Trattamento termico dei metalli nell'antica Cina: ricottura, tempra, normalizzazione e rinvenimento

La Cina è una delle civiltà più antiche, ma la sua apparizione distingue i paesi dell'Asia occidentale nella storia dell'uso e della fusione dei metalli. Basandosi sulla forte intelligenza e sull'esperienza pratica degli antenati cinesi, svilupparono un percorso unico nella fusione dei metalli e poi realizzarono prodotti e applicazioni in metallo dell'antica Cina a vantaggio di altri luoghi.

La tecnologia metallurgica cinese si è sviluppata rapidamente e ha superato gli altri concorrenti e ha un forte rapporto con l'innovazione e la creatività nel trattamento termico dei metalli agli inizi della storia.

fusione di metalli
fusione di metalli

Poiché si ottengono solo pochi materiali e le tecniche metallurgiche sono inferiori in tenera età, le proprietà dei prodotti non sono buone. Questi antichi tecnici con molti metodi diversi per ampliare le proprietà dei materiali e modificarne i parametri, molteplici processi di lavorazione dei metalli e di produzione dell'acciaio erano innovativi e formavano processi di trattamento termico estremamente caratteristici e tecnici dell'antichità.

Hanno ottenuto successi seriali nei trattamenti termici, ad esempio, ricottura, tempra, cementazione, sfregamento, doratura, stagnatura, ecc.

Per comprendere a fondo il processo di trattamento termico dei metalli della storia cinese, è necessaria l'analisi di sintesi di documenti antichi e risultati dell'archeologia.

Poiché la tecnologia del trattamento termico è generalmente una tecnologia di livello superiore, questi file relativi sono incompleti. Un'analisi completa del processo di lavorazione dei metalli nell'antichità dipende dai detriti dell'archeologia e degli archivi storici.

Stiamo cercando di analizzare semplicemente il trattamento termico comprendente ricottura, tempra, normalizzazione e rinvenimento con concetti moderni.

ricottura

1. rame e sue leghe

La storia dell'uso umano del rame può essere fatta risalire a prima del 7250 a.C. Il processo di ricottura fu inventato prima, inizialmente nella lavorazione del rame naturale di semplici manufatti ottenuti per caso nella lavorazione, e successivamente si sviluppò gradualmente in un importante processo di trattamento termico nella lavorazione del rame e dei suoi leghe fucinate. Il nuovo sito culturale del Turkmenistan meridionale ha scavato la lavorazione dei coltelli in rame puro utilizzando la ricottura, la sua età può essere fatta risalire a 4000 anni fa.

L'invenzione del processo di ricottura dovrebbe essere considerata come l'inizio del trattamento termico dei metalli da parte dell'uomo. Gli studi hanno dimostrato che il rame precoce e le sue leghe non sono adatti alla lavorazione variabile di grandi dimensioni senza ricottura. Il rame e le sue leghe tendono a incrudirsi nel mezzo della ricottura per produrre ricristallizzazione in modo che la lega di rame si ammorbidisca per un'ulteriore lavorazione; questa tecnologia è ampiamente utilizzata in seguito nella produzione di armi e utensili domestici.

L'uso del processo di forgiatura e ricottura della lavorazione del bronzo potrebbe essere apparso prima del 3500 a.C.

forgiatura
forgiatura

L'origine dell'antica cultura cinese del rame è relativamente tarda e l'applicazione del rame e delle sue leghe da parte degli antenati cinesi potrebbe essere successiva di oltre 3,000 anni rispetto a quella dell'antica Mesopotamia. Sulla base dei primi manufatti rinvenuti, si ritiene che la metallurgia sia germogliata in Cina intorno al 5000 a.C.

Durante il periodo della cultura Longshan, nella seconda metà del terzo millennio a.C., furono rinvenuti più di 50 manufatti in rame suddivisi in 11 categorie e i processi metallici utilizzati erano la fusione, la forgiatura e la ricottura.

