1. 铁,是谁发明的
谁最早发明铁等冶金技术? 我们通常说的“铁”分“生铁”和“熟铁”两种,包括“钢”在内,都是以铁(Fe)和碳(C)两种元素为主的一种合金。人们通常把含碳量在0.05%以下的叫熟铁,0.05%到2.0%的叫钢,2.0%到6.67%的叫生铁。 人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁,它是铁矿石在800到1000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。块炼铁和生铁比较起来,有如下几个缺点:一是它不能从炉里流出,取出铁块时,炉膛要受到不同程度的破坏,不能连续生产,生产率比较低,产量比较小。二是成形费工费时。三是所含非金属夹杂比较多,要通过反覆锻打才能排除。四是含碳量往往比较低,因而很软。生铁的冶炼温度是1150到1300摄氏度,出炉产品呈液态,可以连续生产,可以浇铸成型,非金属夹杂比较少,质地比较硬,冶炼和成形率比较高,从而产量和质量都大大提高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。 我国钢铁冶炼技术的发展道路和世界各国是不完全相同的。国外一般是先有块炼铁,经过长期缓慢发展之后才有生铁。國外最早的块炼铁据说是西元前1200年前后发明出来的(有土爾其境內赫梯族Hettler BC1200之說),但是直到西元十四世纪才有生铁。我国却不是这样。我国冶铁术不晚于商代中期,而且早在春秋時期已発現有生铁冶铁术,这就表明我国是世界上最早发明并使用生铁的国家。 1972年在石家庄藁城台西商代遗址中出土的铁刃铜钺,是目前我国发现的年代最早的铁器,也是人类最早使用和制造的铁器;而台西发现的铁矿石和经冶炼的铁矿渣,证明在3400多年前石家庄的先人已掌握了冶铁技术,為世界最早的铁矿渣。 我国现已发现确属春秋晚期的铁器共有九件;1951年在湖南长沙识字岭楚墓出土凹口锄一件;1952年在长沙龙洞坡楚墓出土刮刀一件;1958年在常德楚墓出土刮刀一件;1964年在江苏六合程桥吴墓出土铁丸一件;1972年在程桥另一吴墓出土铁条一件;1976年在长沙杨家山楚墓出土剑一件、刮刀一件、鼎形器一件;1978年在河南淅川下寺楚墓出土玉茎剑一件。上述楚吴铁器遗物经金相鉴定,杨家山铁剑系渗碳钢,程家桥铁丸是白口生铁,杨家山鼎形器是白口铸铁,程桥铁条则为块炼锻件。 战国中晚期,铁器在我国农业、手工业生产中占据了主导地位。据不完全统计,目前出土的战国铁质生产工具大约十六种左右,其中多数是生铁和它的柔化处理件,块炼铁处于辅助地位。这表明这时我国生铁生产已经有了比较大的发展。 我国生铁技术发明比较早的原因是多方面的,我们以为在技术上至少应包括以下几点:一是我国冶铜术中很早就使用了比较强的鼓风装置。二是很早就对冶炼用的原料进行了比较好的选择和处理。三是很早就发明了比较高大的冶炼竖炉。一般认为,我国生铁技术的发明和发展同青铜技术有密切的关系。 可锻铸铁 可锻铸铁原是白口铁经高温退火得到的一种高强度铸铁,具有一定的塑性和冲击韧性。依热处理条件的差别,又可分成白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种:白心可锻铸铁以脱碳为主,又叫脱碳可锻铸铁;黑心可锻铸铁以石墨化为主,又叫石墨化可锻铸铁。 国外的白心可锻铸铁是西元1722年由法国人首先发明的。西元1826年,美国人又发明了黑心可锻铸铁。此后一个相当长的时期里,人们都把白心可锻铸铁叫做“欧洲式可锻铸铁”,把黑心可锻铸铁叫做“美洲式可锻铸铁”。其实,这两种可锻铸铁,我国早在两千多年前都已经发明了。 “洛阳水泥制品厂战国早期灰坑遗址”出土过一件铁铲,铲体基本锈蚀,只在銎(qióng)部(装柄的孔)有部分金属残留,在金相显微镜下显示了黑心可锻铸铁组织,基体是铁素体,上面分布着团絮状退火石墨。