-
1 # 闌翎
-
2 # 南風未至時
石磨坩堝鍊鋼法：在石墨黏土坩堝中熔化金屬料成為鋼水的方法。1742年英華人洪茲曼將滲碳鐵料切成小塊置於封閉的黏土坩堝中，在坩堝外面加熱，鐵料繼續吸收石墨中的碳而熔化成為高碳鋼水，澆鑄成小錠後鍛打成所需的形狀。
英華人亨茨曼發明坩堝鍊鋼法，在歐洲歷史上第一次煉得了液態鋼水，這一發明的關鍵是製造出一種可耐1600℃高溫的耐火料，以製作坩堝。從此，各種優質鋼如工具鋼均採用坩堝法冶煉。
一，石磨坩堝鍊鋼法化學原理
鋼在坩堝中熔化時，石墨碳還能起還原劑作用，發生以下還原反應：
C+FeO=CO+Fe
2C+SiO2=2CO+Si
鋼中氧可以去除，各種夾雜物也能從液態鋼中上浮去除，所以鋼（工具鋼）的質量優於當時的各種金屬材料，可用來製造加工金屬材料的工具。坩堝法是人類歷史上第一種生產液態鋼的方法。
二：使用方法
1，鐵礦變化：
把鐵礦持續加熱時間從24到48小時不等，當溫度從1000攝氏度升到1200攝氏度，礦石會轉變成多孔的鐵質，並留在坩堝之底部坩堝在封閉狀態下，來自燃燒的炭和葉一同熔化在鐵質內。竹含氧化矽多可助溶化，在此過程中鐵不會達到其熔點，透過固體擴散過程，碳被吸收，持續長時間的鑄造，緊接著慢慢冷卻到800攝氏度，約12至24個小時。這些大的晶體事實上是大馬士革鋼花紋或水紋的主要成份。滲碳體或碳化晶體非常堅硬，抗酸性強，當鋼被拋光後會呈現出帶白色或銀色。與此形成對比的珠光體由粘結金屬組成，經腐蝕成黑色，這說明為什麼會產生不同的顏色。
2，脫碳熱處理：
待冷卻後把坩堝從火中移開，並將其打破，取出半球形的鋼錠。將它放在鐵砧上進行錘打，作硬度試驗。經正常鑄造的鋼錠很硬，經錘打後也不會有凹痕。故需用特別含有鐵銼屑或粉末狀鐵礦石之粘土混合物覆蓋，從而強化鋼錠的脫碳。把鋼錠重新加熱到火紅色約700攝氏度至900攝氏度後，再透過錘打作硬度試驗。重複此熱處理過程，直到金屬過到足夠的軟度以便鍛造。
3，鋼錠鍛鍊：
將鋼錠的溫度慢慢降低，並控制在700攝氏度至900攝氏度之間。經過鋼錠的鍛鍊碳分逐漸減少，從原來的2.2%或更高降低至1.8%，即從白鑄鐵狀態到碳鋼，此過程亦可稱為退火和球狀處理，鋼條變得有可展性和有軔性。
從以上我們鍊鋼過程我們可以看出，鐵礦經過煉製，熱處理，鍛鍊等工藝，最終形成高質量的鋼。
第一個練出液態鋼的好像是一個外國人。資料上顯示，他是用石墨和粘土製作了一個坩堝。然後在裡面放入鐵塊。鐵繼續吸收坩堝壁裡面的石墨。最後成為高碳鋼水，然後澆鑄成鋼錠。最後打造成各種器物。這是人類第一次在液態狀況下鍊鋼。據說比以前。所有金屬質量都要好，可以用來生產工具鋼。切割其它金屬，可是我不明白放裡面的是什麼樣的鐵塊…如果是生鐵，那裡面的碳含量就比較高。需要減少碳。當生鐵變成鐵水的時候。攪拌裡面的鐵水一邊減碳。而石墨坩堝的石墨卻又不斷的融進去。這樣就在增碳。一邊減少碳一邊增碳。不是很矛盾嗎？最後怎麼能夠把碳含量降低到鋼的水平。如果放的是熟鐵，那麼碳含量又比較低。需要增加碳量。可是石墨坩堝裡面的石墨融進去多長時間？融進去多少才能達到鋼的水平？這一點這個外國人怎麼去控制？融進去的碳，如果少了，還是熟鐵達不到鋼的水平？融進去多了又變成生鐵超出鋼的水平，請問這個外國人到底放進去的是什麼樣的鐵？是如何煉出鋼的？過程是怎樣的？我確實。不瞭解
回覆列表
其實是化成鋼水後降溫，形成鋼錠，然後加鐵末和含有鐵末的黏土再加熱，至700到900度，反覆錘打。然後在重複以上的，這個是脫碳熱處理。
其實，這種技術還真不是英華人發明的，相當於中國戰國時代的匈奴人就會類似技術鍛造兵器，硬度夠，韌度也夠，所以直到漢武帝前，我們跟匈奴人都是防禦為主，能和就和，是兵器不好使。張騫西域帶回來這種技術，叫精鐵。此後這類技術在西域失傳，中國又屬於機密，直到唐朝時候被日本人學去。百鍊成鋼嘛就這個意思。