大幅提高,汉将陈汤有云“夫胡兵五当汉兵一,何者?兵刃朴钝”。译为一个装备精良的汉兵可以战胜五个胡兵。

汉代铁甲锻造技术相当之高且产量也很多,能够达到军队一人一领的程度。据《东观汉记》记载,刘盆子率二十万人马向刘秀投降时,在宜阳城西堆积的铠甲,就像熊耳山一样高。

公元三十一年,东汉后期南阳太守杜诗创造了“水排”。利用“水排”鼓风生产钢铁,比人力,畜力鼓风“用力少,见工多”。

三国

三国时期的百炼钢技术得到进一步。曹操令工匠为他专铸五把百炼宝刀,经三年完成,自留两把,其它传给三子;刘备让名匠浦元造五千把宝刀,上刻“七十二炼”。

在三国,上好的铠甲都用“百炼钢法”锻造。据说诸葛亮还监造过一种名叫“筒袖铠”的铁甲,选料精良,制作考究。这种铠甲不仅能抵御一般的锋矢,甚至连“二十五石弩射之不能人”,可见其防护功能之强。