2022足球世界杯押注:钢铁的前史_

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  钢铁的前史 编译 邵峰 【期刊称号】《大自然探究》 【年(卷),期】2019(000)010 【总页数】9 作为人类最不可或缺的金属,钢铁是怎样支撑起人类文明开展的? 图坦卡蒙的天铁匕首 在人类还无法感动铁矿石前,仅有可用的铁来自太空。1925 年,英国考古学家 霍华德·卡特在少年法老图坦卡蒙的一个墓葬中发现了一把黄金匕首和一把铁匕 首。奇怪的是铁匕首上没有任何锈迹,这让考古学家非常疑问。2016 年,在 X 射线成像的根深蒂固下,科学家发现铁匕首中含有较高份额的镍,这是典型的陨铁 特征。而且,一块发现于间隔墓穴以西 200 多千米的红海沿岸的陨石,具有和 制成匕首的钢近似的铁、镍和钴份额,这让匕首由陨铁制成的可能性大大进步。 陨石中的镍能构成防锈的氧化膜,钴能添加抗磨损性。其实,感动陨铁节操武 器的不止古埃及人,非洲努比亚的纳马夸兰人会难如登天掉落在纳米比亚吉丙地上 的吉丙陨铁碎片,用于节操兵器和东西。 铁器时代 来历很少而且极不安稳的陨铁并不能满意人们对金属制品的需求。逐渐地,人 类发现一些矿石在高温下躲藏转化为金属。可是每种金属的熔点不同。常规条 件下,木炭火焰的温度最高可达 1200℃,足以锻炼熔点为 1085℃的铜,但无 法到达铁 1538℃的熔点。因而,人类开始很多感动的金属是铜。3300 多年前, 地处黑海和地中海之间的赫梯王国首先把握了铁器节操技能。黑海沿岸丰厚的 露天铁砂资源为赫梯人供给了足够的铁矿石来历。接下来,炼铁技能逐步传入 两河流域和古埃及。3200 多年前,铁器在地中海沿岸国家同意,标志着人类进 入了铁器时代。 铁器比铜器耐性更好,硬度更大。在其时的战场上,铁制兵器的功能远胜铜制 兵器。3100 多年前,手执铁刃的多里安人侵略古希腊前史上闻名的迈锡尼城。 包含特洛伊在内的许多希腊古城被毁,希腊的交易道路消失,人口减少,物资 匮乏。一些前史学家以为,交易中止让地中海区域一度堕入铜矿石和锡矿石短 缺,这导致地中海大部分区域彻底弃铜用铁。此外,地球上铁矿石的储量比铜 矿石大得多,而且全国际遍地简直都能找到躲藏感动的铁矿石,这是铁器替代 铜器的另一个重要原因。但在铁器时代前期,炉温还不足以将铁矿石彻底液化, 因而最终得到的是外表多孔的海绵铁。 我国在 2600 多年前的春秋时期就现已比较成熟地把握了炼铁技能,并将铁器 运用到出产和日子中。战国中期时,铁制品数量逐步增多。从西汉起,制铁技 术在我国进一步传达。东汉时期,铁器简直彻底替代了铜器。 乌兹钢传奇 从铁制品到钢制品的改变,大大推进了人类文明的评头论足。钢是一类含碳量小于 2%的铁碳合金,其间也躲藏含有镍、钴和锰等其他金属。人类初次大规模炼钢 始于 2400 多年前,印度南部铁匠发明晰一种共同的坩埚熔炼法:用陶土制成 坩埚,在其间放入小块的锻铁和木炭,并放入一定量的桂皮和树叶。然后,用 黏土把坩埚密封好,并置于高炉中。接下来,铁匠们从高炉下方鼓入空气,锻 铁受热熔化并吸收木炭中的碳元素。最终,待到坩埚彻底冷却后,铁匠将坩埚 从高炉中取出,去除黏土并取出现已冷却成块的做作乌兹钢锭(高碳钢)。得益 于印度南部优质的铁矿石,乌兹钢具有比美现代钨合金钢的硬度,一起具有良 好的耐性。 乌兹钢经由交易道路被运往国际各个旮旯。叙利亚大马士革的铁匠用乌兹钢锭 打造成大名鼎鼎的大马士革钢剑,能切断空中飘动的丝巾或茸毛。今日,在显 微镜下,人们看到大马士革剑的刃口有许多微型锯齿结构,这些锯齿赋予了大 马士革剑极强的切开功能。乌兹钢锭乃至被阿比西尼亚商人运送到罗马古城托 莱多,被用于打造功能优异的佩剑。不过,贫苦的阿比西尼亚商人不愿意泄漏 乌兹钢的真实产地,成心误导罗马人,说钢锭来自“赛里斯”(拉丁词,意为 “我国”)。 英国传说中,亚瑟王从湖中女妖手上获得了一把能切断任何钢铁的“王者之 剑”。不过,传说毕竟是传说。整个中世纪欧洲的钢铁制品质量一向处于相对 落后的水平。即便是大名鼎鼎的维京艾斯博特剑,也依靠印度乌兹钢。公元 5 世纪,西罗马帝国分裂,欧洲堕入紊乱。一起期的印度并没有中止出产乌兹钢, 但这种优质钢材从印度被运送到欧洲的一路上却充满了危险:商人们要远程跋 涉,常常遭受匪徒埋伏不说,一路上还简单感染各种疾病。为了脱节对乌兹钢 的过度依靠,西班牙加泰罗尼亚的铁匠开发出了一些相似印度熔炉的“加泰罗 炉”,躲藏用于很多出产锻铁。加泰罗尼亚的骑士们手中挥舞的是一种特制剑, 由条铁经歪曲、铸造而成,这种特别工艺会在兵器外表留下特别的织造样图画, 就好像由乌兹钢制成的刀剑纹样。 明代《明会典》中记载了一组风趣的数据:“日本国附进刀剑每把钞三 贯”“镔铁大刀每把绢五匹”“大绢一匹值钞百贯”。照此核算,其时产自西 域的镔铁大刀价格是日本刀的 166 倍。这儿的镔铁大刀很可能便是大马士革刀。 唐贞观年间,生于疏勒国(今我国喀什,疏勒国是丝绸之路的重要交汇点)的 慧琳和尚编写的《全部经音义》记载:镔铁“以诸铁和合”,也便是说镔铁大 刀可能是用多种铁经锻焊(将两片以上金属加热后锻打,使其融为一体)而成。 热处理调度钢材 当钢中的碳含量超越 0.3%时,硬度就会逐步上升,但一起脆性也会逐渐添加, 变得难以加工。在今日,为了得到硬度高且耐性强的钢材,人们会先将含碳量 超越 0.3%的钢材加热到 850~900℃,然后放入水中淬火(快速降温)。通过 这道工艺后,钢变得更硬、更脆。接下来,将淬火后的钢决然加热到 350~ 500℃,这个进程叫回火,躲藏进步钢材的耐性。最终,就能得到即硬又不容 易开裂的钢。 热处理技能起源于何时?我国战国时期的指示战士用剑有通过淬火处理的痕迹。 闻名的日本刀的节操进程需求阅历“覆土烧刃”的部分热处理:制刀匠先用泥 土包裹住刀身和刀脊等不需求高硬度的区域,然后再将刀放在炉中加热并淬火。 这样不光躲藏只进步刀刃硬度,让其他部位坚持耐性,还能赋予刀曲折的外形。 “覆土烧刃”是日本在唐朝时引入的热处理技能。值得一提的是,日本刀一般 选用 3 层钢经屡次



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