冶金冶煉 4.
煉鐵煉鋼中的化學工藝
我國古代工匠們在冶煉過程中不斷有獨特的創造，通過退火、正火、淬火、化學熱處理等工藝，煉出了炒鋼、百煉鋼、灌鋼等品種。我國古代煉鐵、煉鋼技術雖然起步相對稍晚，但是它的發展卻是後來居上。例如商代熔鑄司母戊方鼎這樣的大型鑄件，必須要有較大的熔爐、鼓風器和較高的爐溫。
司母戊方鼎是我國商代青銅器的代表作，為一次鑄造成功，標誌著商代青銅器鑄造技術的水平。被推為“世界出土青銅器之冠”。
春秋戰國時期列國紛爭，楚王聽說鑄劍師歐冶子的大名，為了在紛爭中獲勝，就叫他製造寶劍。
歐冶子走遍江南名山大川，尋覓能夠出鐵英、寒泉和亮石的地方，因為隻有這3樣東西都具備了，才能鑄製出利劍來。
歐冶子來到了龍泉的秦溪山旁，發現在兩棵千年鬆樹下麵有7口井，排列如北鬥，明淨如琉璃，冷澈入骨髓，實乃上等寒泉。於是，
歐冶子又在茨山下采得鐵英，拿來煉鐵鑄劍，就以這池裏的水淬火，鑄成劍坯。由於沒有好的亮石可以磨劍，歐冶子又爬山越水，千尋萬覓，終於在秦溪山附近一個山嶴裏，找到亮石坑。
歐冶子發覺坑裏有絲絲寒氣，陰森逼人，知道其中必有異物。於是焚香沐浴，素齋3天，然後跳入坑洞，找到一塊堅利的亮石，用這兒的水慢慢磨製寶劍。
經兩年之久，終於鑄劍3把：第一把叫“龍淵”；第二把叫“泰阿”；第三把叫“工布”。這些寶劍彎轉起來，圍在腰間，簡直似腰帶一般，若乎一鬆，劍
身即彈開，筆挺筆直。若向上空拋一方手帕，從寶劍鋒口徐徐落下，手帕即分為二。斬銅剁鐵，就似削泥去土。之所以如此，皆因取此鐵英煉鐵鑄劍，取這池水淬火，取這山石磨劍之故。
歐冶子鑄成寶劍，是和他的冶金技術分不開的。其實先民在此之前的商代中期，就已經對鐵有所認識，而且已能夠進行鍛打加工並與青銅鑄接成器。
商代高度發達的青銅冶鑄技術，使它從礦石、燃料、築爐、熔煉、鼓風和範鑄技術等各個方麵，為人工煉鐵技術的出現創造了條件。
至春秋戰國時期，人工冶煉的鐵有塊煉鐵和生鐵兩種。一般認為，最初的煉鐵技術，大多采用塊煉鐵。塊煉鐵方法是將鐵礦石和木炭一層夾一層地放在煉爐中，點火焙燒，在650度至1000度溫度下，利用炭的不完全燃燒產生一氧化碳，遂使鐵礦中的氧化鐵還原成鐵。
至春秋中後期，我國的煉鐵技術已經達到較高的水平。在熟練地掌握了塊煉法煉鐵後，我國又在世界上最早發明了生鐵冶鑄技術。
據《左傳·昭公二十九年》記載，公元前513年，晉國鑄造了一個
鐵質刑鼎，把範宣子所製定的《刑書》鑄在上麵。鑄刑鼎的鐵是作為軍賦向民間征收來的，這說明最遲春秋末期出現了民間煉鐵作坊，而且已較好地掌握了生鐵的冶鑄技術。
在生鐵冶煉過程中，爐溫較高，被還原生成的固態鐵會吸收碳、硫和磷，這種吸收隨著溫度的升高，速度就會加快；另一方麵，鐵吸收碳後，熔點隨之降低，當含碳量達到2.0％時，熔點降至1380度，當含碳量達到4.3％時，熔點最低，僅1146度。
所以，當爐溫至1200度時，就完全能使鐵充分熔化，從而得到了液態的生鐵，並可以很方便地直接用於澆鑄成器。
生鐵冶煉技術的出現，改變了塊煉鐵的冶煉與加工都較費工費時的狀況，煉爐可連續使用，提高了生產率，降低了成本，使得大量提煉鐵礦石和鑄造出器形比較複雜的鐵器成為可能。這就為我國古代煉鐵技術的發展開拓了自己獨特的道路。
我國古代煉鋼技術，大致興起於春秋晚期。
1976年在湖南省長沙出土了一把春秋末期的鋼劍，通長38.4厘米。用放大鏡觀察劍身斷麵，可以看出反複鍛打的層次，中部可以看出7至
9層的疊打層。
離劍鋒約8厘米處取樣分析，金相組織為含有球狀碳化鐵的鐵素體組織，組織較均勻，鐵素體晶粒平均直徑為0.003毫米。由碳化物的數量估計，原件係含碳量為0.5％左右的退火中碳鋼。
春秋戰國時期的煉鋼技術有兩種：一種是把塊煉鐵直接放在熾熱的木炭中長期加熱，表麵滲碳，再經反複鍛打，使之成為滲碳鋼。