¿Cómo los humanos fundieron los primeros metales?

El uso temprano de metales naturales (cobre, oro, meteoritos)

La metalurgia más temprana

Metalurgia temprana en China

La Edad del Bronce

Loza de bronce anterior a la dinastía Shang en China

Fundiciones de bronce de las dinastías Shang y Zhou

El uso de otros metales

Era de la vajilla de hierro

El descubrimiento y aplicación del hierro

Fundición de hierro en China

La invención y desarrollo del hierro fundido en China

Fabricación de acero de arrabio en China

Equipos de producción de acero, combustible y materiales auxiliares de China

El impacto de la antigua tecnología del acero china en otros países durante la tecnología europea de fabricación de hierro; Imperio romano.

Otros logros de la antigua metalurgia china.

Tecnología de fundición

Tecnología de decoración de superficies metálicas

Otros metales y sus aleaciones

Características del desarrollo de la metalurgia en la antigua China

El desarrollo de la tecnología metalúrgica moderna

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El En el Neolítico tardío, la gente comenzó a utilizar metales y experimentó varios cobre-bronce (incluido cobre, arsénico, cobre, estaño, cobre, plomo y aleaciones de cobre y zinc; consulte aleaciones de cobre y hierro (incluidos hierro en trozos, arrabio, hierro forjado o acero). Los países de todo el mundo entraron en la Edad del Bronce y en la Edad del Hierro fueron épocas diferentes, y los caminos del desarrollo tecnológico también tuvieron sus propias características. La tecnología metalúrgica y el uso de metales están estrechamente relacionados con la civilización humana. cerámica negra cocida en una atmósfera reductora de alta temperatura) promovió el desarrollo de la tecnología metalúrgica Generación y desarrollo El desarrollo de la tecnología metalúrgica proporcionó electrodomésticos, herramientas de producción y armas hechas de bronce, hierro y otros metales y diversos materiales de aleación, que mejoraron. productividad social y promovió el progreso social en China, India, el norte de África y Asia occidental. El progreso está estrechamente relacionado con la civilización antigua allí. Después del siglo XVI, la tecnología de fundición de arrabio se extendió a todas partes de Europa occidental, lo que llevó al desarrollo de. Tecnología metalúrgica basada en la fundición de carbón y hierro. Este desarrollo se combinó más tarde con los logros de la física, la química y la mecánica, mejoró la comprensión de la metalurgia y los metales, formó gradualmente la metalurgia y promovió aún más el desarrollo de la tecnología metalúrgica moderna. >

La Edad del Bronce──Edad Calcolítica

Los seres humanos en la nueva era comenzaron a utilizar metales naturales a finales de la Edad de Piedra. Desde entonces, las herramientas de cobre se han fundido gradualmente a partir de minerales. En esta época se utilizaron principalmente herramientas de piedra, y también se utilizó una pequeña cantidad de herramientas de bronce, lo que se denomina Edad del Bronce o Edad del Cobre.

El uso temprano de (cobre, oro, meteoritos). ) estaba en la región de Alibosh en lo que hoy es el oeste de Irán, y se descubrieron cuentas de cobre hechas de láminas de cobre natural en Tepe Sialk, al sur del lago Namak en el centro de Irán, en el séptimo y octavo milenio a.C. Una aguja de bronce que data del 5000 a.C. se encontraron en Yahya, al sur de Kerman. Objetos de bronce hechos de cobre natural de finales del año 5000 a.C.

El oro natural es fácil de encontrar, pero generalmente es pequeño en tamaño y cantidad. El uso de oro de placer está a la espera. Por el surgimiento de los métodos metalúrgicos, apareció más tarde. Los primeros productos de oro descubiertos en el mundo fueron en el año 5000 a.C. El primer metal utilizado en América del Sur fue el oro natural. En Perú, el procesamiento del oro se inició en el año 1500 a.C. -Las aleaciones de plata se utilizaron después del año 1000 a. C. Las figuras de oro de los siglos XI al XIV reflejan la cultura india (ver imagen en color). Los meteoritos no son como el cobre natural. Es tan fácil de identificar como el oro y se usaron más tarde. Cuentas de hierro y dagas (que contienen entre 7,5 y 10,9 % de níquel) del 4000 a. C., que fueron desenterradas en Gelze, en la cuenca del río Nilo, y en Ur, en la cuenca del río Éufrates.

