春秋战国时期的冶铁技术与铁器品种有哪些
冶铁技术:
一部分出土的春秋铁器,经过有关专家用相学鉴定,它们的结构大体可以分为四大类:
块炼铁(三门峡上村岭铜柄铁剑、江苏六合程桥的铁条)。
块炼铁渗碳钢(长沙杨家村的钢剑)。
铸铁(长沙识字岭的铁臿)。
韧性铸铁(河南洛阳的铁铲、铁锛)。
从以上科学测定,春秋冶铁技术有一个发展的过程:
春秋早期的块炼铁技术→春秋中后期的渗碳制钢技术(铁碳合金)、冶制白口铸铁技术、韧性铸铁技术(柔化技术)。
扩展资料:
铁器品种:
以武器为主(戟、剑戟、弓箭头、铁匕首、铁斧)。
礼器(刑鼎)、农具(铁锄、夷、斤、斸、铁臿、铁镰)、工具(铁削、铁条、码子)、日常用具(环形器具、铁丸)次之,数量较少。
技术:
渗碳钢技术比较成熟,冶炼白口铸铁技术、球墨铸铁技术(软化技术)进一步发展,有比较先进的固体渗碳钢技术
铁的类型:
精工武器(钢剑、矛)、农具(如“六边形梯形锄”、“双镰刀”、板斧、五齿耙、v形铁口犁)、工具(凿子)、其他铁制(带钩铁制)等铁制工具得到广泛应用。
中国古代的冶铁技术生铁和柔化处理技术生铁我们通常说的“铁”分“生铁”和“熟铁”两种,包括“钢”在内,都是以铁(Fe)和碳(C)两种元素为主的一种合金。人们通常把含碳量在百分之○○五以下的叫熟铁,百分之○○五到百分之二○的叫钢,百分之二○到百分之六六七的叫生铁。人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁,它是铁矿石在八百到一千摄氏度左右的条件下,用木炭直接还原得到的。出炉产品是一种含有大量非金属夹杂的海绵状固体块。块炼铁和生铁比较起来,有如下几个缺点:一是它不能从炉里流出,取出铁块时,炉膛要受到不同程度的破坏,不能连续生产,生产率比较低,产量比较小。二是成形费工费时。三是所含非金属夹杂比较多,要通过反覆锻打才能排除。四是含碳量往往比较低,因而很软。生铁的冶炼温度是一千一百五十到一千三百摄氏度,出炉产品呈液态,可以连续生产,可以浇铸成型,非金属夹杂比较少,质地比较硬,冶炼和成形率比较高,从而产量和质量都大大提高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。我国钢铁冶炼技术的发展道路和世界各国是不完全相同的。国外一般是先有块炼铁,经过长期缓慢发展之后才有生铁。欧洲许多地方的块炼铁是公元前1000年前后发明出来的,但是直到公元十四世纪才有生铁。我国却不是这样。我国冶铁术大约发明于西周时期,比欧洲晚,可是它一经发明,不久就出现了生铁,后来者居上,使我国成为世界上最早发明并使用生铁的国家。1964年,江苏六合程桥镇出土一件春秋晚期的铁块,经鉴定是白口生铁。这是到现在为止我国出土并且经过科学分析的最早生铁实物。战国中晚期,铁器在我国农业、手工业生产中占据了主导地位。据不完全统计,目前出土的战国铁质生产工具大约十六种左右,其中多数是生铁和它的柔化处理件,块炼铁处于辅助地位。这表明这时我国生铁生产已经有了比较大的发展。我国生铁技术发明比较早的原因是多方面的,我们以为在技术上至少应包括以下几点:一是我国冶铜术中很早就使用了比较强的鼓风装置。二是很早就对冶炼用的原料进行了比较好的选择和处理。三是很早就发明了比较高大的冶炼竖炉。一般认为,我国生铁技术的发明和发展同青铜技术有密切的关系。可锻铸铁可锻铸铁原是白口铁经高温退火得到的一种高强度铸铁,具有一定的塑性和冲击韧性。依热处理条件的差别,又可分成白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种:白心可锻铸铁以脱碳为主,又叫脱碳可锻铸铁;黑心可锻铸铁以石墨化为主,又叫石墨化可锻铸铁。