L'ex Istituto del ferro e dell'acciaio di Pechino di storia metallurgica del gruppo del sito Gansu Yongjing Qin Weijia portato alla luce intorno al 1700 a.C. l'analisi del cono di bronzo mostra che la sua struttura di base per la ricristallizzazione α soluzione solida grano grossolano α + δ struttura eutettica lungo la deformazione della direzione di lavorazione, è chiaro che la struttura ha subito una ricottura di ricristallizzazione.

Armi antiche come spade, ji, asce, ecc. devono essere forgiate per diventare spigoli vivi, per evitare crepe nel processo di forgiatura devono essere utilizzate tra il trattamento di forgiatura e di ricottura. "La forgiatura è lancia" è il periodo Shang e Zhou relativo alla produzione di documenti di armi e all'applicazione efficace della tecnologia di ricottura per produrre una spada complessa, affilata ed eccezionalmente affilata.

ricottura
ricottura

2. Ricottura della lamina metallica

L'oro naturale deriva principalmente da pepite d'oro naturali e fritte di oro alluvionale. Un uso importante dell'oro è quello di realizzare foglie o lamine d'oro molto sottili per decorare oggetti.

Nei primi tempi si ricorreva spesso alla lavorazione a freddo per ridurre lo spessore delle lamine d’oro a pochi millimetri. I prodotti d'oro rinvenuti in Cina sono per lo più ornamenti, come bracciali d'oro, orecchini d'oro, orecchini d'oro, foglie d'oro, ecc. Ci sono anche lamine d'oro nei resti rinvenuti della dinastia Shang.

La lamina d'oro portata alla luce dalla tomba di Dashikong Yin ad Anyang ha uno spessore di 0.01±0.001 mm, che è stato analizzato dal Dipartimento di Storia Metallurgica dell'ex Istituto del Ferro e dell'Acciaio di Pechino, con granulometria uniforme e bordi diritti dei grani, e si ritiene essere stato realizzato mediante il processo di forgiatura e ricottura.

La necessità di decorazioni su larga scala all’inizio della Cina, come in architettura, spinse gli artigiani cinesi ad applicare la tecnologia di ricottura nella lavorazione della lamina d’oro. L'applicazione del processo di ricottura rese disponibile la lamina d'oro in Cina durante la dinastia Shang.

L'antica lavorazione cinese della lamina d'oro (nota anche come oro sottile), nel “T'ien-kung k'ai-wu”, nel “hui shih so yen” e in altri libri antichi è documentata, cioè dopo la forgiatura iniziale del lamina d'oro, strati impilati nella speciale carta di ebano legati in fasci, ed essere forgiati e ricotti.

lamina d'oro
lamina d'oro

Il suo trattamento di ricottura intermedia può essere posto in un forno a carbone con la carta aureola, riscaldata a circa 100 ℃ per eliminare l'incrudimento. Il trattamento di ricottura finale utilizzerebbe il calore residuo della forgiatura e raffredderebbe lentamente le lastre d'oro con l'aureola a temperatura ambiente.

Il processo unico di spaziatura, raggruppamento, forgiatura e ricottura della carta di ebano ha reso possibile la produzione di lamine d'oro più sottili e più uniformi di quanto sia possibile in altri paesi.

La lavorazione della lamina d'oro circola ancora a Pechino, Fujian, Zhejiang e Guangdong nei tempi moderni. Oltre alla lamina d'oro, ci sono anche documenti sulla lamina d'argento nell'antica Cina. La lamina d'argento veniva utilizzata principalmente per la decorazione di manufatti. Si ritiene che gli ornamenti in argento sulle scatole di lacca rinvenute nelle tombe della dinastia Han occidentale nella tomba Wusha, Guanghua, Hubei, siano fatti di lamina d'argento.

