2.钢铁发展史

十七世纪以前，中国至少有10项冶铁技术处于世界领先地位。

争论：中国冶铁技术源自中国还是西方？

本土论：

支持本土起源的多是依据中国在春秋时期已知冶铸生铁，冶铁术是在公元前5世纪初在中国南方独立发展起来的，最早使用铁的地区是吴国。

西方论：

冶铁术从西亚经新疆，过河西走廊传入中国的。不过，这时从西方传入的仅仅是比较原始的块炼法。

陨铁特征：

1. 铁层十分纯净，无夹杂；

2. 高镍、少量钴；

3. 锈层中有镍的分层分布。

 

新疆铁陨石（1988年发现）

赫梯（Hittie）人发明“块炼铁”

 

赫梯（Hittie）人发明“块炼铁”

公元前1800年左右，在冶铜术基础上发明了块炼铁，是铜价的60倍。

公元前1595年攻灭古巴比伦王国。

公元前1285年赫埃卡叠石战役，签订合约。

公元前1182年被亚述王国攻灭。

 

赫梯和埃及，代表了战车发展的两个方向

春秋时期的铁器

极为贵重，考古发现的铁器往往镶嵌于其他材质中出现在贵族墓葬，虢国墓地发现的就是一把铜柄铁剑，河南淅川下寺的楚墓中更是发现了玉柄铁匕，可见当时的铁器奢华而昂贵。

 

虢国墓地铜柄铁剑

虢国玉柄铁剑是我国目前出土的最早冶炼铁，距今2800年。

 

① 块炼铁制备渗碳钢，0.3%C以上

② 高温反复锻造

③ 未锻后淬火，空冷较高硬度和韧性

Niuren : 欧冶子(约公元前514年前后)，春秋末期到战国初期越国人。中国古代铸剑鼻祖。龙泉宝剑创始人。欧冶子诞生时，正值东周列国纷争，楚先后吞并了长江以南45国。越国就成了楚灵王的属国。

战国时期的铁器

随之而来的是耕地和灌溉面积扩大，农耕技术提高，手工业兴盛，金属铸币大量发行。

影响最大、意义最深远的有铸造技术和炒钢法、可锻铸铁的发明。前者将铁矿石化为铁水，注入先前准备好的模具中冷却成型，能够更方便地进行大规模生产，后者将生铁转化成韧性更强的钢，使铁的适用范围进一步扩大。比欧洲使用铸铁的时间要早2100多年。

 

生铁是“恶金”，只能用于农具。

青铜史“美金”，适于制造兵器。

——《管子》

柔化技术——退火

马尿淬火——尿碱提高冷却速度

汉代时期的铁器

政府对铁业进行全面垄断，钢铁成为了国家财政的重要支柱。汉末大乱，铁的生产遭到很大破坏，接下来的南北朝时期。

百炼钢

    中国古代将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢及其工艺。其特点是反复加热锻打。多次反复锻打可排除钢中夹杂物，减少残留夹杂物的尺寸 ，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能。古代工匠把“精铁”加热锻打一百多次，一锻一称一轻，直到斤两不减，即成百炼钢。魏晋时期是百炼钢的鼎盛时期。唐宋之后，因灌钢工艺的发展等原因，百炼钢有所减少。

灌钢法

     汉末大乱，铁的生产遭到很大破坏，接下来的南北朝时期，北齐著名冶金家一位名叫綦[qí]母怀文的人，他曾使用“灌钢法”冶炼钢刀，把生铁包裹在熟铁之内，加热扩散碳，反复折叠锻打。

     17世纪以前，西方各国一般都是采取熟铁低温冶炼的办法，钢铁不能熔化，铁和渣不易分离，碳不能迅速渗入。经过“块炼法”--“百炼钢”--“炒钢法”的发展历程，中国发明了灌钢法，成功解决这一难题，为世界冶炼技术的发展做出划时代贡献。

隋唐时期的铁器

唐朝时期的丝绸之路外输出的商品主要有丝绸、瓷器、茶叶和铜铁器四大宗。

唐．白居易《鸦九剑》诗：

欧冶子死千年后，精灵暗授张鸦九。

鸦九铸剑吴山中，天与日时神借功。

金铁腾精火翻焰，踊跃求为镆铘剑。

剑成未试十余年，有客持金买一观。

谁知闭匣长思用，三尺青蛇不肯蟠。

客有心，剑无口，客代剑言告鸦九。

君勿矜我玉可切，君勿夸我钟可刜。

不如持我决浮云，无令漫漫蔽白日。

为君使无私之光及万物，蛰虫昭苏萌草出。

隋唐时期的武器

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宋代的铁器

宋代最大的技术突破是开始大量用煤炼铁，缓解了传统木炭燃料短缺的问题，并能获得更高的炉温，提高冶炼效率。不过用煤作为燃料也有不好，那就是煤炭燃烧过程中释放的硫会影响生铁的质量。

两大深远影响：

其一，带来了宋朝时期中国南方的大开发局面。中国经济重心明显南移。

其二，导致北方游牧地区铁器使用普及。宋朝时期铁的便宜，让马掌普及起来，产生了明显的社会影响，即骑兵的优势进一步凸现，为蒙古帝国的产生奠定了物质基础。

宋代的武器

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元明清时期的铁器

元明清时期中国的冶铁业看起来仍是一片欣欣向荣发展的景象，但实质上，与前代相比并无实质上的飞跃，依然是以人力和畜力为动力源的传统手工业，某些私营铁厂，产出效率不高，平均每人每天不足3斤，而且由于缺乏通风排水设备，铁矿在夏秋两季常不能生产。

    与此同时，工业革命于十八世纪六十年代在英格兰中部地区开始出现，一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变的飞跃，近代高炉炼铁迅速取代原有生产方式，依靠机器生产和科学技术的冶铁工业开始萌芽，到1840年，英国的生铁产量达到140万吨，已是中国的数十倍，中国的冶铁业在繁荣的表象下已经远远落后于世界水平。