草鋼煅

草鋼鍛：草鋼就是含碳量很高的生鐵，并不是鋼，只有低于2%含碳量的碳鐵合金才能算做是鋼。草鋼是用礦區(qū)河里淘選出來的砂礫狀氧化鐵，常年在水中所以含硫跟磷低，因?yàn)檫@兩種有害元素溶于水，很容易發(fā)生水解，反而留下了有害含量低的礦砂，用這些鐵礦砂與木炭或者竹炭煉制，這樣的好處是不會增加額外的有害元素硫與磷，這類生鐵因?yàn)椴皇歉郀t生產(chǎn)溫度無法達(dá)到1500°鐵水無法完全液化，所以在煉制過程中含碳量不均勻，冶煉過程中產(chǎn)生很多無法排除的氣泡讓生鐵成海綿狀，這類原料被刀匠稱為“草鋼”。

用這類生鐵再進(jìn)一步鍛打（降碳）塑造出來的刀具就是草鋼鍛，跟本子的玉鋼是同類型的東西，很多宣傳說”草鋼“是什么傳統(tǒng)”炒鋼“其實(shí)那根本就不是一回事，中國的所謂炒鋼是指用已經(jīng)鍛打過多次的軟鐵（多次鍛打降碳的產(chǎn)物）與生鐵進(jìn)行高溫鍛打，同樣是要經(jīng)過鍛打好處是減少鍛打次數(shù)降低工作量，中國歷史上有名的”蘇鋼“就是這樣的產(chǎn)物，真正的生鐵脫碳技術(shù)”炒鋼法“是英國人18世紀(jì)初發(fā)明的，當(dāng)時(shí)正趕上工業(yè)革命滿足了對鐵軌的大量需求。

煉鋼介紹

在傳統(tǒng)煉鋼法中，有一種“炒鋼法”，先用鐵砂煉成生鐵，再將生鐵融煉，過程中不停攪動，將生鐵脫碳。按脫的程度不同可以變成鐵或鋼。草鋼就是利用龍泉鐵砂以這種方法獲得的，因?yàn)椤俺础迸c“草”諧音，再加上煉出的鋼外觀粗糙潦草所以龍泉方言稱之“草鋼”。是刀劍最好的刃材，自清代以后龍泉只能煉毛鐵，“草鋼”失傳近百年之久，近期致力于復(fù)制恢復(fù)古代傳統(tǒng)刀劍鍛造技術(shù)的正武堂又將“草鋼”重新恢復(fù)了過來。

從冶鐵常識來分析以，生鐵脫碳必須達(dá)到1400°的溫度，不然鐵就無法容納更多的氧原子與之反應(yīng)，鐵元素被燃料”碳“滲入也不會均勻，內(nèi)部會產(chǎn)生大量氣泡孔洞形成海綿狀，所以自古以來限制鋼鐵行業(yè)發(fā)展的瓶頸就是爐溫，中國的炒鋼法很有可能是杜撰出來的，沒有歷史依據(jù)與實(shí)物，可以借鑒的文獻(xiàn)則是《天工開物》里的記載，如果對其深入研究則會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的”團(tuán)鋼“、”炒鋼“都是用鍛打過N遍后的軟鐵（已降碳很低程度）再與生鐵進(jìn)行混合進(jìn)行高溫鍛打，降低工作量，這個(gè)過程采取的是高溫鍛打，而非真正意義上的液態(tài)鐵水脫碳技術(shù)，1200°左右的鐵水是很粘稠的就好像”稀飯“或者”漿糊“的狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)下的鐵是無法簡單脫碳的，而真正液化的鐵水則要達(dá)到1500°以上。

1000 以上溫度鍛打，高溫鍛打的好處是金屬較軟，容易塑型，古代歐洲本土很少出現(xiàn)”花紋鋼“的原因就是他們一直采取的是高溫鍛打，而非低溫鍛打，金屬很難留下鍛打痕跡，而低溫鍛則是在1000°以內(nèi)的折疊鍛打，非常容易留下”焊接“痕跡，特點(diǎn)就是勞動強(qiáng)度會大大增加，但卻能留下痕跡，原因很簡單溫度越高金屬團(tuán)融合焊接得越好，再有就是古代歐洲缺少”硼砂“這種天然焊接劑而亞洲地區(qū)卻隨處可見，就連方士還經(jīng)常用來煉仙丹來搞”慢性自殺“

