我国炼钢技术的出现也较早。湖南长沙杨家山出土的一把春秋晚期的钢剑,是我国现存最早的钢制品,它的材料可能是块炼钢。钢和生、熟铁,都是铁和碳的合金。一般把含碳量小于0.05%的叫熟铁,含碳2%到6。67%的叫生铁,钢的含碳量介于两者之间。如果使熟铁增碳或使生铁脱碳,就可以炼出钢来。
春秋晚期,我国的工匠就是将含碳量接近熟铁的块炼铁,放在炭火中加热渗碳,并反复折叠锻打,挤出夹杂物,得到块炼渗碳钢(简称块炼钢)。这是最原始的钢。有的则选用优质块炼铁,配合定量的渗碳剂和催化剂,密封加热渗碳,炼出优质的块炼钢。从春秋晚期到战国、秦、汉的一些著名宝剑,如干将、莫邪、太阿等名剑,就是用这种优质块炼钢制成的。
掌握炼钢法以后,我国劳动人民利用他们的聪明才智,总结实践经验,不断创造出独特的炼钢技术。西汉时期,首先在铸铁柔化术的基础上发明了铸铁脱炭钢。它是将生铁铸件进行退火脱碳,使其含碳量降低到钢的成分范围,而又不析出或很少析出石墨,从而变成钢件。这是一种变铁为钢的简便方法。
北京丰台大葆台西汉燕王墓出土的刀和簪,是运用这种工艺的最早实例。(.com)接着,又发明了炊钢。它是将生铁加热熔化,成为液态或半液态,撒入矿石粉,并不断进行搅拌,使之脱碳成钢。河南巩县铁生沟汉代冶铁遗址:曾出土过一座西汉后期的炒钢炉,看来这项技术的发明当不迟于西汉后期。
欧洲直到1780年才出现炒钢,比我国要晚1800多年。到了东汉,又出现了百炼钢。它是将薄钢片经过多次加热,并反复折叠锻打,清除杂质,变成优质的钢件。宋代的沈括曾描述磁州生产百炼钢的过程说:
“但取精铁(高碳钢材)锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也,虽百炼不耗矣。”
山东苍山县出土的东汉永初六年(公元112年)的“州涑(炼)大刀”,江苏铜山县驼龙山出土的东汉建初二年(公元77年)的“五十涑”钢剑,和日本奈良县出土的东汉“百炼”钢刀,都是采用这种工艺制成的。
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