我国古代的铁器冶炼技术 进步史~

关于铁器： 中国开始和使用铁器的年代，目前尚无定论。考古发现的人工冶炼的最早铁器属于春秋时期，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 进步了铁器的实用的性能，为战国中期以后的铁器大量应用于军事和农业生产 创新了技术条件。 关于我国 什么时候候出现铁器的 难题，主要有 下面内容三种不同意见： 第一种意见，1972年底，河北藳城台西遗址发现了一件商代中期的铁刃铜钺，而且，这件器物的铁刃经鉴定是经过锻打的。1977年8月北京平谷县南独乐河公社刘家河大队商代墓葬中又出土了一件铁刃铜钺； 除了这些之后，解放前还发现有一件西周初年的铁刃铜钺和铁援铜戈，传说是1931年在河南浚县出土的。上述几件器物经分析，均含有较高成分的镍，这正是陨铁的特征。 因此，一般认为这几件器物由陨铁制成，而不是由人工锻冶的铁制成的。另外，在商代藳城台西遗址中还出土了两块赤铁矿石和十几块铁渣， 因此有的研究者认为这是商代中期已开始冶铁的反映。但 大众在冶铜时，矿石中的氧化铁同样会留在矿渣之中，而且矿渣中的含铁量可达到36%以上，甚至达50%。 因此，有的研究者又认为：“台西遗址出土的所谓铁渣，应是炼铜的矿渣，而不是人工冶铁的遗物”，等等。总之，学术界占统治地位的意见认为，中国在商代还没有出现人工制铁。 第二种意见，西周初期有无人工冶铁？有的学者认为西周初期可能出现人工冶铁。《逸周书·克殷》载：“……乃石击之以轻吕，斩之以玄钺”。有的学者认为，这里的“玄钺”并非铁器，而指陨铁制的铁刃铜钺，不能证明商末周初已能冶铁。《诗经·大雅·公刘》：“取厉取锻。”《尚书·费誓》：“锻乃戈矛，砺乃锋刃。”对这两处中的“锻”，过去一些学者认为制锻铁，现在一些学者则认为“锻”指对青铜的捶锻。而且至今考古发现西周戈、矛等兵器均为青铜制品，青铜兵器、工具也可以通过锻打而变得锋利。因此，西周初期出现人工冶铁的意见也因缺乏实证而被否定。 第三种意见，西周中晚期出现人工冶铁。《礼记·月令》载：“天子……乘玄路，驾铁骊，载玄旗……”这一记载系指西周而言。《诗经·秦风·驷铁》： “驷铁孔阜”，是西周末秦襄公时的诗，意为四匹马的颜色如铁。只有铁成为习见事物之后，才会以其颜色称呼别的器物。考古已发现了西周末的人工冶铁制品，即河南三门峡虢国大墓中出土的铜柄铁剑。这件器物属西周晚期人工冶铁的块炼铁制品已为学术界公认。 除了这些之后，陕西凤翔秦公一号墓出土了西周、东周之际的铁铲，甘肃灵台发现春秋早期的铜柄铁剑，甘肃永昌则发现春秋早期的铁锸等。据上述事实，学术界认为中国中原地区人工冶铁最早发生于西周中晚期。 从现在接触到的文献资料和考古发现的实物证据来看，把中国最早出现的人工冶铁定在西周中晚期是比较合理的。 湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 不一定用铁，金属活动性比铜强就行． 也不一定用硫酸铜，可溶性的铜盐就可以． 关于冶铁： 冶铁技术是古代化学工艺的应用实例，也是应用化学 智慧的集中表现。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 全球上最早的生铁实物。 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 进步起来。 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 技巧炼铁，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 大众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 时刻加热退火，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块炼铁放在炽热的木炭中长期加热使其表面渗碳，在经过锻打成为渗碳钢片，又把渗碳钢片对折锻打多次制成的，这种炼钢法也叫 “百炼成钢”，汉代有些用这种 技巧制成的钢刀上常常刻有“卅炼钢”、“百炼钢”等字样。 汉代冶铁的一项突出成就，就是出现了球墨铸铁，而现代的球墨铸铁要到1947年才研制成功。百炼钢工艺的日益成熟和炒钢技术的发明，也是汉代钢铁冶炼技术 提高的标志。西汉中晚期出现了利用生铁炒成熟铁或钢的新技术，即将生铁加热到半液体、半固体 情形再进行搅拌，利用空气或铁矿粉中的氧进行脱碳以获得熟铁或钢。运用这种技术可以有控制的把生铁炒到所需要的含碳量， 接着再加热锻打成质量较好的钢件，从而大大的促进了百炼钢的 进步。