这是到现在为止世界上经过科学分析的最早的铸铁可锻化退火处理件。战国中晚期后,可锻化处理工艺有了比较大的发展,主要表现在:第一,分布地域更广了。在北方,目前经分析过的有河北易县燕下都遗址的铁钁、铁锄、铁鐏等,在南方有湖北包山出土的空首斧、湖南长沙出土的铁铲等。第二,部分器件已经处理得比较好,器件断面基本上是可锻铸铁组织,中心没有白口铁残余,如燕下都的铁鐏等。汉代到南北朝时期,铸铁可锻化技术发展到比较成熟的阶段:一是使用范围有了进一步扩展。近年在山东薛城、河南南阳、渑池和巩义市,北京清河和大藻台,湖北铜绿山等地,都发现了这类器件。南阳瓦房庄出土的农器有十二作,经过分析,九件是普通可锻铸铁,两件是铸铁脱碳钢,只有一件是白口铁。二是技术水平有了进一步提高。凡处理过的器伴,中心很少有白口铁组织残留,石墨发育比较好,形态多和现代可锻铸铁相当。这些可锻铁中,有白心的,也有黑心的,多数是农具。 铸铁可锻化处理有十分重要的意义。在常温下,碳在铸铁中主要有两种存在形式:一是化合态,主要是渗碳体;二是自由石墨态,有条状、团絮状、球状石墨等。碳的存在形式不同,同一成分的铸铁,性能也是不尽相同的。白口铁中,碳全部以渗碳体形式存在,因渗碳体硬度很高,塑性极低,所以白口铁性硬而脆。通过可锻化处理,白口铁中的碳或以自由石墨态形式析出,或因氧化而去除,从而使材料强度提高,硬脆性减少,综合机械性能得到改善。战国中期以后,我国在农业、手工业中这样广泛地使用了铁器,可锻铸铁的发明和发展是起了重要作用的。 球墨可锻铸铁 球墨可锻铸铁因所含石墨呈球状而得名。它有比较高的强度、塑性和韧性,铸造加工性能也比较好。 1974年,河南渑池发掘了一个北魏铁器窖,里面藏有从汉代到北魏的铁器四千多件,种类有生产工具、兵器、日用器皿以及铸范、铁材等。有一件铁斧,整体经过脱碳退火处理,器件断面大部分相当于含碳百分之○·四的中碳钢,没有石墨析出。但在銎的底部发现有球状石墨,直径是二十微米,分布在平均厚度约三,二毫米、总长五十毫米的U形断面上,共约三十颗,外形比较规整。这类具有球状石墨的铸件在南阳瓦房庄、巩义市铁生沟等两汉冶铸遗址也有发现。特别值得指出的是巩义市铁生沟一件汉代铁钁,它的石墨发育良好,有明显的核心和放射性结构,和现行国家球墨铸铁标准一类A级相当。从现有研究资料看,这种球状石墨应是白口铁退火过程中得到的。 在国外,铸态球墨是1947年后使用了加入球化剂的方法才得到的。多年来,人们一直试图用白口铁退火的方式来获得球状石墨,但是难度很大。我国古代生铁含硅量长期偏低,在低硅的情况下,我国人民不但生产了大量具有絮状石墨的可锻铸铁,而且生产了部分球墨可锻铸铁,这在世界冶金史上是十分罕见的,实在难能可贵。
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2. 我国发明生铁冶炼技术是在什么时候
目前中国最早的陨铁文物是1972年在河北藁城台西村商代中期(公元前13世纪中期)遗址中发内现的铁刃青铜钺.这件容古兵器,经全面的科学考查,确定刃部是陨铁加热锻造成的.它表明我国商代人们已掌握一定水平的锻造技术和对铁的认识,熟悉铁加工性能,并认识铁与青铜在性质上的差别.但那时人们还不会利用铁矿石炼铁,而铁陨石又很少,所以当时的铁制品是十分珍贵的物品.
我国用铁矿石直接炼铁,早期的方法是块炼铁,后来用竖炉炼铁.在春秋时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的液态生铁,铸成铁器,应用于生产,并发明了铸铁柔化术.这一发明加快了铁器取代铜器等生产工具的历史进程.战国冶铁业兴盛,生产的铁器制品以农具、手工工具为主,兵器则青铜、钢、铁兼而有之.据记载,今山东临淄和河北邯郸铁矿等,春秋战国时期都已进行开采.
所以说中国古时候用铁矿石炼铁最早的标准答案是春秋时期!
