第130章 百炼成钢 (第2/2页)

使得铁块具有了更好的性能。

    随着技术进度，炼出来的铁块纯度越来越高，含碳量也逐渐降低，这又导致铁器比较软也不耐磨。为了进一步增强铁的机械性能，在更晚些发展出来的“渗碳”工艺就是在高温条件下增加铁器表面的含碳量，从而增加硬度。将钢材再次加热，打制成器具形状后，还要进行淬火硬化。简单来说就是将烧至白热的钢料，用水或其它淬火液迅速降温，使得钢表面的晶体在快速冷确的过程中以发生形态的变化，以获得更高的硬度。有时因为淬火后器具变得过脆，还要再进行回火。

    为了防锈还会进行一些表面处理。在缺少工具和技术的远古时期，要练出一些铁用以制备器具是非常困难的，这也是“锻炼”一词能够成为强健体魄的代名词的原因吧。但是铁器对于人类文明而言，则意味着一个新时代的到来。

    当然古代炼铁也是一个不断发展的过程。至迟在春秋晚期，古代劳动人民已经创造了在较低温度（800c－1000c）下用木炭还原铁矿石的方法炼出比较纯净但是质地疏松的“块炼铁”（也称“海绵铁”）。这是一个氧化还原反应，发生条件为高温，即不需铁完全熔化也能发生。此后，青铜鼓铸技术不断发展，鼓风进一步强化已经可使温度达到1100－1200c（铜的熔点为1083c，铁为1538c）。此温度下，块炼法中被木炭还原生成的铁迅速吸收碳，使铁开始熔化和全部熔化的温度逐渐下降：含碳量为2.0％时，开始熔化的温度1146c，全熔温度从纯铁的1538c降低到1380c；含碳量超过2.0％时，开始熔化温度仍为1146c，而全熔温度继续下降；当含碳量≥4.3％时，铁全部在1146c熔化。当温度在1146c以上时，含2％碳的铁碳合金已经局部熔化，出现液体，因此吸收碳的速度迅速提高，逐步熔化成为生铁。于是，铁就炼成了，这种方法炼出来的铁一般碳含量都＞2％，熔点比纯铁大大降低，很容易被熔化，因此称之为“生铁”。冶铁工业所冶炼出的“铁”，并不是纯铁，而是广义的铁，主要有三大类：熟铁、钢和生铁，含碳量依次增加。前文所讲的“块炼法”氧化还原所得到的铁纯度很高，即为熟铁。战国晚期，冶铁工匠掌握了把上述块炼铁渗碳制钢的方法：与木炭中在900c以上长期加热或锻造时在木炭中反复加热，碳渗入铁内，成为钢。此后，“百炼钢”工艺形成，多次的反复锻打使钢中碳的均匀性逐渐改善，钢的质量有了较大提高。西汉中叶以前，锻件与铸件分别用块炼铁和生铁作为原料。（原因是块炼铁熔点较高，不易熔化浇铸；而生铁孔隙率高，机械性能差，不适用反复的锻压。）

    西汉至东汉早期，出现了炒钢技术：将生铁加热成为半液体半固体状态，并进行搅拌，利用铁矿石或空气中的氧进行脱碳，以获得不同含碳量的钢和熟铁。

    不知不觉中，已经到了初四！特别感谢帝国联邦皇帝、阅起文点纨绔二世祖太子爷、广州积土为山、土圭等书友在春节期间每天不间断的大力支持！