国外的白心可锻铸铁是公元1722年由法国人首先发明的。公元1826年,美国人又发明了黑心可锻铸铁。此后一个相当长的时期里,人们都把白心可锻铸铁叫做“欧洲式可锻铸铁”,把黑心可锻铸铁叫做“美洲式可锻铸铁”。其实,这两种可锻铸铁,我国早在两千多年前都已经发明了。“洛阳水泥制品厂战国早期灰坑遗址出土过一件铁铲,铲体基本锈蚀,只在銎(qióng)部(装柄的孔)有部分金属残留,在金相显微镜下显示了黑心可锻铸铁组织,基体是铁素体,上面分布着团絮状退火石墨。这是到现在为止世界上经过科学分析的最早的铸铁可锻化退火处理件。战国中晚期后,可锻化处理工艺有了比较大的发展,主要表现在:第一,分布地域更广了。在北方,目前经分析过的有河北易县燕下都遗址的铁钁、铁锄、铁鐏等,在南方有湖北包山出土的空首斧、湖南长沙出土的铁铲等。第二,部分器件已经处理得比较好,器件断面基本上是可锻铸铁组织,中心没有白口铁残余,如燕下都的铁鐏等。汉代到南北朝时期,铸铁可锻化技术发展到比较成熟的阶段:一是使用范围有了进一步扩展。近年在山东薛城、河南南阳、渑池和巩义市,北京清河和大藻台,湖北铜绿山等地,都发现了这类器件。南阳瓦房庄出土的农器有十二作,经过分析,九件是普通可锻铸铁,两件是铸铁脱碳钢,只有一件是白口铁。二是技术水平有了进一步提高。凡处理过的器伴,中心很少有白口铁组织残留,石墨发育比较好,形态多和现代可锻铸铁相当。这些可锻铁中,有白心的,也有黑心的,多数是农具。铸铁可锻化处理有十分重要的意义。在常温下,碳在铸铁中主要有两种存在形式:一是化合态,主要是渗碳体;二是自由石墨态,有条状、团絮状、球状石墨等。碳的存在形式不同,同一成分的铸铁,性能也是不尽相同的。白口铁中,碳全部以渗碳体形式存在,因渗碳体硬度很高,塑性极低,所以白口铁性硬而脆。通过可锻化处理,白口铁中的碳或以自由石墨态形式析出,或因氧化而去除,从而使材料强度提高,硬脆性减少,综合机械性能得到改善。战国中期以后,我国在农业、手工业中这样广泛地使用了铁器,可锻铸铁的发明和发展是起了重要作用的。球墨可锻铸铁球墨可锻铸铁因所含石墨呈球状而得名。它有比较高的强度、塑性和韧性,铸造加工性能也比较好。1974年,河南渑池发掘了一个北魏铁器窖,里面藏有从汉代到北魏的铁器四千多件,种类有生产工具、兵器、日用器皿以及铸范、铁
哈密焉不拉克墓地发现7件铁器,从测的10个碳十四数据看,发掘墓葬年代的上限在公元前十七世纪,下限略晚于公元十世纪,所出铁器的绝对年代当在公元前十世纪前后。出有铁刀的31号墓测一碳十四数据,为距今3240±135年。轮台群巴克墓地出土铁器较多,有铁剑、刀、镰刀和锥等。一座墓中常常数件,从测的9个碳十四数据,墓地年代集中在公元前十世纪前后到公元前五世纪前。和静县察吾乎文化出土有少量铁器,有铁釜残片、锥、环等。1986年后发掘的察吾乎文化墓地材料分四期,全面揭露的察吾乎沟四号墓地近250座墓葬中只出一件铁器,出自第一期墓葬中M98,是一件铁刀。从察吾乎文化分期看,早期已零星使用铁器,晚期铁器渐多。从测的二十多个碳十四数据看,这一文化年代的上限超过公元前十世纪,下限到公元前五世纪。不久前结束的尼勒克吉林台古墓群发现数以百计的新疆史前时期的铁器。初步观察,这里的史前墓葬可分为早晚两大期,早期彩陶发达,晚期基本不见彩陶。早期墓葬已测三个碳十四数据,均为公元前十世纪前后。2002YNQM03是一座典型的早期墓葬,出土的彩陶和铁刀,所测碳十四年代为公元前的十二世纪前。和静县哈布其罕1号墓地出土少量铁器,能辨器形者有铁耳环,从出土文物看,年代在公元前十世纪到六世纪。乌鲁木齐柴窝堡墓地发掘墓葬18座,17座属于第一类型墓葬,有9座墓葬中出有铁器,有些墓葬中的铁器较其他随葬器的总和还多,能辨器形者有包铁金泡、铁刀、铁镞,墓地测三个碳十四数据,年代为公元前十五世纪到十世纪,出有铁器的M1b碳十四测定年代为3 l 6 5±1 2 5年。