中国是 全球上最早生产钢的 民族 其中一个。考古 职业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， 结局证明是钢制的。这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。它说明从春秋晚期起中国就有炼钢生产了，炼钢生产在中国已有2500多年的历史。 春秋战国时期，楚国制造的兵器闻名天下。《史记·礼书》和《苟子·议兵篇 ’里面都谈到楚国的宛（今河南省南阳）出产的兵器刃锋象蜂刺三样厉害，这肯定是钢制的。 由于铁制的刀剑过于柔软，不可能达到象蜂刺一样的锐利程度。当时西方古罗马士兵使用的刀剑是熟铁的，在战场上交锋时一刺便弯，再刺之前非要放在地上用脚踩直不可。公元1世纪时欧洲人普利尼曾经说过：“虽然铁的种类多而又多， 然而没有一种能和中国的钢比美。”可是春秋战国时期，中国人究竟是采取 何 技巧进行炼钢生产的呢？ 大众在文献资料中还没有找到记载，而考古 职业者在对河北易县燕下都出土的部分钢兵器进行科学检验的时候却揭示出中国最古老的炼钢法。 我们知道，生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，含碳量超过2％的铁，叫生铁；含碳量低于0.05％的铁，叫熟铁；含碳量在0．05％－2％当中的铁，称为钢。中国古代最早的炼钢工艺流程是：先采用木炭作燃料，在炉中将铁矿石冶炼成呈海绵状的固体块，待炉子冷后取出，叫块炼铁。块炼铁含碳量低，质地软，杂质多，是人类早期炼得的熟铁。再用块炼铁作原料，在碳火中加热吸碳， 进步含碳量， 接着经过锻打，除掉杂质又渗进碳，从而得到钢。这种钢，叫块炼铁渗碳钢。河北易县燕下都出土的钢兵器，都是用块炼铁渗碳钢制造的。 用块炼铁透碳钢制造的刀，虽然比较锋利，但仍然达不到能够“斩金断玉，削铁如泥”的程度。 由于这种钢的质量还不够好，炼这种钢碳渗进的 几许，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。为了 进步钢的质量，中国古代工匠从西汉中期起发明了“百炼钢”的新工艺。 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 进步钢的质量。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 几许火。北宋著名科学家沈括 小编认为‘梦溪笔谈》里叙述磁州百炼钢的 经过，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， 小编认为‘内诫令 ’里面称它们为“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， 由于它的原料块炼铁的生产效率很低，冶炼出来以后必须经过“冷化”，才能得到， 因此，百炼钢的 进步受到限制。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。 由于把铁矿炼成液体，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 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 经过。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。 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， 接着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 坚定而富有弹性了。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 丰盛的经验不可。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 难题。 如何？ 怎样样大家都了解了吧，蒲元的“神刀”是运用当时先进的炒钢冶炼技术，综合 丰盛的淬火经验炼成的。 提炼出一套好的管理开发经验和技术成果 伴随着品种钢的开发，工艺技术的升级改造，第三炼钢厂在不断 拓展资料经验的基础上，逐步形成了一整套适应品种钢开发、生产、岗位操作全 经过的管理经验。过去该厂生产、技术，设备各守一摊，各强调各的要求，造成管理 经过的脱节。