参考消息网10月1日报道 据美国趣味科学网站9月21日报道,钢是现代世界的支柱,被用于建造房屋、摩天大楼和制造汽车等。但钢并不存在于自然界中,那么人类是什么时候发明钢的呢?
事实证明,这种坚固的现代金属可以追溯到至少2000年前,尽管考古学家尚未确定它出现的确切时间。
钢是铁和碳的合金;它的主要成分是铁,但添加了0.2%到1%的碳,使其比纯铁更硬、更坚固和更耐锈蚀。
考古学家认为,这种创新是在几个地方独立出现的,然后在古代世界传播开来。
大英博物馆古代冶金学专家保罗·克拉多克告诉趣味科学网站:“在公元前的1000年里,钢在旧世界(指亚洲、非洲和欧洲)的大部分地区出现。”
他说,一些最早的钢是通过将铁和碳熔化在一起制成的“坩埚”钢,可能出现在中亚和南亚的一些地区。
其他一些早期的人造铁含有足够的碳,因此可以归类为钢。在罗马时代,罗马匕首等人工制品都是用经过适当热处理的钢制成的。
这需要锻造——对铸铁进行加热和锤击,以去除杂质并添加微量碳。克拉多克说,没有人知道是谁首先发现这一点的,但这需要在非常高的温度下熔化铁以去除“矿渣”,即从铁矿石制造铁时产生的杂质。
大约3000年前,亚洲、中东和欧洲的大部分地区从青铜时代向铁器时代过渡。在此之前的2000多年里,人们使用青铜(一种由约90%的铜和10%的锡构成的合金)来制造金属武器、盔甲和礼器。然而,这些物品非常珍贵。
独立考古学家亚历山德拉·朱姆利亚-迈尔告诉趣味科学网站,铁在许多用途上取代了青铜,这主要是因为铁矿石丰富且相对廉价——一旦有人弄清楚如何炼铁的话。她说,铁剑和匕首并不一定比青铜剑或匕首更锋利或耐用,但它们风靡了整个古代世界,因为它们的制造成本更低。
随着时间推移,早期的铁匠开发出制造更硬的铁(包括钢)的方法,因此更多的人可以买得起铁武器和工具。但朱姆利亚-迈尔说,直到中世纪之后,青铜仍被用于制作器皿、灯具和个人装饰品等高品质物品。
如今,钢通常是在专门的熔炉中炼制的,这种熔炉将由铁矿石制成的“生铁”锭在高温下与氧气接触,精炼成不同的钢合金。不同类型的钢含有不同数量的碳和其他元素——例如不锈钢中不可或缺的铬。(编译/张琳)