炒鋼

炒鋼因在治煉過程中要不斷地提半好像炒

菜樣而得名。炒鋼的原料是生鐵，操作要點(diǎn)是

把生鐵加熱到波態(tài)或半波態(tài)，利用鼓風(fēng)成撒人

精礦粉等方法，令硅錳、碳氧化，把含碳量降低

到鋼和熟鐵的成分范圍。炒自的產(chǎn)品多是低碳

時(shí)收2鴨樹但是 如果應(yīng)制導(dǎo)負(fù)子， 也可品碼室中中心

鋼和高碳鋼。

炒鋼工藝大約發(fā)明于西漢，文獻(xiàn)上關(guān)于炒

鋼的記載最早見于東漢(太平經(jīng)》。炒鋼的優(yōu)點(diǎn)

是成分可適當(dāng)控制，生產(chǎn)率比較高，質(zhì)量也比較

好。在現(xiàn)代，人們常把由礦石直接制夠的工藝叫

步冶煉或直接治煉， 而把先由礦石冶煉成生

鐵、然后再由生鐵煉鋼的工藝叫兩步治煉成間

接治煉。炒銅的生產(chǎn)過程也分兩步:先煉生鐵，

后煉鋼。因而在某種意義上說.炒有的出現(xiàn)便是

兩步煉鋼的開始，是具有時(shí)代意義的重大事

件、它進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)古代鐵器的廣泛使用

和社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

十八世紀(jì)中葉.英國(guó)發(fā)明了炒鋼法，馬克思

懷著極大的熱情給予了很高的評(píng)價(jià)，說不管怎

樣贊許也不會(huì)夸大了這一革新的重要意義。

百煉鋼

“百煉鋼"以一.種含碳量比較高的炒煉產(chǎn)

品作為原料,操作要點(diǎn)是反覆加熱鍛打，千錘

百煉。現(xiàn)在見到的最早百煉鋼實(shí)物是東漢晚期

的制件。

宋代沈括《夢(mèng)溪筆談》卷三曾對(duì)百煉鋼的工

藝操作作了比較詳細(xì)的記載，說把"精鐵"鍛煉

百多火，一鍛一稱一 輕,待到斤兩不減，就成

“純鋼”了;“凡鐵之有鋼者，如面中有筋,濯盡柔

|面，則面筋乃見?！鄙蚶ㄋf的“精鐵”,不應(yīng)是生

鐵，也不是現(xiàn)代意義的熟鐵，由建初“五十口”長(zhǎng)

劍、永初”“卅口大刀”等器物的科學(xué)考察，以及有

關(guān)文獻(xiàn)來看，應(yīng)是含碳量稍高的一種炒煉產(chǎn)品。

這種炒煉產(chǎn)品所含非金屬夾雜是比較多的。一

鍛一稱一輕,是因?yàn)橹饾u排除這些夾雜，氧化鐵

皮不斷產(chǎn)生并脫落了。說最后“斤兩不減”,這是

相對(duì)來說的，實(shí)際上，不斷地加熱鍛打，氧化鐵

皮不斷地產(chǎn)生又脫落，重量總要不斷減輕的。滲

碳和脫碳都不是百煉過程的主要環(huán)節(jié)。百煉鋼

工藝的主要操作是反覆加熱鍛打。鍛打可以去

除夾雜，減小殘留夾雜的尺寸，使成分均勻，組

織致密，有時(shí)也可以細(xì)化晶粒,從而使材料強(qiáng)度

大大提高。

百煉鋼是在塊鐵滲碳鋼反覆鍛打的基礎(chǔ)