3. 古代多少年发明了铁
我们通常说的“铁”分“生铁”和“熟铁”两种,包括“钢”在内,都是以铁(Fe)和碳(C)两种元素为主的一种合金。人们通常把含碳量在0.05%以下的叫熟铁,0.05%到2.0%的叫钢,2.0%到6.67%的叫生铁。
人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁,它是铁矿石在800到1000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。块炼铁和生铁比较起来,有如下几个缺点:一是它不能从炉里流出,取出铁块时,炉膛要受到不同程度的破坏,不能连续生产,生产率比较低,产量比较小。二是成形费工费时。三是所含非金属夹杂比较多,要通过反覆锻打才能排除。四是含碳量往往比较低,因而很软。生铁的冶炼温度是1150到1300摄氏度,出炉产品呈液态,可以连续生产,可以浇铸成型,非金属夹杂比较少,质地比较硬,冶炼和成形率比较高,从而产量和质量都大大提高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。
我国钢铁冶炼技术的发展道路和世界各国是不完全相同的。国外一般是先有块炼铁,经过长期缓慢发展之后才有生铁。国外最早的块炼铁据说是西元前1200年前后发明出来的(有土尔其境内赫梯族Hettler BC1200之说),但是直到西元十四世纪才有生铁。我国却不是这样。我国冶铁术不晚于商代中期,而且早在春秋时期已発现有生铁冶铁术,这就表明我国是世界上最早发明并使用生铁的国家。
1972年在石家庄藁城台西商代遗址中出土的铁刃铜钺,是目前我国发现的年代最早的铁器,也是人类最早使用和制造的铁器;而台西发现的铁矿石和经冶炼的铁矿渣,证明在3400多年前石家庄的先人已掌握了冶铁技术,为世界最早的铁矿渣。
我国现已发现确属春秋晚期的铁器共有九件;1951年在湖南长沙识字岭楚墓出土凹口锄一件;1952年在长沙龙洞坡楚墓出土刮刀一件;1958年在常德楚墓出土刮刀一件;1964年在江苏六合程桥吴墓出土铁丸一件;1972年在程桥另一吴墓出土铁条一件;1976年在长沙杨家山楚墓出土剑一件、刮刀一件、鼎形器一件;1978年在河南淅川下寺楚墓出土玉茎剑一件。上述楚吴铁器遗物经金相鉴定,杨家山铁剑系渗碳钢,程家桥铁丸是白口生铁,杨家山鼎形器是白口铸铁,程桥铁条则为块炼锻件。
战国中晚期,铁器在我国农业、手工业生产中占据了主导地位。据不完全统计,目前出土的战国铁质生产工具大约十六种左右,其中多数是生铁和它的柔化处理件,块炼铁处于辅助地位。这表明这时我国生铁生产已经有了比较大的发展。
我国生铁技术发明比较早的原因是多方面的,我们以为在技术上至少应包括以下几点:一是我国冶铜术中很早就使用了比较强的鼓风装置。二是很早就对冶炼用的原料进行了比较好的选择和处理。三是很早就发明了比较高大的冶炼竖炉。一般认为,我国生铁技术的发明和发展同青铜技术有密切的关系。
可锻铸铁
可锻铸铁原是白口铁经高温退火得到的一种高强度铸铁,具有一定的塑性和冲击韧性。依热处理条件的差别,又可分成白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种:白心可锻铸铁以脱碳为主,又叫脱碳可锻铸铁;黑心可锻铸铁以石墨化为主,又叫石墨化可锻铸铁。
国外的白心可锻铸铁是西元1722年由法国人首先发明的。西元1826年,美国人又发明了黑心可锻铸铁。此后一个相当长的时期里,人们都把白心可锻铸铁叫做“欧洲式可锻铸铁”,把黑心可锻铸铁叫做“美洲式可锻铸铁”。其实,这两种可锻铸铁,我国早在两千多年前都已经发明了。