随着品种钢的开发、冶炼，他们围绕多出钢、多出好钢这个中心，在每次制定品种钢方案时，将目标管理引入管理机制，确定了由技术科牵头，生产组织、车间及相关设备保证人员协同作战，专题研究部署，方案一经确定，各部门必须严格执行。新的管理模式，使技术、生产、设备、车间直至操作岗位，形成了一个有机的整体，保证了品种开发全 经过的顺畅。并在此基础上，第三炼钢厂把目标化管理引入品种钢开发机制中。过去，在生产中厂里只是订出各工序干 何？ 如何干？操作人员只管本工序，不考虑给下道工序 创新条件，最终的 结局是反映在产品上。实行目标管理后，不仅是订出各工序干 何？ 如何干？同时还提出各工序到达下道工序的目标要求，细化到每个工序点、每个班和每个浇次，作为考核本工序的依据。为解决转炉出钢带渣量的 难题，他们以LF炉到站检测为依据；为实现铸机低温快注的要求，把铸机中间包温度作为考核LF炉出站温度的考核依据，以此类推，环环相扣。岗位工人上岗后，对自己岗位今天要完成的任务一目了然，使上下工序之间的衔接更加紧凑。实行目标管理后，把过去的 结局控制变成了 经过控制， 进步了全厂的管理和操作水平。 多炼钢，多炼好钢，离不开技术攻关，该厂在品种钢开发中摸索 拓展资料出了一批好的技术成果，为品种钢的开发、生产提供了坚实的保证。他们根据主体装备、产品现状、用户需求等特点进行分析，对限制性环节开展攻关。低碳钢冶炼最大的难题是炉衬侵蚀快，连浇炉数低，他们在技术上采取对转炉渣系进行调整，开发出低碳钢专用稠渣剂，从而减少钢水对炉衬的侵蚀。技术人员还通过改进中包材质，调整铸机塞棒、浸入式套管和水口“三大件”的材质配方，对结晶器和一次冷却工艺进行调整等技术攻关，使连浇炉数从最初的不到8炉， 进步到14炉。针对转炉下渣多、钢包自开率低，高碳钢铸坯缩孔严重等 难题，厂里组织专门攻关小组，对转炉挡渣钢包自开率、铸机低温浇铸进行专题攻关，取得了明显的效果，目前，转炉挡渣成功率、大包自开率都保持在95％以上；高碳钢中包钢水过热度控制在35℃ 下面内容。针对4号铸机产品供不应求的矛盾，该厂对其从生产组织上，千方百计压缩辅助 时刻；在生产工艺上推广新型中间包包衬耐材，使烘烤 时刻由原来的2．5小时，减少到1．5小时，连浇炉最高达到24炉／次，月产量增加0．8万吨左右。钢水出炉温度在1600℃以上，钢坯温度也有600℃

中国古文明象征的商周到战国的青铜器，可以说是铸造技术所造就的。从重875公斤的司母戊方鼎、 精细的曾侯乙尊盘和大型的随县编钟群，以至大量的礼器、日用器、车马器、兵器、生产工具等，可以看到当时中国已经非常熟练地掌握了综合利用浑铸、分铸、失蜡法、锡焊、铜焊的铸造技术，在冶铸工艺技术上已处于 全球领先的地位。而《考工记 ’里面所记载的：“金有六齐。六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐。三分其金而锡居一，谓之大刃之齐。五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐。金、锡半，谓之鉴燧之齐”，是 全球上最早的合金配比的经验性科学 拓展资料，表明当时中国已认识到合金成分与青铜的性能和用途之间的关系，并已定量地控制铜锡的配比，以得到性能各异，适于不同用途的青铜合金。 2.铸铁冶炼 在很长的一段 时刻里我们的钢铁冶炼技术是一度领先于 全球的，中国冶炼块铁的起始年代在公元前6世纪，古代冶炼技术的演进春秋以前,中国的冶炼技术处于比较原始的阶段,当时使用的冶炼 技巧称为“块炼法”。当时炼铁使用木炭作燃料,热量少,加上炉体小,鼓风设备差,因此炉温比较低,不能达到铁的熔炼温度, 因此炼出的铁是海绵状的固体块,称为“块炼铁”。块炼铁冶炼比较费时,质地比较软,含杂质多,经过锻打成为可以使用的熟铁。钢铁冶炼技术的进一步 进步到“块炼渗碳钢”。出土文物表明,中国最迟在战国晚期已经掌握这种最初期的炼钢技术。 大众在锻打块炼铁和熟铁的 经过中,需要不断地反复加热,铁吸收木炭中的碳份, 进步了含碳量,减少夹杂物后成为钢。这种钢组织紧密、碳分均匀,适用于制作兵器和刀具。进一步 进步到“百炼钢”技术。 大众在打制器物的时候,有 觉悟地增加折叠、锻打次数,一块钢往往需要烧烧打打、打打烧烧,重复很多次,甚至上百次, 因此称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多,组织更加细密,成份更加均匀, 因此钢的 质量 进步,主要用于制作宝刀、宝剑。 冶炼铸铁的技术比欧洲早。中国铸铁的发明出现在公元前5世纪，而欧洲则迟至公元后的15世纪。 由于铸铁的性能远高于块铁， 因此真正的铁器时代是从铸铁诞生后开始的。