， 上，伴隨著炒鋼技術(shù)、刀劍工藝的發(fā)展而興起的。

“十煉”,“三十煉”的說法在公元前一世紀(jì)的西漢

后期就已出現(xiàn),最初是用在煉銅上的。魏晉時(shí)期

百煉鋼發(fā)展到了鼎盛的階段,之后,雖因一些技

術(shù)和社會(huì)的原因而有所減弱，但一直沿用到了明

清時(shí)期。百煉鋼制作比較艱難成本比較高，主要

用來制造寶刀、寶劍等類 貴重器物，它凝聚著

我國(guó)古代勞動(dòng)人民的勤勞和智慧，一定 程度上

反映了當(dāng)時(shí)金屬冶煉和力加工技術(shù)的先進(jìn)水平，

鑄鐵脫碳鋼

護(hù)鐵脫酸何是用熱處理友法制作出來的。

它的操作要點(diǎn)是先生產(chǎn)出白口鐵鑄件，然后在

氧化性氣氛中脫碳退火，使含碳量降低到鋼的

成分范圍以下，不析出或很少析出石墨。它的金

相組織同近代的鋼和熟鐵相似。鑄鐵脫碳技術(shù)

大約可以追溯到戰(zhàn)國(guó)早期。洛陽(yáng)水泥制品廠戰(zhàn)

國(guó)早期灰坑遺址出土過兩件鐵鎮(zhèn)，對(duì)其中件

的銎部作了金相分析，知道它的表層已經(jīng)脫碳，

稍里是珠光體,中心是白口鐵組織。這表明鐵錛

進(jìn)行過不完全的脫碳退火處理，應(yīng)屬鑄鐵脫碳

鋼的前身或早期階段。經(jīng)秦漢、魏、晉到南北朝

時(shí)期，這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展到相當(dāng)成熟的階段，主要表

現(xiàn)在:第一，進(jìn)行這種處理的器物更多了。近年

在北京大葆臺(tái)河北武安和河南澠池、南陽(yáng)瓦房

莊、鄭州古滎鎮(zhèn)、魯山望城崗等處都有發(fā)現(xiàn)，種

類有鐵斧、鐵剪、鐵鏟、鐵小刀、鐵鑿、鐵笄、鐵

犁鐵鏵等成形件,以及梯形和長(zhǎng)方形的小鐵板

等半成品件。第二，多數(shù)器件的整個(gè)斷面都已經(jīng)

脫碳成鋼或熟鐵，中心再?zèng)]有白口鐵組織殘余，

沒有或只有微量石墨在晶粒間界析出。第三,部

分器件在整體脫碳成鋼或熟鐵后，經(jīng)過局部鍛

打、刃部滲碳或其他加工，獲得了更加良好的使

用性能。第四，鑄鐵脫碳鋼主要用作手工業(yè)工具

的斧、剪以及農(nóng)具的鐮類鋒刃器 ，而-般可鍛

鑄鐵主要用作農(nóng)具的鋤、口、鏟類,至于鐵釜、

鐵范、軸承類生活用器、生產(chǎn)工具和交通用

具，多用白口鐵和灰口鐵制作，說明當(dāng)時(shí)人們對(duì)

這些材質(zhì)的性能已經(jīng)有了相當(dāng)認(rèn)識(shí)，也說明鑄

鐵脫碳鋼技術(shù)、可鍛化處理技術(shù)已經(jīng)達(dá)到比較

高的水平。南北朝時(shí)期以后，由于炒鋼等冶煉工

藝和加工工藝的發(fā)展等，鑄鐵脫碳鋼技術(shù)、可鍛

鑄鐵技術(shù)逐漸失去了它們?cè)谏a(chǎn)中的重要地

位,唐代以后就很少看到了。

鑄鐵脫碳鋼的發(fā)明具有十分重要的意義。

古代一般是沒有鑄鋼的，而鍛鋼生產(chǎn)率很低，加

工成形比較難，所含雜質(zhì)比較多。我國(guó)古代利用

生鐵生產(chǎn)率比較高容易成型夾雜比較少的優(yōu)