“洛阳水泥制品厂战国早期灰坑遗址”出土过一件铁铲,铲体基本锈蚀,只在銎(qióng)部(装柄的孔)有部分金属残留,在金相显微镜下显示了黑心可锻铸铁组织,基体是铁素体,上面分布着团絮状退火石墨。这是到现在为止世界上经过科学分析的最早的铸铁可锻化退火处理件。战国中晚期后,可锻化处理工艺有了比较大的发展,主要表现在:第一,分布地域更广了。在北方,目前经分析过的有河北易县燕下都遗址的铁钁、铁锄、铁鐏等,在南方有湖北包山出土的空首斧、湖南长沙出土的铁铲等。第二,部分器件已经处理得比较好,器件断面基本上是可锻铸铁组织,中心没有白口铁残余,如燕下都的铁鐏等。汉代到南北朝时期,铸铁可锻化技术发展到比较成熟的阶段:一是使用范围有了进一步扩展。近年在山东薛城、河南南阳、渑池和巩义市,北京清河和大藻台,湖北铜绿山等地,都发现了这类器件。南阳瓦房庄出土的农器有十二作,经过分析,九件是普通可锻铸铁,两件是铸铁脱碳钢,只有一件是白口铁。二是技术水平有了进一步提高。凡处理过的器伴,中心很少有白口铁组织残留,石墨发育比较好,形态多和现代可锻铸铁相当。这些可锻铁中,有白心的,也有黑心的,多数是农具。
铸铁可锻化处理有十分重要的意义。在常温下,碳在铸铁中主要有两种存在形式:一是化合态,主要是渗碳体;二是自由石墨态,有条状、团絮状、球状石墨等。碳的存在形式不同,同一成分的铸铁,性能也是不尽相同的。白口铁中,碳全部以渗碳体形式存在,因渗碳体硬度很高,塑性极低,所以白口铁性硬而脆。通过可锻化处理,白口铁中的碳或以自由石墨态形式析出,或因氧化而去除,从而使材料强度提高,硬脆性减少,综合机械性能得到改善。战国中期以后,我国在农业、手工业中这样广泛地使用了铁器,可锻铸铁的发明和发展是起了重要作用的。
球墨可锻铸铁
球墨可锻铸铁因所含石墨呈球状而得名。它有比较高的强度、塑性和韧性,铸造加工性能也比较好。
1974年,河南渑池发掘了一个北魏铁器窖,里面藏有从汉代到北魏的铁器四千多件,种类有生产工具、兵器、日用器皿以及铸范、铁材等。有一件铁斧,整体经过脱碳退火处理,器件断面大部分相当于含碳百分之○·四的中碳钢,没有石墨析出。但在銎的底部发现有球状石墨,直径是二十微米,分布在平均厚度约三,二毫米、总长五十毫米的U形断面上,共约三十颗,外形比较规整。这类具有球状石墨的铸件在南阳瓦房庄、巩义市铁生沟等两汉冶铸遗址也有发现。特别值得指出的是巩义市铁生沟一件汉代铁钁,它的石墨发育良好,有明显的核心和放射性结构,和现行国家球墨铸铁标准一类A级相当。从现有研究资料看,这种球状石墨应是白口铁退火过程中得到的。
在国外,铸态球墨是1947年后使用了加入球化剂的方法才得到的。多年来,人们一直试图用白口铁退火的方式来获得球状石墨,但是难度很大。我国古代生铁含硅量长期偏低,在低硅的情况下,我国人民不但生产了大量具有絮状石墨的可锻铸铁,而且生产了部分球墨可锻铸铁,这在世界冶金史上是十分罕见的,实在难能可贵。
4. 生铁炼制技术是在什么时期发明的
我国,生铁的炼制为时甚早,远在夏禹之前已知使用铁制农具。中国古代炼钢亦均用鼓风的炼铁熔,炉是用盐拌和泥土砌成。周初以后由于风箱的发明,炼铁业趋于兴盛;不过大规模采用新式高炉为时较迟。清末督抚张之洞倡设铁政局,直到光绪十六年才创办汉阳钢铁厂,冶炼大冶矿。到光绪廿一年,中国第一座日产生铁一百吨的新式炼铁高炉才于汉阳钢铁厂正式生产,此亦为我国新法炼铁的开始。
5. 铁器是谁发明的
铁器是小亚细亚东部山地的赫梯人发明的。早期铁器时代在青铜时代之后,但人类知道铁,并不比认识青铜晚。在埃及前王朝时期的墓葬及乌尔王陵里,就出土过铁,而埃及前王朝还处在铜石并用时代,乌尔第一王朝时期也只是刚刚进入青铜时代。
不过当时的铁大多是陨铁,所谓人工制品,只是偶然熔化铁矿石得到的。真正的人工铁到公元前1400年左右才出现,冶铁技术的发明者,是小亚细亚东部山地的赫梯人。