社会 进步的历史表明，铸铁的出现是社会生产力 进步和社会 提高的主要标志。中国从块铁到铸铁发明的过渡只用了约一个世纪的 时刻，而西方则花费了近三千年的漫长路程。中国古代炼铁技术 进步得如此迅速是 全球上绝无仅有的。英国著名科学史家贝尔纳说，这是 全球炼铁史上的一个唯一的例外。 另一杰出的生铁加工技术是炒钢，它是中国古代由生铁变成钢或熟铁的主要 技巧，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。河南巩县铁生沟和南阳瓦房庄汉代冶铁遗址，都提供了汉代应用炒钢工艺的实物证据。东汉时成书的《太平经 ’里面也说：“有急乃后使工师击治石，求其中铁，烧冶之使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫耶。”“莫耶”乃古代宝剑之称。这段文字虽失之疏简，但不难看出，它叙述的是由矿石冶炼得到生铁，再由生铁水经过炒炼，锻打成器的工艺 经过。炒钢工艺操作简便，原料易得，可以连续大规模生产，效率高，所得钢材或熟铁的质量高，对中国古代钢铁生产和社会 进步都有重要的意义。类似的技术，在欧洲直至十八世纪中叶方由英国人发明。 中国古代的炼钢技术主要是百炼钢。自从西晋刘琨写下“何意百炼钢，化为绕指柔”这一脍炙人口的诗句后，“千锤百炼”、“百炼成钢”便成为 大众常用的成语。百炼钢肇始于西汉早期的块炼渗碳钢，其后不断增加锻打次数而成定型的加工工艺。到东汉、三国时，百炼钢工艺已相当成熟。上引《太平经 ’里面的“万锻之，乃成莫邪”，即是其生动的写照。曹操曾令工师制作“百辟利器”，曹丕的《典论·剑铭 ’里面说：“选兹良金（指铁），命彼国工，精而炼之，至于百辟”。刘备曾令“蒲元造刀五千口，皆连环，及刃口刻七十二湅”。《古今注·舆服》亦说：“吴大帝有宝剑三，……一曰百炼，二曰青犊，三曰漏景”。后世这一工艺一直被继承，并不断得到 进步。 然而炒钢和百炼钢技术还存在一定缺陷,如炒钢工艺复杂,不容易掌握;百炼钢费工费时。 除了这些之后，在1981年经中国学者关洪野等人对513件出土的汉魏时期铁器研究后表明，中国早在两千多年前的汉代就已经发明了球墨铸铁，远远早于发达的欧洲 民族。目前，中国学者所做的结论已经得到了国际学术界的承认。 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。陶弘景说：“钢铁是杂炼生柔作刀镰者”，北齐的綦母怀文“造宿铁刀，其法烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚”，说的就是灌钢技术。灌钢的工艺 经过大致为，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。　綦毋怀文 进步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,北朝魏、齐间的綦毋怀文曾用这种 技巧制成 特别锋利的“宿铁刀”。綦毋怀文,姓綦毋,名怀文,是中国南北朝时期著名冶金家。他生活在公元6世纪北朝的东魏、北齐间,具体生卒年代历史上缺乏记载,只知道他好“道术”,曾经作过北齐的信州(今四川省奉节县一带)刺史。据史书记载,綦毋怀文的炼钢 技巧是:“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, 接着,把液态生铁浇注在熟铁上,经过几度熔炼,使铁渗碳成为钢。 由于是让生铁和熟铁“宿”在一起, 因此炼出的钢被成为“宿铁”。灌钢法是中国古代炼钢技术上一个了不起的成就。同百炼法或炒炼法比较,其优点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 时刻, 进步生产率。(2)熟铁 由于碳的渗入而成为钢,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, 进步金属 质量。(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。3　推动中国古代刀剑技术的 进步綦毋怀文是一位出色的制刀专家,对前人造刀经验进行研究、比较,经过不断 操作, 创新一套新的制刀工艺和热处理技术。 　　綦毋怀文造刀的 技巧是:先把生铁和熟铁以灌钢法烧炼成钢,做成刃口, 接着“以柔铁为刀脊,浴以5牲之溺,淬以5牲之脂”这样做出来的刀称为“宿铁刀”,极其锋利,能够一下子斩断铁甲30札。对于含碳量比较高的钢,理想的淬火介质应该是:当工件在比较高的温度650～400℃,具有较大的冷却速度,在低温300～200℃,具有较慢的冷却速度。