周朝，特別是春秋戰(zhàn)國時(shí)期，是我國的冶鐵術(shù)的肇始時(shí)期。這期間出現(xiàn)了固體滲碳制鋼術(shù)。固體滲碳是采用將工件埋入固體滲碳物質(zhì)中進(jìn)行處理的工藝技術(shù)，它是最古老的熱處理技術(shù)之一。中國固體滲碳處理大約開始于春秋時(shí)期，其年代大約在公元前7至前6世紀(jì)左右，這是金屬化學(xué)熱處理的開端。固體滲碳鋼可以制作更加鋒利、細(xì)長的兵器，是換代的兵器材料。中國古代的文獻(xiàn)《越絕書》對此有描述，“黃帝之時(shí)，以玉為兵，禹穴之時(shí)，以銅為兵，當(dāng)此之時(shí)(文中指春秋時(shí)期，筆者注)，做鐵兵，威服三軍”。固體滲碳制鋼在我國的應(yīng)用比國外制鐵業(yè)的發(fā)源地落后了大約十個世紀(jì)。采用固體滲碳法制取的產(chǎn)品被稱為快煉鐵。我國出土的塊煉鐵實(shí)物不多，考古證實(shí)在春秋晚期墓葬中已經(jīng)出現(xiàn)中碳的塊煉鐵滲碳鋼。如對湖南長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍的分析表明[8]，其含碳量為0.5％左右，屬塊煉鐵滲碳鋼制品，其年代為公元前6世紀(jì)左右。
戰(zhàn)國時(shí)期，我國古代熱處理的一項(xiàng)舉世矚目的成就是發(fā)明了鑄鐵柔化術(shù)。經(jīng)大量的考古證實(shí)， 我國鑄鐵的發(fā)明大約在春秋中期。迄今發(fā)掘出年代最早的鑄鐵殘片是在山西天馬——曲村晉文化 墓葬中出土的。屬于戰(zhàn)國早期用白口鑄鐵制成的產(chǎn)品亦發(fā)掘出十余件[13]。中國工匠為了克服白口 鑄鐵的脆性，大約于公元前五世紀(jì)發(fā)明了適用于鑄鐵柔化處理的退火技術(shù)，在河南洛陽戰(zhàn)國早期 灰坑出土的鐵錛，其內(nèi)部組織為萊氏體，表面有約1毫米左右的珠光體帶。珠光體層的存在，使白口鑄鐵具有韌性，很明顯這是通過退火處理得到的組織。與鐵錛同坑出土還有一個鐵 。這一鐵 已基本繡蝕，其殘部經(jīng)金相檢驗(yàn)表明，其基體組織為鐵素體脫碳層，石墨組織為比較完善的團(tuán)絮狀退火石墨。可以認(rèn)為這是通過退火得到的展性鑄鐵。據(jù)分析其大約是經(jīng)過在900℃或稍高的溫度下，進(jìn)行長時(shí)間的退火，使?jié)B碳體分解，得到團(tuán)絮狀的石墨，歐洲同類型的可鍛鑄鐵的出現(xiàn)是在1720年之后[14]。
根據(jù)文物考古分析，中國古代淬火技術(shù)可能最早被應(yīng)用于塊煉鐵中。考古發(fā)掘的一件淬火實(shí) 物[15]是河北易縣燕下都武陽臺村戰(zhàn)國晚期遺址出土的鋼劍。其含碳量為0.5％～0.6％，整支劍身由高碳層與低碳層相間組成，刃部主要由淬火馬氏體所構(gòu)成。這是典型的塊煉滲碳鋼疊打鍛造的淬火組織。經(jīng)過鍛打塊煉鐵，鐵吸收了炭份，減少了夾雜物就成為鋼。這種鋼組織緊密、碳分均勻， 適用于制作兵器和刀具。這一煉鋼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展是“百煉鋼”技術(shù)。對戰(zhàn)國時(shí)期的鋼鐵制品的金相分析還發(fā)現(xiàn)鋼鐵內(nèi)部有類似回火和正火的組織，我國工匠可能在無意之間應(yīng)用了類似于回火和正火的工藝，從而拓展了鋼鐵制品的用途。
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