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古代的钢铁有哪些

发布时间:2021-02-04 17:32:29

1. 古代的冶炼技术有哪些

1、铸铁柔化技术: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。它分为两种工艺:一种是在氧化气氛下对白口铸铁件进行退火脱碳处理,使之成为白心可锻铸铁;另一种是在中性或弱氧化气氛下,对白口铸铁件进行长时间高温退火处理,使之成为黑心可锻铸铁。铸铁柔化处理技术的发明,有着非常重要的意义,通过它得到的可锻铸铁,既有较高的硬度,又有较好的韧性,这使生铁广泛用作生产工具成为可能。
2、高炉炼铁技术:也叫竖炉炼铁技术,竖炉炼铁是一种经济而有效的炼铁方法,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。燃烧产生的高温煤气穿过料层上升把热量传给炉料。其中所含一氧化碳同时对氧化铁起还原作用。这样燃烧的热能和化学能同时得到比较充分的利用。下层的炉料被逐渐还原以至溶化,上层的炉料便从炉顶徐徐下降,炉料被预热而能达到更高的温度。中国是世界最早使用竖炉炼铁的国家。春秋末年已经使用竖炉冶铸生铁了,开始一般采用木炭用原料。汉代可能使用煤炭作治铁燃料,然而用煤冶炼缺点很多,容易堵塞炉硝,并把煤中硫、磷等杂质带入铁中。16世纪时我国发明了炼焦技术,焦炭炼铁不仅解决了燃料问题,而且焦炭质地坚硬,可以承受较大的压力,使炉子能够加高、增大,产量大幅度增长。焦炭又是多孔的,有利于炼铁过程中化学反应进行,所以是极为理想的燃料和还原剂,自那时起一直使用至今。
3、炒钢技术:炒钢因在冶炼过程中要不断地搅拌好像炒菜一样而得名。 炒钢的原料是生铁,操作要点是把生铁加热到液态或半液态,利用鼓风或撒入精矿粉等方法,令硅、锰、碳氧化,把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。炒钢的产品多是低碳钢和熟铁,但是如果控制得好,也可以得到中碳钢和高碳钢。炒钢的优点是成分可适当控制,生产率比较高,质量也比较好。在现代,人们常把由矿石直接制钢的工艺叫一步冶炼或直接冶炼,而把先由矿石冶炼成生铁、然后再由生铁炼钢的工艺叫两步冶炼或间接冶炼。炒钢的生产过程也分两步:先炼生铁,后炼钢。因而在某种意义上说,炒钢的出现便是两步炼钢的开始,是具有划时代意义的重大事件。它进一步促进了我国古代铁器的广泛使用和社会生产力的发展。迄今世界上年代最早的炒钢冶金技术,我国在西汉早期就已发明和广泛应用了。十八世纪中叶,英国发明了炒钢法,在产业革命中起了很大的作用。
4、淬火技术:西汉时期,将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性。
5、低温炼钢法:炉温不超过1000℃,此法看似原始,但相比近代的高温炼钢法,能炼出品质纯良的好钢。不过高温炼出的钢材较软,易打造成形,而低温炼出的钢材较硬,较难打造较费人工。
6、百炼钢技术:我国在春秋时就有了炼钢生产,而最初的钢都是海绵铁。炼钢时,把海绵铁放入炉内,让它在受热中渗碳。到一定温度后拿出来煅打,这就是最早炼成的钢。后来人们在冶炼中发现,反复加热煅打的次数越多,钢件越硬。所以,在以后的生产过程中,工匠们都有意地增加煅打加热的反复次数,并作为一种国家的工艺固定下来了,这就是百炼成钢工艺的起源。我国的百炼钢技术的萌芽出现在西汉时期;东汉时,百炼钢工艺已趋成熟,当时“炼”的工艺分为“三十炼”、“五十炼”、“百炼”等由此也产生了“百炼成钢”这一成语;魏晋南北朝是百炼钢的鼎盛时期。百炼钢碳分比较多,组织更加细密,成份更加均匀,所以钢的品质提高,主要用于制作宝刀、宝剑。
7、灌钢法:大约在东汉末,可能出现炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式;南北朝时,綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善;南朝齐、梁时的陶弘景首先记载了灌钢法。綦毋怀文的炼钢方法是:“烧生铁精,以重柔铤,数宿则成钢”,就是说,选用品位比较高的铁矿石,冶炼出优质生铁(含碳量2%到6.67%的称为生铁),然后,把液态生铁浇注在熟铁上(一般把含碳量小于0.05%的称为熟铁),经过几度熔炼,使铁渗碳成为钢(含碳量0.05%到2%的称为钢)。由于是让生铁和熟铁“宿”在一起,所以炼出的钢被成为“宿铁”。灌钢法是中国古代炼钢技术上一个了不起的成就。同百炼法等比较,其优点是(1)生铁作为1种渗碳剂,因熔化后温度高,加速向熟铁中渗碳的速度,缩短冶炼时间,提高生产率;(2)熟铁因为碳的渗入而成为钢,生铁由于脱碳也可以变成钢,增加了钢的产量;(3)在高温下,液态生铁中的碳、硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生反应,去除杂质,纯化金属组织,提高金属品质;(4)灌钢法操作简便,容易掌握,要想得到不同含碳量的钢,只要把生铁和熟铁按一定比例配合好,加以熔炼,就可获得。