點(diǎn),通過脫碳退火的辦法,得到一一種組織和性能

同近代鑄鋼相近的鑄件，這是我國(guó)古代冶金技

術(shù)上的一項(xiàng)重大發(fā)明。

灌鋼

，所謂”灌鋼”.用末代蘇源的話來說，就是“以

生柔相雜和，用以作刀劍鋒刃者”。“生“就是生

鐵,“柔”應(yīng)是種可銀鐵， 只從含碳量看，應(yīng)包括

現(xiàn)代意義的和熟鐵。所以依蘇頌所說，灌鋼號(hào)是

由生鐵和可般鐵在起合煉得到的用來制作刀

劍來刀的種含碳比交高 、質(zhì)量比交好的管。

灌鋼發(fā)明時(shí)間似可追溯到漢魏晉時(shí)期。南

北朝時(shí)期，灌鋼工藝有了一定的發(fā)展 .南朝梁代

陶弘景說灌鋼是“雜煉生口作刀鐮者”。既然濫

鋼已用作刀、鐮類普通生產(chǎn) 工具和生活用器，

可見它的生產(chǎn)已經(jīng)比較普遍。北朝東魏北齊間

的綦毋懷文用灌鋼制造了一把大鋼刀，叫“宿鐵

刀”，“斬甲過三十機(jī)”，非常鋒利。

在歷史上，灌鋼有過好幾種不同的操作工

藝。種是把生鐵和柔鐵片捆在 起，用泥封

住，人爐治煉，如沈括(夢(mèng)溪筆談》卷三所說:“用

柔鐵屈盤之.乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令

相入，謂之“團(tuán)鋼" ,亦謂之‘灌鋼"?！?/p>

種是把生鐵放在熟鐵可鍛鐵片的 上面，

生鐵先化,滲淋到熟鐵中如宋應(yīng)星(天工開物》

卷十四所說:“用熟鐵打成薄片如指頭闊，長(zhǎng)寸半

許，以鐵片束包尖緊生鐵安置其上，又用破

草履蓋其上，泥涂其底下，洪爐鼓精，火力到

時(shí)，生鋼先化，滲淋熟鐵之中,兩情投合。取出

加錘，再煉再錘，不而足。俗名團(tuán)鋼，亦日灌

鋼者是也。

種是“蘇鋼" ,它是灌鋼發(fā)展的高級(jí)階段，

灌鋼的優(yōu)點(diǎn)在這里得到了最充分的表現(xiàn)。蘇鋼

操作的要點(diǎn)是:先把熟鐵料放到爐里鼓風(fēng)加熱，

后把生鐵的-端斜放到爐口里加熱。 當(dāng)爐溫達(dá)

到一千三百攝氏度左右時(shí)，爐里生鐵不斷熔滴，

熟鐵料已經(jīng)軟化，便用鉗子鉗住生鐵塊，使鐵水

均勻地澆淋到熟鐵料上。澆淋完畢后，停止鼓風(fēng)，

夾出鋼團(tuán)，砧上錘擊，去除夾雜。一般要滲淋兩

次。蘇鋼冶煉高明的地方有兩點(diǎn):一是熟鐵組織

比較疏松,所含氧化夾雜比較多,硅、錳、碳含量

比較高，灌煉時(shí)氧化反應(yīng)比較劇烈，有利于渣、鐵

分離。二是熟鐵所含鐵氧化物和生鐵中的碳作

用后，部分鐵可被還原出來,提高了金屬獲得率。

灌鋼以生鐵和可鍛鐵作為原料，灌煉操作

在生鐵熔點(diǎn)以上進(jìn)行，因此生產(chǎn)率比較高,渣、

鐵分離比較好:人們可以通過控制原料配比和

鼓風(fēng)等操作來控制產(chǎn)品成分,因此產(chǎn)品質(zhì)量也比

較好。在公元1740年坩堝波態(tài)煉鋼法發(fā)明以

前,世界上制鋼工藝基本上屬于固態(tài)冶煉和半液

態(tài)冶煉,渣、鐵分離比較難。像灌鋼這樣成分比

較容易控制,渣、鐵分離也比較好，在古代制鋼技

術(shù)中是十分

罕見的。