第566章 百鍊成鋼

  又到了精彩刺激的科普環節。

  今天和大家聊聊金屬行業，金銀銅鐵，和鋼。

  聊聊什麼是鋼，什麼是鐵。

  石器時代，青銅時代，鐵器時代，是怎麼形成呢？

  這主要來源於人對堅硬物質的追求。

  石器時代很好理解，就是利用堅固的岩石製作成石矛，石斧，主要的目的是用來狩獵，可在石器時代中，如何加工出一柄合格的石矛呢，首先要有一把堅固的石錘和石鑿，錘和鑿必須比矛頭堅硬，才不會矛沒砸出來，鎚子到碎了。

  在這個基礎上，金屬便被人所發現。

  含金屬的礦石，自然比一般的石頭更加堅硬，於是銅便被發現了。

  因為銅和鐵不一樣，鐵礦石在自然界中是無法天然形成的，但銅和金卻可以，首先是純銅被發現，用來製作堅硬的銅錘，銅鑿。

  然後金銀也被陸續發現。

  金銀銅，這三種金屬都是可以獨立形成很大一塊的，像前文提到的狗頭金和天然銅塊。 記住網址ｈｔtｐ://ｍ.bqge。org

  這些都是單質金屬。

  所以便奠定了黃金和白銀的地位。

  貴金屬，便形成最貴重的東西。

  然後學會了利用火，進入了陶器時代，人類發現了泥土經過高溫燒制，可以變成陶器，學會了最初級的冶鍊技術，下一步就開始冶鍊銅礦了，把銅礦石里的雜質去除，將小塊的銅進行熔煉，鑄造，但銅的硬度不夠，所以又加入了錫礦石與銅礦石一起熔煉，獲得更加堅硬的青銅。

  就進入了青銅時代。

  但早期的青銅時代，是沒有鐵的，是冶鍊技術的問題，銅和金的熔點只需要1000攝氏度左右，但鐵需要1500度左右，人即使很早就發現了鐵礦石，但溫度搞不上去，提煉不出來。

  人對於鐵的利用，是來自隕石。

  含鐵量高的隕石，在通過大氣層之後，急速燃燒，在下墜的過程中冶鍊出純鐵，埃及法老圖坦卡蒙的墓里，就曾出土過一件隕鐵匕首，由於無法自主提煉，所以隕鐵在一段時間內，是世界上最為貴重的東西。

  然後到了公元1300年左右，兩河流域的赫梯帝國，在與埃及的對抗中強大起來，他們是世界上首先利用煤炭的國家，煤的燃燒肯定比木柴強多了，在這基礎上，又用草木灰和石英砂發明了耐火磚，再加上鼓風機，終於將爐溫達到了煉鐵的需求，起初的目的，是為國王煉製隕鐵，終於成功了。

  又開創性的熔煉鐵礦石，終於得到了鐵。

  並藉助鐵器，建立了當時世界上最為強大的軍隊。

  煤炭的利用，幫助歷史進入了鐵器時代。

  而中國這邊要晚了一些，大約在春秋時期，才開始出現了生鐵冶鍊，大規模的應用要等到東漢時期，這裡有個關鍵的知識點，鐵為什麼需要反覆捶打呢？

  因為鐵元素有個特點，他在地球上是不以單質存在的。

  那什麼是單質存在呢？純銅，純金，天然銅塊，天然金塊，這種就是單質存在的東西。

  除了隕鐵之外，你是絕對無法找到一塊天然純鐵的。

  必須要熔煉。

  而古代人要煉製一塊鐵，有多難呢，這是一個相當漫長的過程，首先是溫度方面，春秋時期的工匠，為了提高燃燒的溫度，首先發明了木炭，將木柴點燃過後用沙土覆蓋起來，進行悶燒，得到高品質的木炭，然後在製造爐子的時候也是費盡腦筋，首先需要篩選最細膩的泥土，拿來反覆過濾，揉捏，得到最細膩的精土，精土造爐時，還要加入一定比例的稻桿，草木灰，燃燒過後，讓泥窯具有一定的透氣性，不至於熱脹冷縮讓爐子炸裂。

