第二章 中國傳統科學技術的奠基 第二節 生鐵冶鑄技術的勃興

從考古發掘的資料看,大約在殷商時期我國已經利用隕鐵,西周后期又出現了用塊煉法煉鐵,到公元前6世紀的春秋晚期便已開始冶煉生鐵。

塊煉法是一種在比較低的溫度下進行煉鐵的方法。它用燒紅的木炭使鐵礦石直接由固態還原成鐵,煉得的鐵質地疏鬆,故有海綿鐵之稱。海綿鐵含夾雜物較多,要把它製成鐵器,必須經反覆加熱鍛打。生鐵是在1100℃—1200℃的爐溫下,使還原出的固態鐵因高溫而加快吸收碳的速度,從而降低了熔點,呈熔融狀態,可直接用范澆鑄成器。它免除了塊煉鐵加工費工費時的缺陷,提高了生產效率,降低了成本,使鐵器的大規模、高效率生產成為可能。歐洲的一些國家雖然在3000年前就已生產塊煉鐵,比中國早幾百年,但它們長期停留在塊煉鐵階段,羅馬人在公元前後也偶爾煉出生鐵,卻被作為廢品拋棄。直至14世紀時,歐洲人才認識到生鐵的意義,開始生產生鐵。中國則由於很早掌握了生鐵的冶鑄技術,而後來居上,長期居於世界鋼鐵生產的領先地位,並成為鋼鐵的輸出國。歷史上中國的鋼鐵除輸往鄰近國家外,還曾遠銷古羅馬和西南亞。

生鐵的最大特點是其可鑄性,故又稱鑄鐵。但生鐵含碳量高,一般都在2%以上,往往又含硫、磷等雜質,因而性脆,韌度低,直接鑄造出來的農具、工具和兵器使用時容易斷裂。為了彌補這一缺陷,我們的祖先在戰國時期又發明了鑄鐵柔化術。

鑄鐵柔化術是一種通過熱處理使鑄鐵脫碳柔化的技術。經過柔化處理後的生鐵,強度和韌度都增強,成為韌性鑄鐵,可用以大量鑄造優質的生產工具和兵器。這是冶金史上一項劃時代的成就,它大大加快了鐵器取代銅器的歷史進程,有力地促進了社會生產力的發展,使中國社會邁入一個新的發展時期。

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