【正文】 加大，到19世紀(jì)已達(dá)600～700公斤。蒸汽機(jī)的發(fā)明(1755)改善了鼓風(fēng)，達(dá)比 ()用焦炭代替木炭煉鐵成功(1709)，強(qiáng)化了冶煉過程，使鐵的產(chǎn)量迅速增長。尼爾森（）采用熱風(fēng)煉鐵，焦比降低,而生產(chǎn)效率成倍提高（1828），進(jìn)一步降低了燃料消耗，（1829）（1833，風(fēng)溫315℃）。 　　17世紀(jì)初，北歐和西歐開始用生鐵炒煉熟鐵。到18世紀(jì)中葉，英國開始（1744）大量用生鐵冶煉熟鐵，利用水力鼓風(fēng)對熔化的生鐵進(jìn)行脫碳，然后鍛造排渣，成為低碳熟鐵。這時(shí)鋼仍用固態(tài)還原得到的海綿鐵進(jìn)行滲碳制取,少量的高級(jí)用鋼如鐘表發(fā)條、剃刀等的用鋼,則使用坩堝法煉制。19世紀(jì)中葉，英國有炒熟鐵爐3400座。 英國當(dāng)時(shí)的熟鐵產(chǎn)量占中國以外的世界熟鐵產(chǎn)量的一半。除作為結(jié)構(gòu)使用外，在1820年左右，用軋制的熟鐵鐵軌代替1767年開始使用的鑄鐵鐵軌和1808年開始使用的韌性（可鍛）鑄鐵鐵軌。 　　貝塞麥（）在英國,凱利（）在美國嘗試向鐵水吹入空氣的方法進(jìn)行煉鋼。貝塞麥開始時(shí)使用固定坩堝(圖28)，后來采用轉(zhuǎn)爐（圖29），于1856年取得了初步成功，但由于試驗(yàn)所用的是低硫鐵礦，而其他鐵礦含硫較高，貝塞麥的專利開始時(shí)不能得到廣泛應(yīng)用。馬希特父子(.amp。 )利用加錳鐵脫氧，并消除了硫含量高帶來的熱脆，使貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼完全取得成功，到1873年英國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量已達(dá)50萬噸。轉(zhuǎn)爐鋼于19世紀(jì)中葉大量用于制造鋼軌。但是轉(zhuǎn)爐還面對著除磷的問題，即不能以高磷鐵作原料。托馬斯（）和吉爾克里斯特（. Gilchrist）利用堿性爐襯和爐渣，即后世稱之為托馬斯法，于1879年解決了這個(gè)問題，所產(chǎn)的鋼被英國商業(yè)部批準(zhǔn)用于建造大型橋梁。 　　西門子兄弟(.amp。)用斯特林(Stirling)1916年創(chuàng)造的爐氣余熱再生方法（這種方法廣泛用于玻璃工業(yè)），于1855年發(fā)明了蓄熱室,提高反射爐爐溫,煉出液體鋼水，取代坩堝制鋼法（但在英國未能完全代替炒拌熟鐵爐）。1864年法國馬丁(P.┵.Martin)終于使這種爐子（后世稱為平爐）代替了炒鋼爐（圖30）。托馬斯轉(zhuǎn)爐煉鋼和平爐煉鋼是近代煉鋼工業(yè)的基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代初，利用德國杜雷爾()及其學(xué)生在煉鋼轉(zhuǎn)爐頂部吹入氧氣代替空氣的方法發(fā)展成為最早的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的方法（LD法），在奧地利林茨(Linz)和多納維茨(Donawitz)的工廠投入生產(chǎn)；60年代進(jìn)一步將底吹法應(yīng)用于氧氣轉(zhuǎn)爐，成為氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。70年代發(fā)展為頂?shù)讖?fù)合吹煉，和頂部或底部吹入煤粉增加熱量的方法。 　　隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，新的冶煉方法和精煉方法不斷出現(xiàn)。1866年德國發(fā)明了發(fā)電機(jī)，它的出現(xiàn)使電解法提純銅的工業(yè)方法得到實(shí)現(xiàn)(1869)，從而滿足電氣工業(yè)對高純銅的需要，也開創(chuàng)了電冶金這一新領(lǐng)域。埃魯(. H233。roult)在1899年首先用電弧爐煉鋼。雖然低頻感應(yīng)爐早在1877年已經(jīng)出現(xiàn),但沒有得到發(fā)展。諾思拉普()所發(fā)明的高頻感應(yīng)爐煉鋼(1927)終于取代坩堝法成為高合金鋼生產(chǎn)的普遍方法，并使真空冶煉成為可能。 　　工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了對新材料的需要，新的金屬不斷投入使用。繼鎢鋼（1882，后來發(fā)展為高速工具鋼）之后，相繼出現(xiàn)了高錳耐磨鋼和錳鋼(1887～1889)，接著又出現(xiàn)了轟動(dòng)工程界的鎳鋼(1889)和耐蝕鉻鋼（見不銹耐酸鋼）。