这就需要采用双液淬火法。綦毋怀文先用动物尿、后用动物油进行双液淬火,能够造出 质量很高的“宿铁刀”。中国早在战国时代就使用了淬火技术, 然而长期以来, 大众一般都是用水作为淬火的冷却介质。虽然三国时的制刀能手蒲元等人已经认识到:用不同的水作淬火的冷却介质,可以得到不同性能的刀,但仍没有突破水的范围。而綦毋怀文则实现了这一突破,他在制作“宿铁刀”时使用了双液淬火法,即先在冷却速度大的动物尿中淬火, 接着再在冷却速度小的动物油脂中淬火,这样可以得到性能比较好的钢,避免单纯使用1种淬火(即单液淬火)的局限。双液淬火法,即在工件的温度比较高的时候,选用冷却速度比较快的淬火介质,以保证工件的硬度;而在温度比较低的时候,则选用冷却速度比较小的淬火介质,以防止工件开裂和变形,使其有一定的韧性。双液淬火法是1种比较复杂的淬火工艺,这在当时没有测温、控温设备的条件下,完全依赖操作及经验, 一个了不起的成就。在綦毋怀文之前,中国古代的钢刀大都用百炼钢制成,这样制作的刀剑虽然性能优异锋利,但也存在不少缺陷,整把刀全部用百炼钢制成,价格昂贵;如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供7个人吃2年9个月的粮食。而且百炼钢制作刀剑费时费力。三国时,曹操命有司制作宝刀5把,用了3年 时刻。为此,綦毋怀文对制刀工艺进行了重大更新。这表明綦毋怀文对钢铁的性能有比较深刻的认识,而且能根据不同的用途合理选择材质,发挥各种材质的优点,节省某些贵重材料,降低成本和费用。1把刀的背部、刃口实际起着不同的 影响,因而要求具有不同的性能。 　　一般来说,刃口主要起刺杀 影响,因而要求有比较高的硬度,这样才能保证刀的锋利, 因此应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起1种支撑 影响,要求有比较好的韧性,使刀在受到比较大的冲击时不致折断,这样就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似的认识,在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙的结合起来,将2者恰到好处地用在合适的地方,既满足了钢刀的不同部分的不同要求,又节省大量昂贵钢材,利于钢刀的推广和普及。这种制刀工艺,今天还在沿用。 灌钢技术在宋以后不断被改进，减少了灌炼次数，以至一次炼成。沈括 小编认为‘梦溪笔谈》卷三说：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之‘团钢’，亦谓之‘灌钢’”，并说“二三炼则生铁自熟，仍是柔铁”，正反映了灌炼次数的减少。其中把柔铁屈盘起来是为了增加生熟铁的接触面， 进步灌钢的效率，并促使碳份分布更均匀；封泥则可以促进造渣，去除杂质，并起保护 影响。明代灌钢技术又进一步 进步，据《天工开物》卷十四记载，已把柔铁屈盘改为薄熟铁片，进一步增加了生熟铁的接触面，加速“生熟相和，炼成则钢”的进程，泥封亦改为草泥混封。灌钢又称“抹钢”、“苏钢”，其工艺自清至近代仍很盛行。在坩埚炼钢法发明之前，灌钢法是一种最先进的炼钢技术。　　 由于綦毋怀文和千百万工匠的辛 勤奋动,使中国古代冶金技术自立于 全球之林。因此,当我们研究和 拓展资料古代科学技术成就的时候,不应该忘记綦毋怀文的功绩。这是中国冶金史上的一项杰出成就和 辉煌 创造,在 全球炼钢史上占有一定地位。4　灌钢法的进一步革新灌钢法的出现,使钢的产量和 质量大大 进步,为隋唐以后生产力的大幅度增长提供了条件。后来,灌钢法又不断 进步。宋代又把生铁片嵌在盘绕的熟铁条中间,用泥巴把炼钢炉密封起来,进行烧炼,效果更好。明代又有改进,把生铁片盖在捆紧的若干熟铁薄片上,使生铁液可以更好均匀地渗入熟铁之中。不用泥封而用涂泥的草鞋遮盖炉口,使生铁可从空气中得到氧气而更易熔化,从而 进步冶炼的效率。明中期以后,灌钢法更进一步 进步为苏钢法以熟铁为料铁,置于炉中,而将生铁板放在炉口,当炉温升高到1300℃左右,生铁板开始熔化时,既用火钳夹住生铁板左右移动,并不断翻动料铁,使料铁均匀地淋到生铁液;这样,既可产生很好的渗碳 影响,又可产生剧烈的氧化 影响,使铁和渣分离,生产出含渣少而成份均匀的钢材。直到现今,在芜湖、湘潭、重庆、威远等地 大众还在使用;可见其影响的深远。在17世纪以前,中国的炼钢技术长期居于 全球领先地位,受到各国地普遍赞扬。公元1世纪时,罗马博物学家在其名著《 天然史 ’里面说:“虽然铁的种类很多,但没有一种能和中国来的钢相媲美。”