铁器发明后,因赫梯国王严禁冶铁术外传,在一段时间里,铁的产量极少,价格昂贵,铁器只被当作珍贵礼品在一些国家的宫廷里传送。
直到前13世纪赫梯王国灭亡,铁的垄断被打破,人类历史上的铁器时代才真正来临。与赫梯临近的今巴勒斯坦、叙利亚和希腊地区首先学会了冶铁,这些地区在公元前10世纪用铁已很普遍。以后,冶铁术经叙利亚传入两河流域、中亚和北非,又经希腊传到东欧和西欧。
(5)生铁发明扩展阅读
西周末年是中国的早期铁器时代。这是中国开始大规模冶炼铁器并将其运用到生产生活中的时代。初期制作的铁器多为削、刀等一些小工具。1976年,湖南省长沙杨家山65号墓(相当春秋晚期)中甚至还出土了一把锻制的中碳钢剑,长38.4厘米。
经鉴定:它含碳达0.5%左右,并经过高温退火处理,金相组织比较均匀。战国中期以后,铁工具在农业和手工业中逐渐替代传统的铜工具而取得支配地位,在社会生产和生活中发挥着巨大的作用。炼铁技术也不断提高,铁器遍布七国,并传播到北方的匈奴和南方的百越。
冶金业在中国的出现虽然晚于西亚和欧洲,但它的发展却比它们迅猛,并在以后的相当长的一段时间,走在世界冶金技术的前列。
6. 铸铁的发展起源
铸铁是块炼铁和液态炼铁发展过程中的产物。块炼铁最早出现在西南亚地区,公元前1200~前1000年,其使用已达到一定规模。公元前8O0年冶炼方法传到欧洲;公元前500年传到英国。块炼铁是一种最原始的炼铁方法。其炼铁炉用石头或粘土砌成,炉身甚矮,侧开小孔,插入陶土制的风管,用皮囊送风;使用富铁矿石,以木炭或木柴为燃料。约在1000℃温度下进行固体还原,炼成的铁沉落于炉底,待炉冷后取块。每炼一炉必须重新升火,炉温上不去。此种铁结构疏松、氧化夹杂多,几乎不含碳、硅、锰等元素,所以铁块柔软,可在一定温度下锻打,排除夹杂并成型,称为镖铁、锻铁或海绵铁。
中国在公元前6世纪就进行了液态炼铁,比西方约早干余年。块炼铁炉温较低,化学反应慢,故产量低,夹杂又多,在炼铜竖炉大风机的启发下,创造出液态炼铁。炉子加高,炉内煤气流与矿石接触时间长,矿石预热效果提高,鼓风增强,燃烧旺盛,炉子可长时间保持较高温度状态(>1200℃),木炭的增碳作用也相应增强,因而获得液态铸铁。铸zhu中国是世界上生产铸铁件最早的国家之一,根据《左传》记载,昭公29年(公元前513年)晋国铸出铸铁刑鼎,重达270kg,鼎上铸出刑律全文,这是中国铸造大件的最早记载。隋唐以后,大型铸件的生产愈来愈多,公元953年即中国五代周广顺三年,铸造出沧州大铁狮。
战国时期铁器出土分布图
中国在春秋末战国初期铁业生产发展迅速,当时铸铁农具的生产尤为突出,如1955年河北石家庄赵国遗址出土的铸铁农具几乎占全部工具(包括骨、石材料)的65%,河北兴隆出土的大批铁范(金属型),用于铸造农具的约占60%左右。这说明中国于战国中期已迈入铁器时代。根据解放后的考证,北起辽宁,南到两广,西到四川,东至山东,西北到甘肃,以黄河南北中原为中心,是中国古代铸铁冶炼和生产铁器的重要地区(图3)。中国古代冶金比欧洲先进,尤其是掌握铸造技术比欧洲约早千余年在汉代铁的经营管理已经提到议事日程,《盐铁论》一书就是证明。公元1637年明末宋应星所著《天工开物》,此书详细记载了中国当时的冶金、铸造技术。铸铁虽然历史悠久,但发展缓慢,从清代以来,铸造技术长期停滞不前,直到1949年后才逐步得到发展,全国已形成教育、科研和生产系统。
7. 谁发明了铁