在非鐵金屬方面，包括輕金屬(鋁、鎂、鈦)，難熔金屬（鎢、鉬、鋯、鉿、鈮、鉭），稀土金屬、放射性元素等，在119世紀(jì)已經(jīng)先后發(fā)現(xiàn)。 　　從19世紀(jì)初，戴維()成功地電解了熔融的氫氧化鈉、氫氧化鉀，得到金屬鈉、鉀(1807)，開創(chuàng)了熔鹽電解方法。1886年美國霍爾()和法國埃魯分別將氧化鋁加入熔融冰晶石，電解得到了廉價(jià)的鋁。經(jīng)過將近一個(gè)世紀(jì)，鋁已成為用量僅次于鐵的第二大金屬。 　　鈦是另一個(gè)由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的金屬。1791年發(fā)現(xiàn)鈦以后，1825年用鉀還原氟鈦酸鉀獲得金屬鈦，1910年用鈉還原法從四氯化鈦制得純鈦。40年代用鎂代替鈉作還原劑，并使鈦的大量生產(chǎn)和真空熔煉加工等技術(shù)逐步解決后，鈦及鈦合金的廣泛應(yīng)用才得到實(shí)現(xiàn)。 　　在近代物理化學(xué)的指導(dǎo)下，核技術(shù)和電子工業(yè)的需要促進(jìn)了稀有金屬的生產(chǎn)。鈾和其他核燃料以及鋯、鉿的生產(chǎn)及其分離,鉭、鈮的分離，稀土元素的分離,促進(jìn)了離子交換、溶劑萃取、同位素分離和生產(chǎn)、熔鹽電解等一系列新技術(shù)的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以后，電子工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)對超純材料(見超純金屬)的要求導(dǎo)致區(qū)域熔煉(1946)及各種單晶制備方法和氣相沉積法(1960)的出現(xiàn)。近年來非晶態(tài)金屬的制備和具有金屬導(dǎo)體性質(zhì)的非金屬的出現(xiàn)，更擴(kuò)大了冶金技術(shù)的領(lǐng)域。 　　在金屬加工方面，歐洲在16世紀(jì)以后發(fā)展出使用機(jī)械的金屬塑性加工(或稱壓力加工)方法。最早的蒸汽鍛錘安裝在法國(1842)，而水壓機(jī)則是英國的發(fā)明(1861)。在軋制鉛片的手搖軋機(jī)基礎(chǔ)上歐洲出現(xiàn)了由珀內(nèi)爾 ()設(shè)計(jì)出的帶孔型的雙輥軋機(jī)(1766)用以軋制棒狀產(chǎn)品?？铺?)用有孔型的軋機(jī)軋制了熟鐵，成為生產(chǎn)型材的有效加工方法，科特因此被西方譽(yù)為“近代軋制之父”。1836年蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)軋機(jī)(二輥、三輥)的出現(xiàn)是金屬加工的重要進(jìn)步。為了減薄鋼板厚度，英國在1720年左右發(fā)明了薄板疊軋的技術(shù)，某些工廠至今還在應(yīng)用。19世紀(jì)50年代，厚鋼板生產(chǎn)的發(fā)展已使法、英兩國相繼用10厘米厚的軋制鐵板制造戰(zhàn)艦的裝甲。 　　18世紀(jì)末至19世紀(jì)初出現(xiàn)的金屬擠壓技術(shù)是金屬加工的另一重大成就，此法最早應(yīng)用于鉛管的生產(chǎn)(1797)，后來用以擠壓銅及其合金(1894)和鋁及其合金(1930)并成為某些低塑性金屬開坯的重要手段。70年代利用液等靜壓下擠壓的方法加工脆性材料如鉬、鋯（見等靜壓加工），還利用有些合金在一定溫度范圍內(nèi)的超塑性，發(fā)展出超塑性加工方法。 　　由于各種加工方法的發(fā)展和對金屬及合金組織的了解，發(fā)展出利用形變加工控制合金組織的技術(shù)（見塑性加工與金屬組織，使材料性能得到更好的發(fā)揮，例如取向硅鋼片以及用控制軋制提高鋼材的強(qiáng)度和韌性等。這些新工藝和新型材料的出現(xiàn)迫使鋼鐵工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)每一階段都必須嚴(yán)格遵守規(guī)定的工藝和要求，是生產(chǎn)科學(xué)化的重大進(jìn)步。 　　人類對金屬及其合金經(jīng)過6000年以上的使用和研究，已經(jīng)有了一些深入的了解。如果對合金成分、電子和原子運(yùn)動(dòng)、晶體缺陷、晶體結(jié)構(gòu)、固態(tài)相變之間的關(guān)系以及它們和各種性能間的關(guān)系得到更加徹底的了解，將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展出新的合金和材料，并充分發(fā)揮它們的各種物理、力學(xué)、化學(xué)性能。金屬學(xué)和冶金學(xué)的發(fā)展，將能促進(jìn)更加經(jīng)濟(jì)有效地獲得日益增多的金屬材料。 　　參考書目 　. Tylecote, A History of Metallurgy, TheMetall Society,London,1976.