冶金史研究三定律

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1、冶金史研究三定律冶金史研究三定律冶金史生铁熟铁钢铸铁我的说明：在《百炼成钢》中，我提出了冶金史研究的三个定律。这三个定律还没有人承认，也许十年，二十年后，或者时间更长一些会有结果的。50年代，《梁陈方案》没有人接受，无奈之中，梁思成说“五十年后，你们会证明我说的是对的。”《马未都说收藏》讲过一个故事，说他到现代教育家、作家叶圣陶先生家时，看到一幅对联，上联是“观钓颇逾垂钓趣”，下联是“种花何问看花谁。”冶金史研究三定律我通过对大量阅读冶金史学者们研究冶金史学的专著和历史文献进行分析之后，象牛顿一样认为“这些理论都很零散，而且经常相互矛盾。”需要“仔细筛选这些材料并

2、把它们重新提炼，找出其中的普遍真理和谬误。”向牛顿学习“非常善于从大量观点中筛选出包含真理的少数，他的这一才能让人称奇。”所以我运用现代冶金理论总结出来冶金史研究三定律是值得关注和学习的。冶金史研究三定律中第一冶金定律、第二冶金定律、第三冶金定律三大经典冶金学基本冶金原理的总称。第一冶金定律：内容以木炭为燃料，冶炼的生铁都是白口铁。获得灰口铁的唯一途径是石墨化退火。以木炭为燃料的炼铁炉生产的生铁，直接用于铸造，得到的铸件都是白口组织，不论冷却速度有多缓慢，也不会是灰口铁。古代生铁直接用于铸造也称古代铸铁，其结晶组织不受冷却速度的影响，如果想得到灰口铁唯一的工艺方法

3、就是石墨化退火，这就是刘氏第一定律。第一冶金定律还可以缩写成：木炭生铁是白口铁。说明中国古代铸铁是典型的铁碳合金。化学成分：铁碳合金中含碳量4.3%，与现代铸铁相比是高碳、低硅、低锰、低磷、低硫；金相组织：莱氏体，俗称白口铁；机械性能：像瓷器，硬而脆。主要用途：铸造礼器，生产农具。注意所有生铁和铸铁，不论是古代的和现代的，只有一个成分就是共晶成分，含碳量或碳当量为4.3%，其它成分在生产实践中没有意义。铁碳二元共晶成分的合金结晶组织是莱氏体组织，是白口铁，不因冷却速度慢按石墨转变，冷却速度快按渗碳体转变。铁碳双重相图在这里不适用。第一冶金定律的发现及总结通过对沧州

4、铁狮子、当阳铁塔、阳城犁镜化学成分的分析研究，与现代铸铁化学成分相比是高碳、低硅、低锰、低磷、低硫。阳城犁镜含碳量大多为4.3%，含硅量为0.02%，几乎不含硅，木炭炼铁，含硫也低，现代生铁和铸铁含硫量主要来自焦炭。不含硫，锰没有作用，锰也低。磷主要来自铁矿石，选择磷低的矿石，来解决磷高的问题。木炭生铁只有含碳量接近共晶成分，其它四个元素含量很小，小到不能够对铸铁的性能产生影响的程度，在这种条件下，采用工程学上通常将影响小的因素忽略不计方法，将木炭生铁简化成铁碳二元合金，平均含碳量为4.3%铁碳共晶合金。木炭生铁简化为铁碳二元合金，完全适合于铁碳二元相图。铁碳二元

5、相图中共晶成分的结晶过程就是木炭生铁的结晶过程，这个冶金原理中最经典的铁碳二元平衡相图证明了木炭生铁的常温金相组织是莱氏体组织，白口组织，也叫白口铁。平衡相图的平衡是指冷却速度非常缓慢，足够的缓慢，共晶成分的铁碳二元合金仍然是莱氏体组织，白口组织，白口铁。结论木炭生铁只能是白口铁，永远不会从液态直接得到灰口铁。铁碳二元合金双重相图中所说的，亚稳定系和稳定系理论对于木炭生铁结晶过程，其中是冷却快时，按亚稳定渗碳体结晶，冷却慢时按稳定系中的石墨结晶，对于木炭生铁来说是不适用的。渗碳体在加热过程中石墨化分解是对所有生铁和铸铁都有效的，木炭生铁中的渗碳体同样可以按照铁碳二

6、元合金双重相图中的原理进行石墨化退火。汉代铸铁的柔化处理附合石墨化退火的工艺过程。黑心可锻铸铁的可锻化处理，通常所说的可锻铸铁石墨化退火。木炭生铁结晶后是白口铁，可以进行石墨化退火，变成灰口铁。这是唯一的工艺方法。第二冶金定律：内容一方面是将熟铁的含碳量从0.2%的提高到1%，另一方面将生铁的含碳量从4%的降低到1%，这个冶金过程在古代称为炼钢。炼成能够制造兵器和工具的钢的，这就是古代炼钢史。熟铁含碳量0.2%，强度和硬度都低，柔软的熟铁制造刀枪比不过青铜，提高含碳量到1%，碳素工具钢的成分，强度提高，通过淬火提高强度。生铁硬而脆和青铜刀剑比一碰就碎，所以要降低含

7、碳量为1%的钢，这就是炼钢的目的。第二冶金定律还可以缩写成：渗碳脱碳则为钢。说明中国古代钢是典型的铁碳二元合金。化学成分：铁碳合金中含碳量1%，与现代钢相比就是高碳钢、碳素工具钢。同样是低硅、低锰、低磷、低硫；金相组织：珠光体组织，淬火以后是淬火马氏体组织；机械性能：强度高，硬度高。主要用途：开始主要是制造兵器，后来制造工具。注意这是古代炼钢方法，有些地方还在用，仅作为非物质文化遗产保护。现代工业化的生产方法，是高炉炼铁，电炉、转炉炼钢。第二冶金定律的发现及总结熟铁是以木炭为燃料，加热铁矿石使其软化，取出炉不断锤打，多次重复这个过程得到块炼铁，成语叫千锤百炼。由于

8、加热温度比