Dinastia Yuan Tao Zongyi “nan ts'un ch'o keng lu” registra: “Dove la merce per la decima …… all'oro sottile o all'argento sottile secondo gli argentieri con copertura in pasta di carta, posta nell'oro e argento sottile all'interno, uno per uno girando il taglio fine da prendere. Lay è stato, girando la vernice, nuove pecore asciugano con fermezza. La carta stagnola è una grande quantità di lamina metallica, il suo utilizzo principale è la produzione di cartamoneta e decorazioni. La lavorazione della carta stagnola è riportata anche in libri antichi.

La sua produzione di lavorazione utilizza anche strati sovrapposti di forgiatura e ricottura, la differenza è che gli antichi riconoscevano che la superficie dello stagno è facile da formare compartimentalizzazioni (cioè strati di ossidazione), e quindi non adotta il metodo di spaziatura della carta tra i pezzi di stagno. Inoltre, nella ricottura e nella tecnologia di riscaldamento a vapore sviluppata. Il riscaldamento a vapore può rendere il controllo della temperatura leggermente superiore a 100 ℃ in modo da ottenere un'elevata duttilità ed evitare un'eccessiva ossidazione del foglio di stagno.

3. Ricottura del ferro e dell'acciaio

Similmente alla fusione del rame, la prima ghisa non è stata trovata in Cina, ad esempio, una billetta di ferro bianco del 2000-3000 a.C. rinvenuta a Choitepe, che è ghisa 3.5% C-0.45% P-0.16% S, e ci sono anche segnalazioni di ghisa precoce ad alto contenuto di fosforo.

Tuttavia, è interessante notare che in queste aree non sono stati rinvenuti manufatti antichi in ghisa. Ciò è dovuto principalmente alla loro incapacità di gestire la ghisa dura e fragile. L'invenzione della fusione del ferro in Cina nel VI e VII secolo a.C. fu un importante contributo degli antichi artigiani allo sviluppo della tecnologia del ferro e dell'acciaio, che permise alla Cina di entrare nella classifica dei paesi avanzati nella produzione di ferro su larga scala. Tuttavia, l’applicazione su larga scala e la divulgazione della ghisa dipendevano in larga misura dall’abilità cinese di ricottura.

Gli antichi artigiani cinesi svilupparono una serie di trattamenti adattati alla ricottura della ghisa, del ferro maturo e dell'acciaio controllando le condizioni di riscaldamento, raffreddamento e atmosfera, che possono essere generalmente classificati come ricottura della ghisa e ricottura dell'acciaio. Inoltre, hanno anche sviluppato la preparazione di metodi di trattamento di ricottura di decarbonizzazione della ghisa malleabile in acciaio decarbonizzato, cuore nero e cuore bianco. Questi sono tutti progressi significativi nel campo del trattamento termico dei metalli nell’antica Cina.

3.1 Ricottura della ghisa e sua struttura

Struttura in grafite flocculata

Confermata da un gran numero di reperti archeologici, l'invenzione della ghisa cinese nel periodo primaverile e autunnale. I primi frammenti di ghisa datati rinvenuti finora sono stati rinvenuti nelle tombe della cultura Jin a Tianma-Qucun, Shanxi. Sono stati rinvenuti anche più di una dozzina di prodotti in ghisa bianca appartenenti al primo periodo degli Stati Combattenti. Per superare la fragilità della ghisa bianca, gli artigiani cinesi inventarono la tecnica di ricottura della forgiatura per la ghisa intorno al V secolo a.C.

Nell'Henan, Luoyang ha portato alla luce una pala di ferro e una prima zappa di ferro vuota, l'esame metallografico mostra che la sua struttura di base è per la ferrite e la sua struttura di grafite è per la grafite ricotta flocculante più perfetta. Secondo l'analisi, circa dopo 900 ℃ o una temperatura leggermente superiore, per un lungo periodo di ricottura, la decomposizione del carburo per ottenere la grafite flocculante, in modo che il ferro bianco diventi una tipica ghisa malleabile, l'emergere dell'Europa con il lo stesso tipo di ghisa malleabile si trova nel 1720 dopo.

ghisa
ghisa
Struttura in ghisa grigia

La grafite interna in scaglie di ghisa grigia, è la migliore prestazione della ghisa, anche oggi la ghisa grigia è ancora una della stragrande maggioranza delle leghe di ferro sub-eutettiche. La ghisa grigia contemporanea si ottiene aggiungendo elementi che promuovono la grafitizzazione e controllando la velocità di raffreddamento. Nell'antica Cina, la struttura in ferro grigio fu ottenuta molto presto.