生產(chǎn)這些鐵料有一個(gè)比較明顯的缺點(diǎn)就是，無法排除掉里頭的氧，鍛打的作用是排除掉明顯無法煉化的部分，里頭有更難在低溫被還原的氧化鐵，甚至還有氧化鋁與氧化硅，但是氧卻沒法通過這種方式排除掉，也就是說它們不屬于”鎮(zhèn)靜鋼“或者是亞鎮(zhèn)靜鋼，這本身對鋼鐵的質(zhì)量來說是有害的，隨著時(shí)間的推移，它們還是會逐漸與鐵這種比較活潑的元素發(fā)生反應(yīng)最后又變成氧化鐵——生銹。有沒有發(fā)現(xiàn)這類生產(chǎn)出來的刀具都比較容易生銹？總是需要大量的時(shí)間去保養(yǎng)維護(hù)，綜合種種常識我們能得出一個(gè)比較明顯的結(jié)論，有些東西并沒有表面上看到的那樣神奇，比如本子的玉鋼，它也只是代表著一種傳統(tǒng)與文化，如果說到鋼材的質(zhì)量，沒有任何一種古代鋼鐵制品能與現(xiàn)代工業(yè)相提并論，烏滋鋼的絕跡就是一個(gè)比較明顯的例子，它恰恰消失于18世紀(jì)，如果說道鐵料的質(zhì)量，古代技術(shù)生產(chǎn)的鐵料里烏滋鋼算是首屈一指的，可惜它也只不過是”過往的輝煌“罷了。

說道刀劍的性能，真正賦予它們靈魂的是”熱處理“，熱處理嫻熟的技師能在跟別人材料相同的條件下，做出完全迥異的東西，至于”熱處理“那則是伴隨金屬發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用形成起來的一門學(xué)科了，有興趣的可以看以看《鋼的熱處理》一書，可以補(bǔ)齊很多這方面的知識。2100433B

目前用于判斷煅后料的質(zhì)量指標(biāo)有電阻率、真密度、氫含量,各國根據(jù)其分析習(xí)慣不同,使用的指標(biāo)也不同,前蘇聯(lián)使用的指標(biāo)為電阻率,我國則測定煅后料的真密度和電阻率,美國除測定其真密度和電阻率外還測定氫含量。炭質(zhì)原料中的氫以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖?而且還與碳原子的價(jià)電子結(jié)合,碳原子失去自由電子,這就使炭質(zhì)原料在煅燒前有較高的電阻率。

從煅燒機(jī)理來講,在煅燒初期,原料中揮發(fā)分排出,氫含量降低,體積收縮,真密度提高。隨煅燒溫度的提高,雖然揮發(fā)分排出量減少,但熱解反應(yīng)加快,碳?xì)滏I斷裂,氫排出,碳原子由結(jié)合狀態(tài)解放出來,使煅燒料導(dǎo)電性能提高,電阻率降低,體積進(jìn)一步收縮。由此可見,炭質(zhì)原料在煅燒過程中,不論是電阻率的降低,還是真密度的提高都是其氫排出的結(jié)果,所以,用氫含量來衡量煅后料質(zhì)量更直觀、準(zhǔn)確。

煅燒方法是:原料在煅燒爐內(nèi)隔絕空氣的條件下自由升溫至規(guī)定溫度后,保溫5h,冷卻后取出。其規(guī)定溫度分別為:800,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300℃。

CHN- 600分析儀對不同溫度煅燒料中氫含量進(jìn)行測定,該分析儀測量范圍為0.01%～100.00%,精密度為± 0.02。

將氫含量指標(biāo)定為小于0.12%,用氫含量判斷煅后料質(zhì)量是可行的、科學(xué)的,且存在以下優(yōu)點(diǎn):

(1)氫含量測定方法準(zhǔn)確迅速;

(2)氫含量結(jié)果穩(wěn)定;

(3)當(dāng)煅后料真密度、電阻率結(jié)果出現(xiàn)異常時(shí),可用氫含量判斷。