且未县扎滚鲁克一号墓地二期文化墓葬中出有铁剑、铁戒指,从测的4个碳十四数据看,年代在公元前十世纪到公元前五世纪。塔什库尔干县香宝宝墓地出有五件铁器,碳十四测定其年代在公元前的十世纪到五世纪。乌鲁木齐南山矿区阿拉沟墓地出土不少铁器,碳十四年代从公元前8世纪到公元前3世纪。乌鲁木齐南山矿区东风机械厂墓地个别墓地出有小件铁器,碳十四年代从公元前十二世纪到公元前七世纪。乌鲁木齐柴窝堡林场II号墓地大多墓葬出有铁器,能辨器形者有铁钉、铁泡,据碳十四测定年代,墓葬年代在公元前8世纪。吐鲁番鄯善县洋海墓群及苏贝希墓群已发掘墓葬数百座,早期墓葬中出有一件铁带扣,在弯扣上套铜,后期铁器常见,早期墓葬中出有可断代的铜器,上限年代不会晚于周初,可能早到商末或更早。
是的,冶铁术是中国最早。
商周时期中原地区青铜冶炼术已达到相当水平,但是从商代中期到周末数百年间,人工冶铁术并未在高超的冶铜技术的影响下发展起来,西周末偶见人工冶炼的铁器时,仍使用陨铁。新疆属于中亚的一部分,大多地方的地理地貌与中亚其他地区区别不大,特别是北疆一些大河将新疆与以西中亚国家连为一个大的自然地理单元,考古发现表明在古代它们拥有相同的文化。和中亚其他地区一样,新疆在公元前20世纪与10世纪之交进入了早期铁器时代,并很快普及。中、西亚地区发现的早期铁器为原始的块炼铁,穷科克台地墓地出土的铁器经北京科技大学冶金史研究所鉴定,为块炼铁或渗碳钢,中原地区最早出现的人工冶铁亦为块炼铁,早期的冶铁技术一致,从新疆和中原地出土的金铁合体或金玉合体的器物看,早期铁器十分珍贵。商代开始,中原和古西域就有非常密切的文化联系,商末贵族墓葬中的玉来自西域,三门峡虢国墓地出土中国最早的人工冶铁品,这里还出土过一面早期铜镜,背面为线描的动物纹饰,明显不是中原体系的铜器,风格类同的铜镜在和静县察吾乎沟文化中发现过—件,德国柏林博物馆收藏品中有一件,虢国墓地的那面铜镜显然是西来的。鄯善县洋海墓地出有一铜铁合体的铁器,同墓地出有管銎战斧、铃形镂孔铜器等,这些铜器在西亚等地公元前一千六、七百年遗址中就有发现,中原和中国北方地区发现的同类铜器年代到商末。最近在塔什库尔干地区发现喇叭口状铜耳环,它是安得罗诺沃文化中的典型铜器,类同器物在甘肃河西及中国北方地区都有发现,年代在商周。上述器物明显是从西亚、中亚经新疆向中原流布,和这些器物一样,在西亚和中亚早已出现的铁器也随之由西向东传布。新疆铁器出现的时代早,发现多,河西沙井文化发现二件铁器年代可早到西周,关中地区铁器早到春秋早。人工冶铁术由西亚、中亚经新疆向中原传布的线路也基本清楚。冶铁术传入中原后,在已经十分发达的青铜冶炼技术的基础上,很快发明了冶铸生铁,这项工艺早西方一千多年,从此中国的冶铁术开始领先西方。 最早进入人类视野的铁矿物无疑是铁陨石(或简称陨铁),这种不折不扣的天外来客,为人类提供了有关铁的最初知识。
铁陨石主要由铁镍合金组成,一般含镍4~10%,极少数陨铁中的镍含量可以高达60%。陨铁的绝大部分都是可锻的。
有证据表明,石器时代的人们已能够利用陨铁。居住在西格陵兰约克角地区的石器时代的人们,一直用含镍8%左右的陨铁制造工具。在北格陵兰曾发现过一把爱斯基摩人的小刀,由一些装在海象牙上的陨铁片组成。在中国,古代陨铁制品也正在不断被发现。1972年冬,在河北省藁城县台西村商代遗址(碳-14测定年代为公元前1520±160年),发现了一件铁刃铜钺。全钺残长111mm,阑宽85mm。铁刃宽60mm,在铜外部分已经断失,铜身夹住的部分厚2mm,深 10mm。对这件古兵器进行的科学考查表明,“铁刃中没有人工冶铁所含的大量夹杂物,原材料镍含量在6%以上,钴含量在4%以上。更为重要的是,尽管经过锻造和长期风化,铁刃中仍保留有高低镍、钴层状分布”,研究者据此断定,这件铜钺的铁刃系由陨铁制成,而整个铜钺的制作过程是:先将陨铁锻造成薄刃,然后再浇铸青铜柄部。