Il dipartimento di insegnamento e ricerca dell'Istituto del ferro e dell'acciaio di Pechino per l'insegnamento e la ricerca sulla storia metallurgica ha effettuato un censimento del ferro della dinastia Han e ha scoperto che la colata di ghisa nella ghisa grigia rappresentava il 21%, la lamiera stagnata (SPTE) rappresentava il 4%, secondo loro che la produzione di ferro grigio durante la dinastia Han era un processo maturo, la lamiera stagnata è la produzione di ferro grigio per caso.

Sembra che gli antichi artigiani conoscessero le caratteristiche prestazionali del ferro grigio, scavato nell'asse della tomba Manciù Han del 112 a.C., con ferro grigio, la struttura ha grafite, che può svolgere un ruolo di resistenza all'usura e di riduzione dell'attrito, che è le prime parti in ferro grigio scavate .

Poiché l'antica ghisa grigia, il contenuto di silicio è inferiore a quella della moderna ghisa grigia, è probabile che la sua struttura sia costituita da prodotti di trattamento di ricottura ricotta grigia. Poiché una quantità così grande di ferro grigio della dinastia Han si basa sul controllo della solidificazione, la velocità di raffreddamento sembra essere alquanto incredibile.

Struttura duttile in ghisa

Gli antichi artigiani probabilmente utilizzavano il metodo della ricottura della ghisa ad alte temperature nei forni per ottenere una struttura duttile. La grafite sferoidale è stata scoperta durante l'identificazione di oggetti in ferro nella collezione della fornace Hanwei a Mianchi. Gli archeologi cinesi hanno dimostrato attraverso l'analisi di alcuni oggetti di ferro con struttura duttile che le caratteristiche strutturali della grafite sferoidale non sono diverse da quelle della grafite moderna ottenuta con l'aggiunta di un agente sferoidale.

Inoltre, un rapporto di censimento sull’analisi di 188 oggetti in ferro della dinastia Han nella provincia di Henan ha mostrato che la percentuale di ferro duttile nella ghisa antica era dell’1.5%, rispetto al 4.5% registrato in Cina nel 1981, indicando che la ricottura era già una pratica processo stabile in quel momento. Al contrario, fu solo dopo l’osservazione metallurgica della ghisa ad alta duttilità ottenuta accidentalmente nel 1942 che altri ricercatori andarono a determinare il processo di ricottura duttile della ghisa.

3.2 Ricottura dell'acciaio

Il ferro meteorico è una lega ad alto contenuto di ferro-nichel. Gli esseri umani che vivevano nell’età della pietra iniziarono a usare questo metallo “dato da Dio” più del 3,000 a.C. Per realizzare coltelli o piccoli oggetti si utilizzavano processi di ricottura o forgiatura a caldo. La Cina ha scoperto un totale di sette manufatti meteoritici nelle rovine delle dinastie Shang e Zhou. Tra queste, la più antica appartiene al XIV secolo a.C., un'ascia in rame con bordo in ferro che veniva forgiata e lavorata.

È stato dimostrato l'uso di processi di ricottura nella prima fusione artificiale del ferro. Per eseguire un processo di deformazione su larga scala di questo tipo di ferro e acciaio da cementazione, il processo di ricottura è indispensabile. La ricottura intermedia delle parti in acciaio forgiato è un processo importante nella lavorazione e potrebbe essere stata adottata subito dopo l'emergere della fusione artificiale del ferro. Sembra che la ricottura come trattamento termico finale fosse utilizzata anche dagli antichi artigiani.

