◎文圖 王紫色

中國(guó)科學(xué)技術(shù)館之鋼鐵是怎樣煉成的？

◎文圖 王紫色

無處不在的鋼鐵材料

喜歡看好萊塢大片的小朋友，是不是曾多次夢(mèng)想能像鋼鐵俠一樣，穿上賦予自己強(qiáng)大力量的紅金色鋼鐵衣去保護(hù)世界？除了在科幻電影中的卓越表現(xiàn)，鋼鐵材料在我們的日常生活中也扮演著極其重要的角色?？纯次覀兊闹車?，大到鐵路、摩天大樓、立交橋等基礎(chǔ)設(shè)施，小到桌椅板凳、鍋碗瓢盆等日常用品，鋼鐵可謂無處不在，為人類的生活提供著無盡的便利。

電影《鋼鐵俠》（左）和《變形金剛》劇照（右）

“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)

什么是鋼鐵？

究竟什么是鋼鐵？嚴(yán)格說來，鋼和鐵雖然都是以鐵和碳為主要元素組成的合金，但卻是不同的材料，實(shí)際上鋼鐵材料分為生鐵、鑄鐵和鋼3種，它們之間的主要區(qū)別在于組成中的碳元素含量不同。而人們?nèi)粘Ｋf的鋼鐵，是對(duì)鋼和生鐵的總稱。

鋼鐵從哪里來？

鋼鐵是從哪里來的呢？小朋友們都看過神話故事《西游記》，一定對(duì)太上老君八卦爐火燒孫悟空的情景記憶猶新?！傲∩窕馉t中煉，煉得渾身硬似鋼”，其實(shí)鋼鐵和孫悟空“火眼金睛、刀槍不入”的本領(lǐng)一樣，都是在熊熊大火中煉就的。

中國(guó)科技館“探索與發(fā)現(xiàn)”A廳有一件名為“鋼鐵是怎樣煉成的”展品，展墻上鑲嵌著兩個(gè)高大的深藍(lán)色半立體火爐模型，爐內(nèi)LED屏中火焰熊熊燃燒，鐵礦石、焦炭等卡通角色在熾熱的火焰中紛紛登場(chǎng)，以故事的形式向我們講述鋼鐵冶煉的具體過程。

位于北京石景山區(qū)的工業(yè)遺產(chǎn)—北京首鋼集團(tuán)三號(hào)高爐

中國(guó)科技館“探索與發(fā)現(xiàn)”A廳展品“鋼鐵是怎樣煉成的”

既然鋼和鐵不同，那么“煉鋼”和“煉鐵”也是有所區(qū)別的。煉鐵，是采用一定的工藝將金屬鐵從鐵礦石中提煉出來，這個(gè)過程采用高爐（左圖中的左側(cè)爐），生產(chǎn)的產(chǎn)品叫生鐵，即通常人們所說的鐵。煉鋼則是按照一定工藝，以生鐵為原料，嚴(yán)格調(diào)節(jié)和控制成分進(jìn)行熔煉，這個(gè)過程一般采用轉(zhuǎn)爐（左圖中的右側(cè)爐），這樣會(huì)得到不同性能的鋼材，來滿足人們的各種鋼鐵需求，比如不銹鋼、耐磨鋼等。

古代的寶劍如何制成？

我國(guó)早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就開始使用鐵器，那時(shí)的人們使用鐵鋤、鐵斧等作為農(nóng)具。后來，鐵在農(nóng)具、手工工具、兵器上大規(guī)模應(yīng)用，堅(jiān)硬、鋒利的鐵器大大提高了生產(chǎn)效率，冶鐵業(yè)迅速發(fā)展。然而，古人由于技術(shù)和工藝水平的限制，冶煉的鐵里面有很多夾雜質(zhì)。我們常?？吹诫娪爸械拇蜩F匠，通身烏黑、滿頭大汗，一邊在爐火中將鐵器燒得通紅，一邊用重錘反復(fù)鍛打，其實(shí)這樣做既可以使鐵器制成想要的形狀，又能使夾雜物減少、變細(xì)小或均勻，大大提高了質(zhì)量?？脊懦鐾恋暮芏鄬殑?qū)毜毒褪沁@樣制成的，而很多成語如“百煉成鋼”“千錘百煉”也便由此而來。