冶金考古,鐵器文物保護(已修改)
2025-01-09 03:41 本頁面
【正文】 第五章 鐵器及其保護 鐵器的出現(xiàn)是繼青銅器之后，標(biāo)志著人類社會的生產(chǎn)力又一次飛躍。 最早的人工冶鐵制品： 河南三門峽虢國西周晚期墓。 塊煉鐵和塊煉滲碳鋼。 最早的鑄鐵 (生鐵 )器：山西天馬 — 曲村鐵殘片 2件，公元前 8世紀(jì)的產(chǎn)品，殘片器形難辨，過共晶和共晶白口鐵。 戰(zhàn)國至西漢中期：以鑄鐵為主，生、熟并用； 西漢晚期至魏晉南北朝：制鋼術(shù)大發(fā)展； 生鐵－鑄鐵脫碳鋼、炒鋼，百煉鋼、灌鋼； 唐代至明代中葉：全面發(fā)展、定型； 明代中葉至清末：緩慢發(fā)展。 銅內(nèi)鐵援戈 玉柄鐵劍 銅骹鐵葉矛 一 . 鐵器保護的基本知識： （一）鐵 碳合金相圖 1. 基本相 滲碳體： 鐵和碳組成的化合物。即碳化鐵(Fe3C)，具有獨特的結(jié)晶形式。含碳量 %。不很穩(wěn)定，特定條件下，分解為鐵和石墨。硬度很高，脆性很大，幾乎沒有塑性。熔點 :1227℃ 。 230℃以下有弱磁性， 230℃ 以上失去磁性。 鐵素體（ F）： 具有 體心立方晶格 的鐵 (α 鐵或δ 鐵 )或其固溶體。鋼鐵顯微組織的組成相之一。由拉丁文 ferrum(鐵 )而得名。其塑性、韌性良好而強度較低。 770℃( 居里點 )下有鐵磁性。熔解碳的能力很低， 形成條件： 912℃ 以下或 1538－ 1394℃之間。 奧氏體（ A）： 面心立方晶格的鐵 (γ 鐵 )或其固溶體。含碳量較高 (熔碳能力強 )，現(xiàn)泛指鐵、鈷、鎳合金中的 γ 固溶體，鋼鐵顯微組織的組成相之一。奧氏體存在于 7271495 ℃ 的溫度范圍內(nèi)。合金鋼中，某些合金元素 (鎳、錳等 )含量超過一定限度時，可在室溫存在。無磁性，塑性好，但抗變形力弱； 珠光體（ P）： 片狀滲碳體和鐵素體相間構(gòu)成的共析體。顯微鏡下呈條紋狀，因其顯示珠母殼的光澤，故名。其綜合機械性能比單獨的鐵素體或滲碳體良好。硬度、強度較高；形成條件： 奧氏體緩慢冷卻于 727℃ 分解。 萊氏體（ Ld）： 奧氏體和滲碳體的共晶體。 高溫： 奧氏體和滲碳體； 低溫： 珠光體和滲碳體。含碳量：%，性硬而脆。通常存在于白口鐵中。 石墨： 一種碳結(jié)晶體。強度、塑性低，存在于鑄鐵中，對鑄鐵的性能起決定作用。鐵碳合金的結(jié)晶過程和組織轉(zhuǎn)化，可以按鐵 滲碳體或鐵 石墨兩種體系進行。兩種相圖：鐵 滲碳體相圖、鐵 石墨相圖。一般鑄鐵在緩慢冷卻時析出石墨；快冷時析出滲碳體。 Fe3C 3Fe+C（石墨） 滲碳體是介穩(wěn)定相，石墨是穩(wěn)定相。 2. 相圖分析：可以把鐵碳合金相圖分成包晶相圖、共晶相圖和共析相圖等簡單類型進行分析。 （ 1）鐵碳合金相圖中的特性點： 表 FeC合金相圖中的特性點 圖 FeC合金相圖 （ 2）鐵碳合金相圖中的特性線 ① 包晶轉(zhuǎn)變線 ： 1495℃ 的 HJB水平線。 J點為包晶點。包晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物為奧氏體。含碳 %的鐵碳合金緩慢冷卻到 HJB線時。 δ + ② 共晶轉(zhuǎn)變線： 1148℃ 的 ECF水平線。 C點為共晶點。具有共晶成分 %含 C量的液相 L在共晶溫度 1148℃ 時，同時析出奧氏體 (含碳量 %)與滲碳體組成的共晶混合物，稱為萊氏體。含碳量超過 %的合金，在 ECF線均發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。 (+Fe3C) 1495 ℃ 1148 ℃ ③ 共析轉(zhuǎn)變線 ： 727的 PSK水平線， S點是共析點，即具有共析成分 %C的奧氏體在共析溫度 727時，同時析出鐵素體和滲碳體組成的兩相細密混合物，叫珠光體 (P)。凡含碳量超過 %的鐵碳合金，在 PSK線上易發(fā)生共析轉(zhuǎn)變。片狀、球狀等珠光體，比共晶體更細密。 (+Fe3C) ④ ES線是碳在奧氏體中的飽和溶解度曲線。碳在奧氏體中的最大溶解度在 E點。溫度降低，溶解度降低。在一定溫度下，當(dāng)奧氏體中含碳量大于奧氏體在該溫度的飽和溶解度時，多余的碳從奧氏體中以滲碳體 (二次滲碳體 Fe3CⅡ )形式析出。 727 ℃ ⑤ PQ線 是碳在鐵素體中的飽和溶解度曲線。當(dāng)溫度自 727降至室溫時，鐵素體中碳的飽和溶解度自 P沿 PQ線降至 Q。在一定溫度下，當(dāng)鐵素體中含碳量大于鐵素體在該溫度的飽和溶解度時，多余的碳從鐵素體中以滲碳體 (三次滲碳體Fe3CⅢ )形式析出。 ⑥ GS線是冷卻是奧氏體開始析出鐵素體的轉(zhuǎn)變線和加熱時鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了線 (同素異晶轉(zhuǎn)變 )。 ⑦ MO線 (770)為鐵素體磁性轉(zhuǎn)變線。 MO線以下，鐵素體呈鐵磁性，在 MO線以上，失去磁性。 230水平虛線是滲碳體的磁性轉(zhuǎn)變線。 表 FeC合金相圖中的 特性線 鐵 碳合金雙重相
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