I pezzi di armatura dello stesso periodo portati alla luce dalla Tomba Han n. 1 a Mancheng e da Ershijiazi a Hohhot sono tutti materiali di ferro fiorito. La microstruttura dello strato superficiale è una struttura di ferrite e il processo di trattamento finale è la ricottura.

L'ex Ufficio per l'insegnamento e la ricerca sulla storia metallurgica dell'Istituto del ferro e dell'acciaio di Pechino ha condotto un'indagine metallografica su 188 utensili in ferro della dinastia Han rinvenuti nell'Henan. I risultati hanno mostrato che il 40% degli utensili in ferro esaminati erano parti in acciaio realizzate in ghisa decarburata. La microstruttura della maggior parte degli attrezzi agricoli è costituita da perlite e cementite, e parte della cementite è stata sferoidale.

Da ciò si può vedere che gli antichi artigiani ricotturavano a lungo l'acciaio a medio e alto tenore di carbonio a circa 723°C. In alcuni casi hanno utilizzato questo metodo per ottenere una struttura ricotta sferoidale.

I metodi di produzione dell'acciaio degli antichi artigiani cinesi non utilizzavano solo metodi di cementazione e decarburazione, ma anche metodi di riempimento dell'acciaio, metodi di raffinazione del centinaio, ecc. Il trattamento di ricottura dell'acciaio è gradualmente diventato uno dei metodi di trattamento più convenzionali.

In “T'ien-kung k'ai-wu”, Song Yingxing si riferisce al trattamento di ricottura delle parti in acciaio temprato come “antiriscaldamento”: durante il taglio, il ferro battuto viene forgiato in strisce sottili, né acciaio né temprato. Dopo che il fuoco si è calmato, aggiungi un martello freddo per indurirlo frequentemente. La ricottura e il rammollimento delle parti in acciaio bonificato sono chiamati “regressione dell'incrudimento”. Dopo l'ammorbidimento, procedere alla fase successiva della lavorazione.

Tecnologia di tempra

tempra è una tecnologia di trattamento termico di riferimento. La tecnologia di tempra è iniziata molto presto. La struttura dei coltelli di ferro e delle punte di freccia rinvenuti nel sito di Harshitat nell'Europa centrale è in uno stato estinto. Questo sito risale a più del 1,000 a.C. Due asce spente prima del 900 a.C. furono rinvenute in Egitto e le loro lame contenevano martensite.

Il poema epico di Omero “L'Odissea” dell'VIII secolo a.C. registra il processo di tempra: “Il fabbro immerse l'ascia calda nell'acqua fredda e sibilò violentemente”. L’adozione della tecnologia di tempra nell’antica Cina fu successiva a quella nell’Asia occidentale e in Europa.

Tecnologia di tempra
Tecnologia di tempra

Secondo l'analisi archeologica delle reliquie culturali, l'antica tecnologia di tempra cinese potrebbe essere stata utilizzata per la prima volta nella fusione del ferro. Uno degli oggetti temprati rinvenuti dall'archeologia è una spada d'acciaio rinvenuta nel sito del tardo periodo degli Stati Combattenti nel villaggio di Wuyangtang, Yanxiadu, contea di Yixian, provincia di Hebei. Il suo contenuto di carbonio è compreso tra lo 0.5% e lo 0.6%. L'intera spada è composta da strati alternati ad alto contenuto di carbonio e strati a basso contenuto di carbonio e la lama è composta principalmente da martensite bonificata. Questa è una tipica struttura di tempra della forgiatura di acciaio carburato con ferro fiorito.

Oltre ad essere applicata all’acciaio, l’antica tecnologia cinese di tempra potrebbe essere stata applicata anche alle leghe di rame. Alcuni studi ritengono che alcune antiche armi cinesi siano state estinte. Il trattamento di tempra della lega di rame può migliorarne la lavorabilità e ridurne la fragilità. In alcune situazioni con un elevato rapporto di lega, la tempra può fornire un effetto di rafforzamento della soluzione ad alto solido.

