第149章 合金钢（1 / 2）
【铁水冷却后得到的是生铁，碳含量一般在2%-4.3%之间。
过高的碳含量使得生铁比较脆，其韧性较差，不能承受较大的冲击和变形。
例如，直接用铁水浇铸成型的铁器，若受到外力撞击容易断裂。
并且因为含有过多杂质，一些杂质元素在生铁凝固过程中会富集在某些区域，影响这些区域的收缩与凝固，使表面变得不平整。
使得生铁难以作为高精度器具材料使用。
而要将生铁变成钢，最主要的目的就是去除生铁之中的硅、锰、硫、磷等杂质元素，同时适当降低碳含量。
将高炉炼出的铁水导入炼钢炉中，向生铁水中吹入氧气或加入氧化剂（可以是生锈老化的铁器，或者钢材在加热、轧制等加工过程中表面脱落的氧化物）。
氧气与生铁中的碳发生反应，生成一氧化碳或二氧化碳气体逸出，从而降低碳含量。
再加入生石灰、萤石（即氟化钙，与银、铅矿伴生，萤石因色彩斑斓、质地晶莹，常被古人当做宝石或观赏石）等造渣材料，这些材料与铁水中氧化生成的杂质（如二氧化硅、氧化锰等）反应，形成炉渣。
炉渣可以吸附和裹挟这些杂质，通过排渣操作将其从铁水中分离出去，从而进一步净化铁水。
到了这一步，铁水实则已经变成了钢水。
不过在脱碳过程中钢水被一定程度氧化，需要再加入脱氧剂，如硅铁、锰铁、铝等。
这些脱氧剂与钢水中的氧反应，生成稳定的氧化物可被捞出，减少钢水中的氧含量，提高钢的质量。
到了这一步，钢水已经可以经过浇铸或锻造成为各种钢制品。
而后世经过摸索和实验，积累了很多合金知识。
在这一步往往会根据不同的用途，向钢水中添加不同比例的各种合金元素，如铬、镍、钼、钒等。
例如，添加铬可以提高钢的耐腐蚀性，形成不锈钢。
添加镍可以改善钢的韧性和强度，成为特种钢，从而满足不同的工业应用需求。
再比如大炮炮管的合金钢就是多种金属元素组合成的。
成分为：碳含量在0.30%-0.60%之间的中碳钢。
1%-3%的铬。
2%-4%的镍。
0.2%-0.6%的钼。
0.1%-0.3%的钒。
枪管所需的合金钢，也与此配方相近，不过出于成本和重量考虑，一些稀有金属的添加量会有所下调。
有了成体系的大规模炼钢手段后，以往的低质量农具、刀具、铁甲都可以作为氧化剂加入钢水中重塑为性能优异的钢材。
只要通过模具浇铸成各种想要钢材，再根据不同需求进行淬火，最后打磨掉钢材在冷却过程中于表面形成的锈迹，便可获得大量统一制式的钢制品。
比如锄头和铲子的刃口，经过水淬后可以使刃口获得更高的硬度。
而刀具的淬火可以采用油淬。
油的冷却速度比水等淬火介质慢，可以提高刀具刃口的韧性。
使其在砍剁骨头等硬物体时，承受较大的冲击力而不崩刃或折断。
枪管也可以采用油淬。
↑返回顶部↑