在我国历代文献中,有关陨铁的记载也可谓不绝如缕。最早记录陨铁堕落现象的是《史记》:“秦献公十七年(公元前368 年),栎阳雨金四月至八月。”所谓“雨金”是指许多铁陨石同时堕落,也即现代人所谓的“陨石雨”,而栎阳是秦献公的都城,其地在今陕西临潼东北。其后,唐代樊绰《蛮书》中记载云南南诏王备有“天降铎鞘”。段成式《酉阳杂俎》中说“南番有毒槊……言从天而下,入地丈余”。北宋治平元年(公元1064年)某日,沈括在常州宜兴县曾亲见陨铁堕落并作了详细记载:“是时火息,视地中只有一窍如杯大,极深,下视之,星在其中,荧荧然。良久渐暗,尚热不可近。又久之,发其窍,深三尺余,乃得一圆石,犹热,其大如拳,一头微锐,色如铁,重亦如之。”此后,在《元史五行志》中也有一段清楚的记载:“元至正十年(公元 1350年)十一月冬至夜,陕西耀州有星堕于西原,光耀烛地,声如雷鸣者三,化为石,形如斧。一面如铁,一面如锡,削之有屑,击之有声。”
建国以后,许多陨铁实物也已被陆续发现。如1958年在广西南丹发现了早期降落的铁陨石雨,经现场勘查,已发现的十九块南丹铁陨石中,最小者为13kg,最重者为19吨,含镍量在7%左右。而不知何时落在我国新疆准葛尔地区的一块重约二十吨的铁陨石,则是目前世界上收集到的第三大铁陨石。
以上事实说明,原始民族在早期就已经能够利用天然陨铁。而至迟在商代中期,中华民族的先祖们已经掌握了一定水平的锻铁技术,熟悉铁的加工性能,认识铁与青铜在性质上的差别。显然,中国人对铁的最初认识只能更早。
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在大约公元前1000年,欧洲地区进入铁器时代初期,由于铜器的应用很不发达,率先掌握冶铁技术的古罗马人迅速推广使用铁器,包括铁剑、铁标枪、铁盾、铁弩箭发射装置以及铁链、扒城钩、铁镰头等,当时罗马军队中还配备铁匠,随时维修和制作铁质兵器。
面对欧洲尚未充分发展的冶铜制铜业及其冶铁制铁技术尚不够成熟的广大地区,已经积累了较强军事技能的古罗马军团因其完备的铁质兵器系统而具备了较为显著的军事优势,并最终利用这种铁器优势横扫北非、西亚和欧洲大陆。
扩展资料
自公元前1000多年前世界各地发明人工冶铁技术以来,至20世纪70年代,人类都是处于广义的铁器时代,包括工业革命前的传统铁器时代,直至其后的后铁器时代或钢铁时代。20世纪晚期在所涌现大量新材料的推动下信息产业的兴起,才标志着铁器时代的结束。
早期的人工冶铁技术主要包括炼铁和炼钢两个重要环节。炼铁过程大致为:用燃烧木柴、煤炭或木炭等燃料加热以氧化铁或硫化铁为主的铁矿石,达到足够高的温度后燃料中的碳与铁矿石中的氧或硫结合成气体逸出,还原出铁矿石中的铁。还原出来的铁中还残留了铁矿石中的硫、磷、硅等等,以及多余的碳等杂质。
炼铁获得的产物被称为生铁,其性质脆而硬,通常并不适合直接使用。我们可以把炼铁过程简单地理解为:把天然铁矿石转变成含有很多杂质的生铁。
炼钢或制钢过程大致则可以理解为:利用多数杂质元素比铁更容易氧化的特性,在高温下向生铁内输入空气中的氧气以便氧化生铁内的硫、磷、硅、碳等杂质元素,然后设法清除这些杂质氧化物。
光明网——古代中西方铁器应用的比较
冶铁业:
西周时开始使用铁器;
春秋战国时期,发明了铸铁柔化处理技术,是世界冶铁史的一大成就,比欧洲早两千多年;
两汉:西汉时冶铁业分为官营和私营。煤成为冶铁的燃料,人们发明了淬火技术;东汉时,杜诗发明水排,使中国冶铁水平长期领先世界。宛和巩是著名的冶铁中心;
