冶金考古,鐵器文物保護(hù)-文庫(kù)吧資料
2025-01-05 03:41本頁(yè)面
【正文】 溶于水膜中，使水膜成為電解質(zhì)溶液。 Fe+H2SO4→FeSO 4+H2↑ （二）電化學(xué)腐蝕 條件：鐵器表面存在電解質(zhì)；水分（ 50 % ～ 60 %）。銹蝕主要是由電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕同時(shí)引起的同，這兩種腐蝕互相促進(jìn)，加速文物退質(zhì)。 五 . 鐵器文物的腐蝕機(jī)理 化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕。 從剛出土的鐵器銹層構(gòu)造來(lái)看，鐵銹往往是互相滲透的，很難分清有害銹和元害銹。在鐵器表面普遍都有顆粒粗大的銹體，銹色發(fā)黃而疏松，體積膨脹或脆裂成片，有不同程度的變形。磷酸鐵（ FePO4）、四氧化三鐵 (Fe3O4)及堿式氧化鐵 (α FeO(OH))等。 （三）鐵器的有害銹和無(wú)害銹 無(wú)害銹：結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬、穩(wěn)定。2H 2O、 Fe3（ PO4） 25H 2O、 Fe(SO4)6H 2O。nH 2O, FeO(OH)， FeO 鐵的硫化物和氯化物： FeS, Fe3S4, FeCl2, FeCl3只有金屬表面形成水膜，電化學(xué)腐蝕作用才能產(chǎn)生。陰極氧去極化。內(nèi)部或有 海綿狀的帶氣孔結(jié)構(gòu)、或有微裂間隙、或有層與層之間的間距 .容易吸附水分、積聚雜質(zhì)和污染物，各種氧化性、氯化性、硫化性的有害氣體容易侵入 .使鐵器表面引起化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，這是造成鐵器腐蝕的內(nèi)在因素之一。 （一）鐵器的腐蝕原因 1. 鐵碳合金的結(jié)構(gòu) 鐵素體、鐵素體 +滲碳體、鐵素體 +石墨體 +少許滲碳體三種形式。鐵的腐蝕在金屬中是最為突出的。另外，鐵器表面不同的金相組織，也會(huì)引起電化學(xué)腐蝕，這些都是造成鐵器腐蝕的內(nèi)在因素。 鐵素體＋滲碳體 (Fe3C)＋石墨體：滲碳體在高溫下，或長(zhǎng)時(shí)間加熱的條件下，會(huì)逐漸分解成鐵素體與石墨體，因此，片狀的石墨還是團(tuán)絮狀石墨，結(jié)構(gòu)都是層狀，層與層之間的間距是有害分子進(jìn)入鐵器內(nèi)部的通道，所以，具有這種結(jié)構(gòu)的鐵器在抗腐蝕方面亦有缺陷。其中滲碳體分布不均勻。通常形成海綿狀的帶孔結(jié)構(gòu)，抗腐蝕能力較差。熔解碳的能力很低，含碳量小于 %。 兩種技術(shù)： （ 1） 在固體狀態(tài)下完成的塊煉鐵滲碳成鋼； （ 2） 鐵礦石先在冶鐵豎爐中煉出生鐵，再以生鐵為原料，用不同方法煉成鋼。 3. 韌性鑄鐵冶煉 黑心韌性鑄鐵： 白心韌性鑄鐵： 4. 鋼的冶煉 鋼的含碳量介于生鐵和熟鐵之間， 含碳量小于 % 的為低碳鋼 . 介于 % ～ % 之間的為中碳鋼 . 大于 % 的為高碳鋼。純鐵的熔點(diǎn)為 1534℃ ，當(dāng)含碳量達(dá) %時(shí)熔點(diǎn)降至 1380℃ ，含碳量 %時(shí)熔點(diǎn)最低 (1146℃) 。渣鐵分離較好、質(zhì)地勻凈，雜質(zhì)較少；煉爐可半連續(xù)操作，熱能利用較好，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益較高。 2. 生鐵冶煉 (高溫液態(tài)還原法 )：較高大爐體，木炭作燃料和還原劑。 塊煉鐵 是鐵礦石在較低溫度下用木炭在固態(tài)條件下還原得到的，鐵礦石中雜質(zhì)元素的不均勻性常帶入塊煉鐵產(chǎn)品中，塊煉鐵產(chǎn)品含碳 %，顯示 純鐵素體 組織；含有較多的氧化亞鐵 鐵橄欖石共晶夾雜 ，夾雜物中 磷、硫、錳、硅等含量波動(dòng)較大 ，這是原礦石中成分分布不均勻造成的，有的還含有 1%3%銅的氧化物。 用這種方法得到的是含碳很低的熟鐵，質(zhì)地疏松，孔隙中夾有礦石本身存在的氧化物，稱為塊煉鐵 (Bloomery Iron )。 木炭或木柴作燃料和還原劑。最高溫度可達(dá)1150℃ 。 C + O2 → CO 2 (1) C + → CO (2) (1)式供熱大，（ 2）式供熱較少，但（ 2）可提供還原氣體一氧化碳，一氧化碳與礦石接觸，化學(xué)反應(yīng)如下： 3Fe2O3 + CO → 2Fe 3O4 + CO2 (3) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO 2 (4) FeO + CO → Fe + CO 2 (5) 1. 塊煉法 (低溫固態(tài)還原法 )：爐較小、較矮，在地上或在石頭上挖一凹坑，作成碗狀，深不足 30cm，敞口，上面用磚或粘土壘高，用鼓風(fēng)管向爐中鼓風(fēng)。 一般操作是將 鐵礦石與木炭或煤餅 混合起來(lái)放在高溫爐里燃燒，當(dāng)鐵礦石燒到熔融狀態(tài)時(shí)，未燒完的 碳與氧化鐵 反應(yīng)，還原出鐵金屬，吹入氧氣，燒掉多余的碳。 過(guò)共析鋼： 含碳高于 %而低于 2％的鋼，冷卻時(shí)：從奧氏體先析出部分滲碳體，其余分解為珠光體。 鋼的種類 (按顯微結(jié)構(gòu)分 ) 共析鋼： 含碳 %的鋼，凝固后成為奧氏體，緩慢冷卻至727℃ ，共析出鐵素體和滲碳體，即珠光體。緩慢加熱至 870℃ ，保溫后緩慢冷卻，滲碳體逐步分解出的石墨小片聚集成團(tuán)絮狀
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