2. 古代钢铁是如何练成的

中国古代炼铁铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。

1、我国炼铁始于春秋时代。那时候的炼铁方法是块炼铁,即在较低的冶炼温度下,将铁矿石固态还原获得海绵铁,再经锻打成的铁块。

2、冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。我国在掌握块炼铁技术的不久,就炼出了含碳2%以上的液态生铁,并用以铸成工具。 战国初期,我国已掌握了脱碳、热处理技术方法,发明了韧性铸铁。

3、战国后期,又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)。

4、西汉时期,出现坩埚炼铁法。同时,炼铁竖炉规模进一步扩大。

1975年,在郑州附近古荥镇发现和发掘出汉代冶铁遗址,场址面积达12万m2,发掘出两座并列的高炉炉基,高炉容积约50m3。西汉时期还发明了“炒钢法”,即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺,产品称为炒钢。同时,还兴起“百炼钢”技术。

5、东汉(公元25~220年),光武帝时,发明了水力鼓风炉,即“水排”。我国古代水排的发明,大约比欧洲早1100多年。

6、汉代以后,发明了灌钢方法。《北齐书·綦母怀文传》称为“宿钢”,后世称为灌钢,又称为团钢。这是中国古代炼钢技术的又一重大成就。

(2)古代的钢铁有哪些扩展阅读:

1、我国古代炼钢技术至迟发明于春秋晚期。由先秦到西汉中晚期,主要制钢工艺是块铁渗碳法;由汉代到明清,主要又是炒钢法和灌钢法,其次还有百炼钢法和炒铁渗碳法,汉魏南北朝时还有“铸铁脱碳钢”,汉代还有坩埚炼钢法。

炒钢工艺主要生产一般的可锻铁(包括钢和熟铁),灌钢工艺主要生产含碳较高的刃钢,百炼钢是对普通炒钢的再加工。

2、人类早期冶炼的钢一般都是在低温还原冶炼后再经渗碳而成,整个过程约分两步:第一步先由矿石炼取块炼铁,第二步再由块炼铁渗碳成钢。此渗碳过程中要不断地折叠锻打,以帮助碳的扩散。这样得到的钢便叫块铁渗碳钢。燕下都钢剑等兵器就是由这种钢制成的。

炒钢工艺是一种半液态冶炼。它以生铁为原料,把生铁加热到液态半液态后,利用鼓风中的氧使生铁脱碳到钢和熟铁的成分范围。冶炼过程中要不断地炒动金属。古谓之“擣刚”,本世纪五十年代以前,习谓之炒铁、炒“熟铁”。

3、中国人在商周时期就掌握了不同比例的青铜合金技术。中国的铁器出现在西周,铸铁则出现在春秋末期,战国时候就掌握了铸铁柔化技术(公元前6、5世纪)。西方的冶铁技术是在14世纪,而铸铁柔化处理技术是16世纪。