I dati archeologici mostrano anche che anche gli Etruschi nell'Italia nordoccidentale nel IV e V secolo a.C. e i Samaritani del fiume Volga nel IV e II secolo a.C. usarono questo metodo negli specchi di bronzo ad alto contenuto di stagno. Si può quindi ritenere che Cina e Italia abbiano applicato la tecnologia di tempra dei bronzi quasi contemporaneamente.

Sebbene gli antichi antenati cinesi utilizzassero il processo di tempra tardivamente, erano molto avanzati nella selezione degli agenti di tempra e nel controllo del calore, ad esempio utilizzando una varietà di agenti di tempra, tempra di preraffreddamento e processi di tempra parziale.

1. Refrigerante per la tempra

Gli antichi antenati cinesi sapevano da molto tempo che i diversi agenti tempranti hanno effetti diversi. Secondo "Documenti storici · Biografia di Su Qin" "Suoyin" di Sima Zhen citato da "Jin Taikang Geography" "C'è acqua Longquan a Xiping, Runan, che può spegnere le spade ed è molto forte, quindi c'è una spada Longquan."

Esistono documenti che dimostrano che gli artigiani cinesi hanno già “spento le spade” con l’acqua. L'impatto sulla qualità dell'acqua è stato documentato durante il periodo dei Tre Regni. "t'ai p'ing yü lan" cita la "biografia di p'u yüan" e afferma che "il metodo insolito di p'u yüan per fondere il metallo per realizzare utensili". Quando la spada fu realizzata, disse che il fiume Han era smussato e debole e non poteva essere spento. Il fiume Shu era così forte che ordinò alla gente di andare a prendere l'acqua a Chengdu. “L'influenza della qualità dell'acqua dei diversi fiumi sul raffreddamento è innegabile, ma potrebbe essere eccessivamente enfatizzata nella “Biografia di p'u yüan”.

Tuttavia, ciò che è interessante è che quindici secoli dopo, in modo simile alla storia di cui sopra, si verificò un incidente nei paesi occidentali in cui gli Stati Uniti andarono in Inghilterra per ottenere acqua per la tempra.

Il primo utilizzo del petrolio come agente temprante avvenne in Europa. Aristotele e Plinio il Vecchio (I secolo d.C.) menzionano l'uso dell'olio per la tempra. La prima testimonianza dell'uso della tempra con olio in Cina fu Ch'i wu huai wen delle dinastie del sud e del nord intorno al 1 d.C. “Storia del Nord·Biografia dell'Arte” sottolinea che “Huaiwen fabbricava spade di ferro utilizzando ghisa fusa e versata sul ferro battuto, e dopo diverse notti diventava duro per consentire al carbonio di penetrare nel ferro battuto e aumentare la contenuto di carbonio del ferro battuto. Quindi viene raffreddato in acciaio utilizzando rispettivamente urina animale e grasso animale. Nell'articolo si può anche vedere che Ch'i Wu Huai Wen ha proposto in modo creativo il processo di spegnimento utilizzando l'urina animale.

L'urina degli animali contiene acqua salata e ha una forte capacità di raffreddamento e uno strato indurente profondo. Ciò che interessa alle persone è come comprendere il “fare il bagno nell'urina degli animali, dissetandosi con il grasso degli animali” menzionato nell'articolo. Se si tratta di doppia tempra liquida, questa tecnologia di tempra apparsa nel VI secolo d.C. rappresenta uno sviluppo importante. Ci sono anche registrazioni dell'uso di sangue e miscele per spegnere il fuoco negli antichi libri cinesi.

Il "Nuovo Libro di Tang" dice: "Quando la spada di Yu fu lanciata... il sangue del cavallo fu spento..." Ora sembra che la selezione di molti agenti estinguenti a quel tempo non fosse necessariamente corretta, e c'era molta superstizione in essa.

