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用煤使中国冷兵器从宋朝开始衰落

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关于冶铁技术的一般常识已经在世界冶金部份说了说明,而一些比较少出现的常识性问题在文中说明。现在补充的是有关钢铁中其他成分作用的常识。考虑到一般网民的专业不对口问题,省略了一些专业说明并对一些词句作了通俗化处理。如果需要专业解释请自行到图书馆查阅。
  硫(S)是因矿石本身的原因或者燃料问题带到钢铁中的。我们只需记住,它是一种有害杂质。对钢铁在1000摄氏度以上进行锻打的时候,会导致热脆(开裂);同时降低了钢铁的抗拉强度、屈服强度、疲劳强度和耐腐蚀性;对钢铁的焊接性也有不良影响,容易导致焊缝热裂。并与氧结合生成二氧化硫,导致焊缝产生气孔或疏松。
  磷(P)是从矿石中或者有意加入的杂质。在钢铁中即使只有千分之几的磷,也会造成脆性增加,尤其在低温时更为明显,称为“冷脆”。磷还降低了钢铁的强度,并且对焊接造成不良影响,当含量过高时,容易产生焊接裂缝。
  硫和磷在古代没有用处,所以其含量越低越好。



1楼2011-12-26 07:38回复
    中国铁器含磷量一直超高,这大概要归咎于中国铁矿质量较差,但铸铁技术及大规模使用煤炭大概也是个原因。
    因为14-18世纪欧洲铸造铁器的含磷量同样远超过块炼铁法炼出的铁器。而中国宋朝以前的铁器含硫量基本上还处于正常范围内。
    苏轼曾做过一首《石炭行》,盛赞用煤炼铁的好处。他认为用煤“冶铁作兵,犀利胜常云。”还可以节省木炭,提高炉温。确实,煤有这两个好处。它还降低了炼铁的成本。然而可怕的杀手——硫,就潜伏在煤中。
      根据对出土安阳唐坡宋代冶铁遗址出土九根大铁锭的检测,其含硅0.86%、含锰0.001%、含磷0.1%、含硫1.075%。含锰如此“谦虚”,含硫含磷都如此之高,这样的铸铁,按现代铸铁标准,完全是不能用的废品。悲哀的是这样的次品却是封建时代后期中国“正常”的钢铁!事实上考古工作者只需检测封建时代后期铁器中的含硫量,就可以满有把握的判断出它到底是煤炭炼制还是木炭炼制。
      《天工开物》卷十《冶铁》指出,当时中国炼铁,十分之七用煤,十分之三用木炭。考虑到中国钢铁含磷量本来就高,可以说明朝时期中国90%以上的钢铁,都成了次品废品!用煤炼铁,是中国冶铁史上最巨大、最具有决定性的灾难。这种灾难中国古人已经有所察觉。赵士桢就指出,煤炼铁铸造的火器,容易炸膛。中国的锻打、焊接技术进展缓慢,估计也跟含硫含磷超标有关。常识部分已经说过,硫会造成热脆,而在古代,900度以上跟985度以下,是很难分清的,这就基本上断绝了中国铁器高温锻打的技术可能。而硫和磷对钢铁的焊接性能都有不利影响。
    


    2楼2011-12-26 07:39
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      解决含硫量超高的办法,就是炼制焦炭。最早描述炼制焦炭的,是方以智的《物理小识》,这种技术估计到清朝得到了发展。焦炭能把生铁中的含硫量降低到千分之一以下,但这是189世纪中叶以后的欧洲数据。而冶炼方法不如欧洲先进的中国炼铁炉是很难达到这种效果的,事实上欧洲自己的早期焦炭高炉制品同样不能达到上述数字。并且不要忘记,直到清末开始对中国传统炼铁方法进行科学调查时,中国仍然有很多烧煤炼铁炉,尤其是占大头的坩埚炼铁法,更是煤的大用户——因此不难理解中国坩埚炼铁法只能炼出一些垃圾。
        用煤炼铁不好,这点有经验的人都会知道。世界上最早用煤炼铁的罗马人就没有推广这种技术。欧洲人在17世纪初开始尝试用煤炼铁,但一直没有推广,尤其优质铁坚持用木炭炼制。直到18世纪初能够大规模炼焦后才开始用焦炭取代木炭。
      


      3楼2011-12-26 07:39
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        LZ的很多帖子,真想发到汉服吧去,估计每发一个,就要炸锅一次


        6楼2011-12-26 11:54
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          天底下最好最好的刀就是唐刀和环首刀这个是汉族人千百年来的不去的汉魂。一个人告诉我如果他们真的了解刀剑。他们就知道什么是过错了。不会之拘泥于窄身直刃的唐刀和环首刀了,中国的刀剑并没有拘泥于窄身直刃的环首刀的影子里,后世的刀剑适用性远远比唐刀缳首刀好用。人的思想怎么就那么死呢?


          IP属地:云南7楼2011-12-26 12:53
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            现实的迷茫,只能抱着老祖宗的大腿,食古不化了


            8楼2011-12-26 14:26
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              ??????????......


              IP属地:湖北来自手机贴吧9楼2011-12-26 15:51
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                还是现代的激光刀好用......


                IP属地:湖北来自手机贴吧10楼2011-12-26 15:51
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