4、而我国炒钢技术大约发明于西汉后期。其法是把生铁加热成液态或半液态,并不断搅拌,使生铁中的碳份和杂质不断氧化,从而得到钢或熟铁。

5、创始于魏晋南北朝时期的灌钢技术,是中国冶金史上的一项独创性发明。灌钢的工艺过程大致为,将熔化的生铁与熟铁合炼,生铁中的碳份会向熟铁中扩散,并趋于均匀分布,且可去除部分杂质,而成优质钢材。在坩埚炼钢法发明之前,灌钢法是一种最先进的炼钢技术。

6、典籍:董文安:《韩国十大宝剑产地初考》;《易县燕下都44号墓葬铁器金相考察初步报告》;唐《夏侯阳算经》、宋苏颂《图经本草》、明唐顺之《武编前编》、赵常吉《神器谱》、朱国桢《涌幢小品》、清屈大均《广东新语》等书中都可看到

参考资料来源:网络—冶铁术

3. 古代的炼钢方法主要有哪两种

古代的炼钢方法主要有两种:如果用块炼铁做原料,就必须用渗碳技术以增加碳分;如果用生铁做原料,就必须用脱碳技术以减少碳分。

4. 古代的炼钢方法主要有两种,是哪两种

古代的炼钢方法主要有两种:如果用块炼铁(或熟铁)做原料,就必须用渗碳技术以增加碳分;如果用生铁做原料,就必须用脱碳技术以减少碳分。

5. 中国古代炼钢技术怎么样

中国其实在春秋晚期时期就有炼钢工艺了。考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”,通过金相检验,结果证明是钢制的。这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。也是我们所提出观点的铁证,说明我国的炼钢工艺已经至少有2500元的历史。
三国中有一典故,蜀汉著名的兵器制造家蒲元在斜谷口(今陕西周至县西南),“镕金造器,特异常法”,为诸葛亮铸刀三千口。刀铸成以后,为了检验质量,蒲元让士兵用竹筒灌满铁珠,举刀猛砍,如截刍草,竹筒断而铁珠裂,人们交口称赞蒲元铸造的钢刀是能够“斩金断玉,削铁如泥”的“神刀”。无论是夸张还是事实,中国传统的刀剑工艺在当时确实是属于世界顶尖水平。
《史记·礼书》和《苟子·议兵篇》中都谈到楚国的宛(今河南省南阳)出产的兵器刃锋象蜂刺一样样厉害。公元1世纪时欧洲人普利尼都曾经说过:“虽然铁的种类多而又多,但是没有一种能和中国的钢比美。”而考古学家通过对于河北易县燕下都出土的部分钢兵器进行的科学检验,更加实际得揭示出中国最古老的炼钢法。
虽然用块炼铁透碳钢制造的刀,比较锋利,但仍然达不到能够“斩金断玉,削铁如泥”的程度。因为这种钢的质量在某种程度上还是算不够好,炼这种钢碳渗进的多少,分布的是否均匀,杂质除掉的程度,都非常难掌握,而且生产效率极低,这也使得做出的刀剑品质难以把控。为了提高钢的质量,中国古代工匠发明出了至今仍然为人所称道的古法百炼钢工艺。
所谓“百炼钢”,是将块炼铁反复加热折叠锻打,目的使钢的组织致密、钢体的成份更加均匀,减少杂质,从而提高钢的质量。用百炼钢制成的刀剑质量很高。1974年,山东省临沂地区苍山汉墓中,出土了一把东汉永初六年(公元112年)制造的钢刀,全长111.5厘米,刀背有错金铭文:“永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孙”。“湅”,即是炼的意思。