2. Spegnimento parziale

Non ci sono molte descrizioni della tempra locale nei documenti antichi, ma l'analisi degli oggetti archeologici mostra che questa tecnica era comunemente usata per trattare gli utensili da taglio nell'antica Cina. L'analisi metallografica dei quattro scalpelli rinvenuti nel Mausoleo del Re Chu a Shizishan, Xuzhou, ha mostrato che i quattro scalpelli avevano subito un trattamento di tempra parziale sulle teste delle lame per ottenere una lama dura e un corpo resistente.

Anche l'analisi della spada d'acciaio Huanshou rinvenuta dalla tomba Han a Cangshan, Shandong, della spada d'acciaio della tomba Han a Fufeng, Shaanxi, e del coltello da libro decorato con oro di Liu Sheng della dinastia Han hanno mostrato che la martensite è stata osservata solo su la lama di queste spade e non è stata trovata alcuna struttura di tempra sulla cresta della spada. Si può vedere che gli antenati cinesi padroneggiavano la tecnologia di tempra locale già nel II secolo a.C.

3. Preraffreddamento e spegnimento

Il lavoro di ricerca ed esplorazione svolto dagli antichi artigiani cinesi sulla tecnologia di tempra non solo ha inventato agenti di tempra, ma ha anche realizzato invenzioni nel controllo del calore, come la tempra di preraffreddamento. Il preraffreddamento e la tempra sono utili per ridurre la distorsione dell'utensile e migliorarne la resistenza e la tenacità.

Il “t'ien kung k'ai wu” di Sung Ying Hsing della dinastia Ming contiene una registrazione dell'uso della tecnologia di pre-raffreddamento e tempra: “A questo punto, usa prima uno scalpello di acciaio duro raffreddato per disegnare file di linee verticali e diagonali linee sulla superficie del file vuoto. Prestare attenzione al tagliente diagonale quando si tagliano le linee della lima, in modo che le scanalature possano avere un bordo simile a una fiamma. Dopo aver scavato, scalda la lima rossa, estraila, raffreddala leggermente e mettila in acqua per tempra. Il file avrà successo in questo momento." Tra questi, “raffreddarlo leggermente” c’è il processo di preraffreddamento e tempra.

Tecnologia di tempera

Il trattamento di rinvenimento è un processo sviluppato a causa della fragilità della tempra. Nei primi tempi della fusione artificiale del ferro, le persone non sentivano necessariamente la necessità di temperare fortemente. Il motivo principale è che il contenuto di carbonio del ferro fiorito di solito non è elevato e talvolta non è necessario il rinvenimento e anche la tempra non può ottenere effetti di rafforzamento significativi. Altri paesi hanno iniziato ad attuare il rinvenimento mirato molto tardi.

Relativamente parlando, gli antichi antenati cinesi si resero conto prima dei vantaggi della tempera. Per ottenere l'effetto di tempra evitando fratture fragili, i cinesi potrebbero aver adottato consapevolmente la tempra molto presto. Dalla descrizione della spada in “Mo Tzu”: “Penetra quando viene spinta, si rompe quando viene colpita e non si rompe quando viene colpita di lato”. Si può vedere che le spade d'acciaio nei periodi primaverili e autunnali della Cina avevano già una buona resistenza e tenacità. Se il processo utilizzato sia il rinvenimento a bassa temperatura resta da confermare da ulteriori ricerche.

Molti documenti cinesi successivi descrivono l'elasticità insolitamente elevata delle spade d'acciaio prodotte in Cina. Ad esempio, "Meng hsi pi t'an" menziona che c'era una persona che "porta una spada, e può essere riposta in una scatola, e può essere raddrizzata di nuovo". Il processo utilizzato in queste spade d'acciaio è il rinvenimento ad alta temperatura. L'archeologia degli oggetti fisici suggerisce anche che il processo di rinvenimento ad alta temperatura potrebbe essere stato applicato nei periodi di tarda primavera e autunno.