  有了高品質的木炭和耐高溫的爐子過後，就是礦料了。

  礦石要仔細的研磨成礦砂，然後用磁鐵將礦砂里的鐵給選出來，做成細料，再加入灰石等助溶劑，放進爐子里進行煅燒。

  爐子下面還要加入鼓風機。

  而這個過程通常會持續兩三天的時間，就像用河沙燒玻璃一樣，最後燒去雜質，才得到一塊海綿狀的東西，海綿鐵。

  但這並不是純鐵，裡面還有非常多的雜質，有很多微量元素，例如碳，硫，磷，硅，錳，鎢，釩，鎳等等化學元素。

  其中一些是有利的，而一些是有害的，例如碳元素能增加鐵的硬度，鎳元素可以抗氧化不會生鏽，鎢元素能增加刀劍的堅硬和鋒利程度。

  而磷和硫這兩種元素則是有害的，會讓鐵的表面凹凸不平，形成氣泡，所以必須把這些雜質給剔除出去。

  就需要反覆的加熱，捶打，把這裡面的雜質給敲打熔煉出去。

  這就是鍛打的概念。

  所謂百鍊成鋼，百鍊鋼，就是這麼個意思了。

  但介於以前的技術低下，所以鐵的品質完全無法精確掌控，湊巧這一批礦石含鎳或者含鎢，這批鐵打造出來的兵器，就會格外的出色。

  而湊巧另一批礦石，沒有這些元素，品質就會低下一等。

  所以完全看運氣。

  到了東漢時期，曹操打制5把百鍊鋼刀，動用三百多人，花了足足三個多月的時間，號百辟刀，分別名青龍，白虎，朱雀，玄武，熊罡，就是用百鍊鋼的方法造成的，這一批刀的質量就特別好。

  而與之對應呢，劉備還造了蜀八劍，名字分別叫東極，西極，南極，北極，不周，方土，波母，編駒，劉備自己用了一把，其他的分別賜給梁王，魯王，劉嬋，諸葛亮，關羽，趙雲，張飛，稱呼為蜀國八神兵。

  其中的七把劍都在戰亂中遺失了，唯獨趙雲劍流傳了下來。

  清朝末年，慈禧太后專政，她居然是趙雲的鐵粉，生平最喜歡聽趙雲的戲，四川有位高官就刻意去挖了趙雲的墓，把趙雲劍給挖了出來送給慈禧，被慈禧當做寶貝收藏，死後當陪葬品下葬東陵。

  1928年，軍閥孫殿英盜掘東陵時，又把它給挖了出來。

  蜀有八劍，然後東吳方面，孫權也造了吳六劍，白虹，紫電，辟邪，流星，青冥，百里。

  然而同台PK，蜀八劍和吳六劍，都是被百鍊刀一砍就斷。

  元素的無法精準控制，反而成就了這一時期百鍊鋼的巔峰，出了很多著名的兵器，像倚天劍，青虹劍，七星寶刀，青龍偃月刀，方天畫戟，丈八蛇矛，龍膽亮銀槍等等，都是當中的佼佼者。

  也可謂滿滿的中二氣息。

  而到了近現代呢，鋼鐵的鑄造方法已經非常系統了。

  生產流程，也有了很大改變。

  流程的第一步，有兩個單位，煉焦廠和燒結廠。

  煉焦廠負責把煤炭用悶燒法，加工成焦炭，獲得更好的燃燒力。

  燒結廠，則負責把采來的鐵礦石破碎成渣，得到鐵礦砂，但這個時候的鐵礦砂，含鐵量是很低的，需要進一步加工，把礦砂加入灰石，碳酸鈣等助溶劑，燒製成圓球一般的球團礦，或者燒結礦，把生料變成熟料。