这是迄今为止发掘出的最早的百炼钢类型的产品。科学检验表明,这把钢刀含碳量比较均匀,刃部经过淬水,所含杂质与现代熟铁相似。百炼钢的品种繁多,见于记载的有:“五炼”、“九炼”、“卅炼”、“五十炼”、“七十二炼”及“百炼”。炼字前面这些具体数字的特定含义,研究者一般认为是指加热的次数,即炼了多少火。北宋著名科学家沈括在《梦溪笔谈》里叙述磁州百炼钢的过程,就是连续烧锻百余次,至斤两不减为止。曹操曾命有司造“百辟刀”五把,在《内诫令》中称它们为“百炼利器”。孙权有三口宝刀,其中一口名“百炼”。蒲元为刘备造的宝刀,上刻“七十二炼”。由此可见,在三国时期,百炼钢已经相当普遍了。百炼钢的需要越来越大,但是由于它的原料块炼铁的生产效率很低,并且冶炼出来以后必须经过“冷化”,才能得到,所以,百炼钢的发展受到限制。为了突破这种限制,中国古代工匠又发明了一种新的生铁炼钢技术——炒钢。
炒钢,就是把生铁加热到熔化或基本熔化之后,在熔炉中加以搅拌,借空气中的氧把生铁中所含的碳化掉,从而得到钢。这种炼钢新工艺,可以在东汉末年的史籍中找到间接的描述。《太平经》卷七十二中记载:“使工师击冶石,求其铁烧冶之,使成水,乃后使良工万锻之,乃成莫邪(古代的利剑)耶。”这段话虽然没有明确提出炒钢二字,却把炒钢工艺包含进去了。因为把铁矿炼成液体,当然只能是生铁水,而在“乃后万锻”之前一定要炒成钢或熟铁才行(实际上熟铁就是含碳极低的炒钢),否则生铁是不能锻的,更甭说“万锻”了。这是一个从铁矿石炼成生铁水,再炒出钢,最后锻造成优质兵器的全过程。炒钢的发明,是炼钢史上的一次技术革命。在欧洲,炒钢始于18世纪的英国,比中国要晚1600多年。
而在三国时期,炒钢还是一种新技术,大多数的冶铁匠还没有掌握它。从《诸葛亮别传》关于蒲元在斜谷口为诸葛亮铸刀,“镕金造器,特异常法,的记载中,我们可以判断:蒲元这次铸刀使用的一定是炒钢技术。另外,要想锻制出能够“斩金断玉,削铁如泥”的“神刀”,最后一道工序淬火也至关重要。所谓“淬火”’,就是先把打好的钢刀放在炉火上烧红,然后立刻放入冷水中适当蘸浸,让它骤然冷却。这样反复几次,钢刀就会变得坚韧而富有弹性了。
淬火工序看起来容易,但操作起来极难掌握得恰到好处,烧热的火候、冷却的程度、水质的优劣,都有很大关系。淬火淬得不够,则刀锋不硬,容易卷刃;淬火淬过头,刀锋会变脆,容易折断;淬火淬得合适,非有极其丰富的经验不可。据《诸葛亮别传》上讲,蒲元对淬火用的水质很有研究。他认为“蜀江爽烈”,适宜于淬刀,而“汉水钝弱”,不能用来淬力,涪水也不可用。他在斜谷口为诸葛亮造刀,专门派士兵到成都去取江水。由于山路崎岖,坎坷难行,所取的江水打翻了一大半,士兵们就掺入了一些活水。水运到以后,当即就被蒲元识破了,“于是咸其惊服,称为神妙。”在1700年前,蒲元就发现了水质的优劣会影响淬火的效果,这实在是了不起的成就。而在欧洲,到近代才开始研究这个问题。