我们通常说的“铁”分“生铁”和“熟铁”两种,包括“钢”在内,都是以铁(Fe)和碳(C)两种元素为主的一种合金。人们通常把含碳量在0.05%以下的叫熟铁,0.05%到2.0%的叫钢,2.0%到6.67%的叫生铁。 人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁,它是铁矿石在800到1000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。块炼铁和生铁比较起来,有如下几个缺点:一是它不能从炉里流出,取出铁块时,炉膛要受到不同程度的破坏,不能连续生产,生产率比较低,产量比较小。二是成形费工费时。三是所含非金属夹杂比较多,要通过反覆锻打才能排除。四是含碳量往往比较低,因而很软。生铁的冶炼温度是1150到1300摄氏度,出炉产品呈液态,可以连续生产,可以浇铸成型,非金属夹杂比较少,质地比较硬,冶炼和成形率比较高,从而产量和质量都大大提高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。 我国钢铁冶炼技术的发展道路和世界各国是不完全相同的。国外一般是先有块炼铁,经过长期缓慢发展之后才有生铁。國外最早的块炼铁据说是公元前1200年前后发明出来的(有土爾其境內赫梯族Hettler BC1200之說),但是直到公元十四世纪才有生铁。我国却不是这样。我国冶铁术不晚于商代中期,而且早在春秋時期已発現有生铁冶铁术,这就表明我国是世界上最早发明并使用生铁的国家。 1972年在石家庄藁城台西商代遗址中出土的铁刃铜钺,是目前我国发现的年代最早的铁器,也是人类最早使用和制造的铁器;而台西发现的铁矿石和经冶炼的铁矿渣,证明在3400多年前石家庄的先人已掌握了冶铁技术,為世界最早的铁矿渣。 我国现已发现确属春秋晚期的铁器共有九件;1951年在湖南长沙识字岭楚墓出土凹口锄一件;1952年在长沙龙洞坡楚墓出土刮刀一件;1958年在常德楚墓出土刮刀一件;1964年在江苏六合程桥吴墓出土铁丸一件;1972年在程桥另一吴墓出土铁条一件;1976年在长沙杨家山楚墓出土剑一件、刮刀一件、鼎形器一件;1978年在河南淅川下寺楚墓出土玉茎剑一件。上述楚吴铁器遗物经金相鉴定,杨家山铁剑系渗碳钢,程家桥铁丸是白口生铁,杨家山鼎形器是白口铸铁,程桥铁条则为块炼锻件。 战国中晚期,铁器在我国农业、手工业生产中占据了主导地位。据不完全统计,目前出土的战国铁质生产工具大约十六种左右,其中多数是生铁和它的柔化处理件,块炼铁处于辅助地位。这表明这时我国生铁生产已经有了比较大的发展。 我国生铁技术发明比较早的原因是多方面的,我们以为在技术上至少应包括以下几点:一是我国冶铜术中很早就使用了比较强的鼓风装置。二是很早就对冶炼用的原料进行了比较好的选择和处理。三是很早就发明了比较高大的冶炼竖炉。一般认为,我国生铁技术的发明和发展同青铜技术有密切的关系。 可锻铸铁 可锻铸铁原是白口铁经高温退火得到的一种高强度铸铁,具有一定的塑性和冲击韧性。依热处理条件的差别,又可分成白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种:白心可锻铸铁以脱碳为主,又叫脱碳可锻铸铁;黑心可锻铸铁以石墨化为主,又叫石墨化可锻铸铁。 国外的白心可锻铸铁是公元1722年由法国人首先发明的。公元1826年,美国人又发明了黑心可锻铸铁。此后一个相当长的时期里,人们都把白心可锻铸铁叫做“欧洲式可锻铸铁”,把黑心可锻铸铁叫做“美洲式可锻铸铁”。其实,这两种可锻铸铁,我国早在两千多年前都已经发明了。 “洛阳水泥制品厂战国早期灰坑遗址”出土过一件铁铲,铲体基本锈蚀,只在銎(qióng)部(装柄的孔)有部分金属残留,在金相显微镜下显示了黑心可锻铸铁组织,基体是铁素体,上面分布着团絮状退火石墨。这是到现在为止世界上经过科学分析的最早的铸铁可锻化退火处理件。战国中晚期后,可锻化处理工艺有了比较大的发展,主要表现在:第一,分布地域更广了。在北方,目前经分析过的有河北易县燕下都遗址的铁钁、铁锄、铁鐏等,在南方有湖北包山出土的空首斧、湖南长沙出土的铁铲等。