中国古代对铁的冶炼中国开始和使用铁器的年代,目前尚无定论。考古发现的最早人工冶炼铁器属于春秋时期目前已知有大约二十件左右,有凹形锄(臿)刃,梯形锛刃、削、刮刀、剑、鼎等,经金相核验,多数属固态还原的块炼铁(指不含炭的铁)。战国时期,掌握了块炼渗碳钢及其淬火工艺,大大提高了铁器的实用性能,为战国中期以后的铁器大量应用于军事和农业生产创造了技术条件。 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,在湖南省长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...