鑄鐵術檢視原始碼討論檢視歷史
| 鑄鐵術 |
 |
公元前4世紀，中國人發明了鑄鐵術 。中國至少在公元前4世紀己經運用鼓風爐來鑄鐵。除此, 能提供高溫的煤是從4世紀, 或更早一些的時候開始作為燃料使用的。
簡介
商周時期高度發展的青銅冶鑄業，從生產能力到礦石燃料整備、築爐、制范技術，為鑄鐵技術的發明和迅速發展提供了前提。最初的鑄鐵件，形制與同類青銅鑄件相近。鐵礦石由豎爐熔煉，得到鐵水後直接用陶范鑄造。早期的鑄鐵都是高碳低硅的白口鐵，性脆硬，易斷裂。為使鑄鐵能製作生產工具，戰國前期發明了韌性鑄鐵，通過脫碳熱處理和石墨化熱處理，分別獲得脫碳不完全的白心韌性鑄鐵和黑心韌性鑄鐵[金相組織(黑心韌性鑄鐵)]。戰國中期以後，鑄鐵器逐步取代銅、木、石、蚌器，成為主要的生產工具，出土實物有犁、鏵、鏟、鐮、鋤、斧、錛、鑿等。對鐵器的大量需求，促成了鐵范(鑄鐵金屬型)的發明。1953年河北興隆燕國冶鑄遺址出土的鐵范，曾用來鑄造鐵斧、鋤、鐮和車具。
評價
秦漢時期，冶鐵業有一個很大的發展。漢武帝實行鹽鐵官營，在全國設立49處鐵官，促進了鑄鐵技術的推廣和進步。漢代已有爐膛容積達40~50立方米的煉鐵爐，使用人力、畜力和水力鼓風。南陽瓦房莊冶鐵遺址有專設的鑄鐵工區和高約 2米的化鐵爐。鐵范的應用在漢代更為普遍，除直接用來鑄造各種生產工具和構件外，後來還用以鑄造成形鐵板，再通過脫碳熱處理得到鋼質板材，用以鍛打成形器件。公元10世紀已能鑄造重達50噸的特大型鐵鑄件。鑄鐵熱處理技術在此期間有明顯的進步。由於鑄鐵都用木炭熔煉，碳含量大都在共晶點附近，而其他元素含量較低，屬於較純的鐵碳合金。不少器件用鐵范鑄造，壁厚一般在3~5毫米，屬於薄壁鑄件。在實踐中，已採用了較為合理的熱處理規範，因而所得韌性鑄鐵件質量較好。白心韌性鑄鐵件多數處理完全，很少殘留滲碳體和析出石墨。黑心韌性鑄鐵件多數以鐵素體和珠光體為基體，一部分以鐵素體或珠光體為基體，石墨形狀與現代同類材質相近。特別是西漢後期已出現具有球狀石墨的高強度鑄鐵，如鞏縣鐵生溝出土的鐵,在鐵素體-珠光體基體上均勻分布着典型的圓度較好的球狀石墨，偏光下呈放射性狀蝕、石墨高溫分解、掃描電鏡等多種手段檢測，證實與現代球墨鑄鐵中的石墨球相似，被認為是鑄後經退火形成的。這些工藝在南北朝時期仍被使用，對封建社會前期生產力的發展起了重要作用。同時，生鐵冶鑄作為中國古代冶鐵業的技術基礎，對鋼鐵冶煉的發展有深遠的影響。[1]