第二,部分器件已经处理得比较好,器件断面基本上是可锻铸铁组织,中心没有白口铁残余,如燕下都的铁鐏等。汉代到南北朝时期,铸铁可锻化技术发展到比较成熟的阶段:一是使用范围有了进一步扩展。近年在山东薛城、河南南阳、渑池和巩义市,北京清河和大藻台,湖北铜绿山等地,都发现了这类器件。南阳瓦房庄出土的农器有十二作,经过分析,九件是普通可锻铸铁,两件是铸铁脱碳钢,只有一件是白口铁。二是技术水平有了进一步提高。凡处理过的器伴,中心很少有白口铁组织残留,石墨发育比较好,形态多和现代可锻铸铁相当。这些可锻铁中,有白心的,也有黑心的,多数是农具。 铸铁可锻化处理有十分重要的意义。在常温下,碳在铸铁中主要有两种存在形式:一是化合态,主要是渗碳体;二是自由石墨态,有条状、团絮状、球状石墨等。碳的存在形式不同,同一成分的铸铁,性能也是不尽相同的。白口铁中,碳全部以渗碳体形式存在,因渗碳体硬度很高,塑性极低,所以白口铁性硬而脆。通过可锻化处理,白口铁中的碳或以自由石墨态形式析出,或因氧化而去除,从而使材料强度提高,硬脆性减少,综合机械性能得到改善。战国中期以后,我国在农业、手工业中这样广泛地使用了铁器,可锻铸铁的发明和发展是起了重要作用的。 球墨可锻铸铁 球墨可锻铸铁因所含石墨呈球状而得名。它有比较高的强度、塑性和韧性,铸造加工性能也比较好。 1974年,河南渑池发掘了一个北魏铁器窖,里面藏有从汉代到北魏的铁器四千多件,种类有生产工具、兵器、日用器皿以及铸范、铁材等。有一件铁斧,整体经过脱碳退火处理,器件断面大部分相当于含碳百分之○·四的中碳钢,没有石墨析出。但在銎的底部发现有球状石墨,直径是二十微米,分布在平均厚度约三,二毫米、总长五十毫米的U形断面上,共约三十颗,外形比较规整。这类具有球状石墨的铸件在南阳瓦房庄、巩义市铁生沟等两汉冶铸遗址也有发现。特别值得指出的是巩义市铁生沟一件汉代铁钁,它的石墨发育良好,有明显的核心和放射性结构,和现行国家球墨铸铁标准一类A级相当。从现有研究资料看,这种球状石墨应是白口铁退火过程中得到的。 在国外,铸态球墨是1947年后使用了加入球化剂的方法才得到的。多年来,人们一直试图用白口铁退火的方式来获得球状石墨,但是难度很大。我国古代生铁含硅量长期偏低,在低硅的情况下,我国人民不但生产了大量具有絮状石墨的可锻铸铁,而且生产了部分球墨可锻铸铁,这在世界冶金史上是十分罕见的,实在难能可贵 关于最早的炼铁技术是谁发明的问题有好多不同的说法,一说是前1400多年两河流域北部的米坦尼王国,一说是赫梯,一说是巴比伦人。但是可以肯定的是炼铁技术最早出现在两河流域,中国史学家也承认中国是“较早”发明炼铁技术的国家。不过后来在技术的发展上中国人后来居上,在汉朝领先世界了。
8. 中国发明生铁冶炼技术的时间是在哪个年代
我国发明抄生铁冶炼技术是在春秋后期。
从近来考古发掘出土的春秋战国之际铁器来看,有用“块炼法”制造的,也有用铸铁铸造的,更有把铸铁件经过加热退火柔化处理而成为展性铸铁的.①从炼得铸铁,铸成器件,进而采用加热退火的方法,对铸铁件加以柔化处理,必须有一个试验改进的过程.由此可以断定,我国铸铁冶炼技术的发明,应该更要早些.至少到春秋晚期,中原地区这种铸铁冶炼技术已经比较成熟,我们从公元前五一三年晋国铸刑鼎这件事,就可以了解这一点.我们知道,要把刑书铸在铁鼎上,不是件简单的事.即使这部刑书的文字不多,总该有些条文,要把这些条文铸到铁鼎上,这个“铸型”不会大小,所需流动状态的铸铁也不会太少,否则的话,就不可能铸成功.毫无疑问,中国古代由于改进了炼炉的鼓风方法,提高了炼炉的温度,很早就发明冶炼铸铁的技术,使炼出的铁成为液体,从而加速了冶铁过程,提高了铁的生产率.这对于冶铁业的发展和铁工具的推广使用是具有决定意义的.