6. 古代钢铁是怎样冶炼的

一.生铁和柔化处理技术 1.生铁 我们通常说的"铁"分"生铁"和"熟铁"两种,包括专"钢"在内,都是以铁属(Fe)和碳(C)两种元素为主的一种合金。据史书记载,綦毋怀文的炼钢方法是:"烧生铁精,以重柔铤,数宿则成钢",就是说,选用品位比较高的铁矿石,冶炼出优质生铁,然后,把液态生铁浇注在熟铁上,经过几度熔炼,使铁渗碳成为钢。(2)熟铁因为碳的渗入而成为钢,生铁由于脱碳也可以变成钢,增加了钢的产量。
就具有代表性的兵器而言,武帝时盐铁官营制度的建立,使西汉的钢铁冶炼业有了很大的发展,生产规模日益扩大。出现了初期的百炼钢制品,还出现了铸铁固体脱碳成钢法等新工艺和局部淬火新技术,为钢铁兵器的生产提供了物质基础和技术手段。所谓“百炼钢”,就是将块炼铁反复加热折叠锻打,使钢的组织致密、成份均匀,杂质减少,从而提高钢的质量。

7. 古代炼铁炼钢的工艺有哪些

我国古代工匠们在冶炼过程中不断有独特的创造,通过退火、正火、淬火、化版学热处理等工艺,炼权出了炒钢、百炼钢、灌钢等品种。我国古代炼铁、炼钢技术虽然起步相对稍晚,但是它的发展却是后来居上。其实先民在此之前的商代中期,就已经对铁有所认识,而且已能够进行锻打加工并与青铜铸接成器。商代高度发达的青铜冶铸技术,使它从矿石、燃料、筑炉、熔炼、鼓风和范铸技术等各个方面,为人工炼铁技术的出现创造了条件。例如商代熔铸司母戊方鼎这样的大型铸件,必须要有较大的熔炉、鼓风器和较高的炉温。而最迟至殷商晚期,已能得到1200度以上的高温,这就从技术上具备了将铁矿石还原为液态铁或半液态铁的可能性。可见,我国炼铁技术的发明是在商代。

司母戊方鼎

8. 古代有钢铁吗

铁的冶炼技术发展时间久远。最早的铁制物件发现于公元前3500年的古埃及。它们包含7.5%的镍,表明它们来自流星。古代小亚细亚半岛(也就是现今的土耳其)的赫梯人在3500年前(公元前1500年前)是第一个从铁矿石中熔炼铁的。中国也是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。1973年在中国河北省出土了一件商代铁刃青铜钺,表明3300多年以前中国人认识了铁,熟悉了铁的锻造性能,识别了铁与青铜在性质上的差别,把铁铸在铜兵器的刃部,加强铜的坚韧性。经科学鉴定,证明铁刃是用陨铁锻成的。
人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。在人类发明炼铁之后不久,就学会了炼钢。由于钢较之最初的生铁有更好的物理、化学、机械性能,所以很快就得到大量的应用。由于技术条件的限制,人们对钢的应用一直受到钢的产量的限制。

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9. 古代钢铁怎么炼成的

1、我国古代炼钢技术至迟发明于春秋晚期。由先秦到西汉中晚期,主要制钢工艺是块铁渗碳法;由汉代到明清,主要又是炒钢法和灌钢法,其次还有百炼钢法和炒铁渗碳法,汉魏南北朝时还有“铸铁脱碳钢”,汉代还有坩埚炼钢法。炒钢工艺主要生产一般的可锻铁(包括钢和熟铁),灌钢工艺主要生产含碳较高的刃钢,百炼钢是对普通炒钢的再加工。
2、人类早期冶炼的钢一般都是在低温还原冶炼后再经渗碳而成,整个过程约分两步:第一步先由矿石炼取块炼铁,第二步再由块炼铁渗碳成钢。此渗碳过程中要不断地折叠锻打,以帮助碳的扩散。这样得到的钢便叫块铁渗碳钢。燕下都钢剑等兵器就是由这种钢制成的。
炒钢工艺是一种半液态冶炼。它以生铁为原料,把生铁加热到液态半液态后,利用鼓风中的氧使生铁脱碳到钢和熟铁的成分范围。冶炼过程中要不断地炒动金属。古谓之“擣刚”,本世纪五十年代以前,习谓之炒铁、炒“熟铁”。
中国人在商周时期就掌握了不同比例的青铜合金技术。中国的铁器出现在西周,铸铁则出现在春秋末期,战国时候就掌握了铸铁柔化技术(公元前6、5世纪)。西方的冶铁技术是在14世纪,而铸铁柔化处理技术是16世纪。
而我国炒钢技术大约发明于西汉后期。其法是把生铁加热成液态或半液态,并不断搅拌,使生铁中的碳份和杂质不断氧化,从而得到钢或熟铁。
创始于魏晋南北朝时期的灌钢技术,是中国冶金史上的一项独创性发明。灌钢的工艺过程大致为,将熔化的生铁与熟铁合炼,生铁中的碳份会向熟铁中扩散,并趋于均匀分布,且可去除部分杂质,而成优质钢材。在坩埚炼钢法发明之前,灌钢法是一种最先进的炼钢技术。
3、典籍:董文安:《韩国十大宝剑产地初考》;《易县燕下都44号墓葬铁器金相考察初步报告》;唐《夏侯阳算经》、宋苏颂《图经本草》、明唐顺之《武编前编》、赵常吉《神器谱》、朱国桢《涌幢小品》、清屈大均《广东新语》等书中都可看到。

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