隋唐时期:普遍采用了切削、抛光、焊接等工艺;
辽宋时期:辽和金的冶铁业水平较高;
明朝中后期,广东佛山冶铁业,一天出铁六七千斤。
认识:在农业文明时代,冶铁业的发展是生产力进步的明显标志,它有力地推动着社会的变革和进步。
古代关于磁学的知识相当丰富。我们祖先对磁的认识,最初是从冶铁业开始的。古籍中记载了很多有关磁学知识。
磁与电有本质上的联系。古代对于某些静电现象的记载,如摩擦起电、地光与极光的电磁现象等,这恰恰是和磁现象相并列的。
秦始皇统一六国之后,自觉功绩可以与三皇五帝相比。他嫌都城咸阳的宫室太小,不足以展现自己君临天下的威仪,就在公元前212年,下令在王家园囿上林苑所在的渭河之南、皂河之西,建造规模庞大的宫殿群落阿房宫。
相传当年秦始皇在建造阿房宫北阙门时,令能工巧匠们“累磁石为之”,故称“磁石门”。磁石门运用了“磁石召铁”的原理,类似现代的安全检查门。
磁石门的作用,一是为了防止行刺者,在入门时以磁石的吸铁性能使隐甲怀刃者不能通过;二是为了向“四夷朝者”显示神奇,使其惊恐却步,不敢有异心,也称“却胡门”。
磁石门的营造,反映了秦国高超的科学技术水平。这在我国乃至世界历史上尚属首创,可以算得上是世界科技史上的一大创举。
其实远在2000多年前,我国古代劳动人民就开始同磁打交道。人们在同磁石不断地接触中,逐渐了解到它的某些特性,并且利用这些特性来为人类服务。古人在寻找铁矿的过程中,必然会遇到磁铁矿,就是磁石。我国古籍中关于磁石的最早记载,是在《管子·地教篇》中:“上有慈石者,下有铜金。”
古代人把磁石的吸铁特性比作母子相恋,认为“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子;石之不慈者,亦不能引也”。
因此,汉代初期,都是把“磁石”写成“慈石”。
对于磁石吸铁这一问题,宋代道士陈显微和道教学者俞琰曾经做了探讨,认为磁石所以吸铁,是有它们本身内部的原因,是由铁和磁石之间内在的“气”的联系决定的,是“神与气合”使然。
明代末期地理学家刘献廷在他的《广阳杂记》一书中也说道,磁石吸铁是由于它们之间具有“隔碍潜通”的特性。刘献廷还把铁的磁屏蔽作用理解为“自然之理”。
这种力图用自然界本身来解释自然现象的观点是唯物主义的,考虑到当时的科学水平,也只能作出这样的解释。
磁石门
第一:中国也经常吊打游牧民族啊,汉武帝北征匈奴,最后南匈奴内附。唐太宗平定突厥,这样的例子也很多啊,匈奴,突厥都被赶到西方去了,西方人被打的毫无还手之力,不正好说明了我们的能力。要不然你以为汉地十八省以外的领土是充话费送的?
第二:中国确实掌握了冶铁技术,但是谁说少数民族没有铁了?古兵器最先进。。。能先进超过游牧民族好几代?冷兵器时代弓箭和工程器具方面汉人是有不少突破,但游牧民族也不差。
第三:武器很重要,但是不是决定胜利的唯一因素。抗体战争时候中国军队,朝鲜战争志愿军武器装备也比敌人差啊,不照样把敌人打败了?游牧民族以游猎为生,相当于天天都在战备训练。农耕文明天天种地,肯定战斗力会弱一些,所以各朝都有常备军。你所说的所谓“经常被游牧吊打?”指的是农耕文明较为衰弱时期或者缺乏有效组织时期。历史证明汉人只要科学训练认真组织照样能虐游牧民族。
第四:照你的描述西方人也经常这样啊,被打的亡国灭种了的都有。罗马帝国被日耳曼蛮族灭亡,阿提拉的匈奴大军被称为上帝之鞭。蒙古西征时被西方人惊恐的称为“黄祸”。军事问题不能完全和经济水平划等号。
本文2023-08-19 04:09:42发表“古籍资讯”栏目。
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