L'analisi della spada d'acciaio rinvenuta a Yangjiashan, Changsha e Hunan mostra che il suo contenuto di carbonio è di circa lo 0.5% e la sua struttura è considerata equivalente alla struttura temperata ad alta temperatura. Questo contenuto di carbonio è proprio allo stesso livello degli acciai per molle di oggi. Se confermato da questa ricerca, l'oggetto, risalente al VI secolo a.C., potrebbe essere il più antico oggetto temperato ad alta temperatura rinvenuto fino ad oggi.

Tecnologia normalizzante

La normalizzazione nel vero senso della parola è apparsa dopo che le persone hanno compreso il diagramma di stato ferro-carbonio, ovvero dopo che Austin nel Regno Unito ha realizzato il diagramma di stato ferro-carbonio nel 1888, il raffreddamento ad aria è stato utilizzato per normalizzare il raffreddamento. Nei tempi antichi, gli oggetti temprati erano troppo duri e gli oggetti ricotti erano troppo morbidi. Il raffreddamento ad aria con velocità di raffreddamento moderata ha consentito di risparmiare denaro ed energia. La Cina possedeva questa imbarcazione durante il periodo degli Stati Combattenti.

Ad esempio, attraverso l'analisi delle lance e delle punte di freccia scavate nella capitale secondaria di Yan nel tardo periodo degli Stati Combattenti, si è scoperto che i due strumenti di ferro erano prodotti in acciaio carburato con ferro fiorito, con un contenuto di carbonio rispettivamente dello 0.20% e dello 0.25%. . La struttura interna è composta da ferrite e perlite e la perlite ha un'ampia spaziatura interlamellare. I risultati delle analisi metallografiche mostrano che questa è simile alla struttura ottenuta mediante raffreddamento ad aria o trattamento normalizzante dell'austenite odierna. Si può considerare che si tratti di una struttura ottenuta mediante raffreddamento ad aria dopo riscaldamento a temperatura superiore ad Ac1. Gli artigiani della dinastia Han in Cina decarburarono la ghisa per ottenere acciaio a basso e medio tenore di carbonio, che producevano molti utensili senza tempra e utilizzavano questo processo.

Conclusione

La ricerca archeologica sul trattamento termico dei metalli in Cina necessita di essere approfondita. Secondo un'analisi preliminare, si può vedere che l'antica Cina sviluppò una tecnologia sperimentale di trattamento termico relativamente completa che comprendeva ricottura, tempra, normalizzazione e rinvenimento.

L'uso della ricottura del rame e delle sue leghe da parte della Cina è più tardivo di dieci secoli rispetto all'Asia occidentale. Grazie all'esclusiva tecnologia di ricottura, la Cina ha avuto fogli d'oro e d'argento sin dalla dinastia Shang e la Cina ha un alto livello di tecnologia tradizionale di produzione di fogli di stagno.

Gli antichi artigiani cinesi utilizzavano la tecnologia della ricottura del ferro e dell'acciaio per ottenere la struttura flocculante della grafite, la struttura grigia e la struttura duttile che sono state ottenute solo nei tempi moderni in Europa. Ha migliorato la microstruttura dei prodotti siderurgici e ha notevolmente promosso lo sviluppo dell'industria manifatturiera dell'acciaio nell'antica Cina.

L'adozione della tecnologia di tempra in Cina è stata tardiva, ma in seguito ha mostrato elevate capacità tecnologiche nella selezione degli agenti di tempra, tempra parziale, tempra di preraffreddamento, ecc. Inoltre, gli artigiani cinesi potrebbero aver applicato tecniche di tempra e normalizzazione durante gli Stati Combattenti Periodo, ampliando gli usi degli antichi prodotti siderurgici cinesi.

Lascia un tuo commento

L'indirizzo email non verrà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati con *

Iniziamo un nuovo progetto oggi