在中國古代,最初使用的是天然銅。商代早期,銅錫合金的青銅可以用火法冶煉精煉。冶煉青銅的過程更復雜。大概是,先將選出的礦石加入熔劑,然後放入熔煉爐中,用木炭燃燒進行熔煉,待溫度成熟時,取出精煉銅液,棄去熔煉渣,得到原生銅。原生銅還是粗的,需要精煉才能得到純凈的紫銅。銅與錫和鉛形成合金,這就是青銅。
青銅的發明是人類文明史上的壹件大事。由於它克服了純銅的軟弱性,具有熔點低、鑄造性好的優點,逐漸成為古代青銅器的主要品種,促進了汽車、船舶、雕塑、金屬加工等制造技術以及農業、軍事和經濟社會的發展。青銅器的應用代表了當時的科技水平和文化藝術水平,成為這個時代的鮮明標誌。
2、古代鑄鐵技術:
對鐵器的巨大需求導致了鐵模的發明。1953河北興隆燕國冶金遺址出土的鐵模型,用於鑄造鐵斧、鋤頭、鐮刀和車刀。這些鐵結構合理,壁厚均勻,形狀與鑄件輪廓壹致,已采用鐵芯。有些模型可以壹次鑄造兩個物體,說明這個時期的鑄鐵技術已經達到了較高的水平。
鑄鐵的熱處理技術在這壹時期取得了明顯的進步。因為鑄鐵是用木炭冶煉的,碳含量多在* * * *的結晶點附近,其他元素含量較低,屬於壹種比較純凈的鐵碳合金。很多裝置都是用鐵模鑄造,壁厚壹般為3 ~ 5 mm,屬於薄壁鑄件。在實踐中,采用了合理的熱處理規範,獲得了質量較好的球墨鑄鐵件。大多數白芯球墨鑄鐵件都經過完全處理,只有少量滲碳體殘留和石墨析出。大多數黑芯球墨鑄鐵件是以鐵素體和珠光體為基體,也有壹些是以鐵素體或珠光體為基體。石墨的形狀與現代類似材料的形狀相似。
3、古代鑄鋼技術:
澆鋼法是中國古代勞動人民發明的壹種先進煉鋼工藝。它是中國早期煉鋼技術最傑出的成就。它是由北齊著名冶金學家穆懷文發明的。17世紀以前,西方國家普遍采用低溫冶煉熟鐵的方法。鋼不能熔化,鐵和渣不容易分離,碳不能快速滲透。經過“塊煉”——“百煉鋼”——“鋼炸”的發展過程,中國發明了澆鋼法,成功解決了這壹難題,為世界冶煉技術的發展做出了劃時代的貢獻。
南北朝時期有更先進的澆鋼法,用這種方法制作的兵器堅韌鋒利。早在漢代,人們就開始使用煤作為燃料,並用它來冶鐵。在北宋時期,從煤中冶鐵是相當普遍的。從而提高了冶鐵爐的溫度,加速了冶煉過程,提高了冶鐵行業的生產效率。