中国科学技术馆之钢铁是怎样炼成的？

◎文图 王紫色

中国科学技术馆之钢铁是怎样炼成的？

◎文图 王紫色

无处不在的钢铁材料

喜欢看好莱坞大片的小朋友，是不是曾多次梦想能像钢铁侠一样，穿上赋予自己强大力量的红金色钢铁衣去保护世界？除了在科幻电影中的卓越表现，钢铁材料在我们的日常生活中也扮演着极其重要的角色。看看我们的周围，大到铁路、摩天大楼、立交桥等基础设施，小到桌椅板凳、锅碗瓢盆等日常用品，钢铁可谓无处不在，为人类的生活提供着无尽的便利。

电影《钢铁侠》（左）和《变形金刚》剧照（右）

“鸟巢”钢结构

什么是钢铁？

究竟什么是钢铁？严格说来，钢和铁虽然都是以铁和碳为主要元素组成的合金，但却是不同的材料，实际上钢铁材料分为生铁、铸铁和钢3种，它们之间的主要区别在于组成中的碳元素含量不同。而人们日常所说的钢铁，是对钢和生铁的总称。

钢铁从哪里来？

钢铁是从哪里来的呢？小朋友们都看过神话故事《西游记》，一定对太上老君八卦炉火烧孙悟空的情景记忆犹新。“六丁神火炉中炼，炼得浑身硬似钢”，其实钢铁和孙悟空“火眼金睛、刀枪不入”的本领一样，都是在熊熊大火中炼就的。

中国科技馆“探索与发现”A厅有一件名为“钢铁是怎样炼成的”展品，展墙上镶嵌着两个高大的深蓝色半立体火炉模型，炉内LED屏中火焰熊熊燃烧，铁矿石、焦炭等卡通角色在炽热的火焰中纷纷登场，以故事的形式向我们讲述钢铁冶炼的具体过程。

位于北京石景山区的工业遗产—北京首钢集团三号高炉

中国科技馆“探索与发现”A厅展品“钢铁是怎样炼成的”

既然钢和铁不同，那么“炼钢”和“炼铁”也是有所区别的。炼铁，是采用一定的工艺将金属铁从铁矿石中提炼出来，这个过程采用高炉（左图中的左侧炉），生产的产品叫生铁，即通常人们所说的铁。炼钢则是按照一定工艺，以生铁为原料，严格调节和控制成分进行熔炼，这个过程一般采用转炉（左图中的右侧炉），这样会得到不同性能的钢材，来满足人们的各种钢铁需求，比如不锈钢、耐磨钢等。

古代的宝剑如何制成？

我国早在春秋战国时期就开始使用铁器，那时的人们使用铁锄、铁斧等作为农具。后来，铁在农具、手工工具、兵器上大规模应用，坚硬、锋利的铁器大大提高了生产效率，冶铁业迅速发展。然而，古人由于技术和工艺水平的限制，冶炼的铁里面有很多夹杂质。我们常常看到电影中的打铁匠，通身乌黑、满头大汗，一边在炉火中将铁器烧得通红，一边用重锤反复锻打，其实这样做既可以使铁器制成想要的形状，又能使夹杂物减少、变细小或均匀，大大提高了质量。考古出土的很多宝剑或宝刀就是这样制成的，而很多成语如“百炼成钢”“千锤百炼”也便由此而来。