El artefacto de meteorito más antiguo de China es el Gaocheng. almeja de cobre con hoja de hierro de mediados de la dinastía Shang (alrededor de 65438 + siglo III a. C.) (ver imagen en color). Los primeros recursos metálicos naturales metalúrgicos son limitados, solo podemos producirlos fundiendo minerales. En el proceso de búsqueda de herramientas de piedra, los humanos conocieron los minerales y crearon tecnología metalúrgica para la producción de cerámica.

La fundición de cobre a partir de mineral es un hito importante en el desarrollo de la cultura humana. Por primera vez se utilizaron minerales de cobre oxidados (como la malaquita). El mineral oxidado se mezcla con carbón y se calienta para reducirlo y obtener cobre metálico. El bronce fundido artificialmente más antiguo conocido fue desenterrado en Yahya, Irán (alrededor del 3800 a. C.), que contenía una pequeña cantidad de arsénico (0,3 ~ 3,7 %), y fue parcialmente fundido, trabajado en frío y recocido. Mientras tanto, en Egipto y Mesopotamia también se utilizaban bronces que contenían níquel o arsénico. El arsenito de cobre alcalino es similar a la malaquita o el arsenito de cobre es más fácil de fundir con bronce arsénico, mientras que el níquel se produce a menudo con cobre y el níquel-cobre es más fácil de fundir. El arsénico-cobre y el níquel-cobre se utilizaron durante mucho tiempo. La tecnología de fundición de cobre en Oriente Medio se extendió a Europa y la India en el tercer milenio antes de Cristo, manteniendo las características de contener níquel y utilizar arsénico. Entre los bronces posteriores, como los de la cultura Harappa del valle del Indo, también hay bronces de estaño que contienen arsénico o níquel del 2500 al 2000 a.C. El bronce que contiene estaño más antiguo conocido se produjo en la Primera Dinastía de Ur (2800 a. C.) en el actual Irak y contenía entre un 8 y un 10% de estaño.

Metalurgia china temprana Los cuchillos de bronce (que contienen entre un 6% y un 10% de estaño) de la cultura Majiayao en Dongxiang, provincia de Gansu, China, son los bronces más antiguos descubiertos en China hasta ahora. Aparecieron a principios del tercer milenio antes de Cristo, al mismo tiempo que los bronces de Ur.

Además, los cuchillos de bronce de la cultura Machang son equivalentes a la Edad del Bronce del Estaño de la Cultura Harappa en el valle del Indo a finales del tercer milenio antes de Cristo, y a la Edad del Bronce del Estaño desenterrada en Nor Nok Tha, en el norte de Tailandia, en el sudeste asiático. La aparición y desarrollo del bronce al estaño en China es similar a la historia de Mesopotamia, pero anterior a la del sudeste asiático. Además, la etapa inicial de aleaciones de As-Cu y Ni-Cu no apareció en China, lo que demuestra que la tecnología china del bronce se desarrolló de forma independiente.

Período Qingtong

El bronce se refiere principalmente a una aleación de cobre y estaño. El bronce antiguo a menudo contenía plomo u otros metales. Agregar estaño al cobre puede mejorar el rendimiento. El bronce tiene un punto de fusión más bajo que el cobre y buenas propiedades de fundición, y gradualmente se convirtió en la principal variedad de bronces antiguos. El bronce de estaño más antiguo apareció en Mesopotamia, alrededor del 3000 a. C. al 2500 a. C. En el segundo milenio antes de Cristo, la tecnología de fundición de cobre y bronce alcanzó su apogeo. La Edad del Bronce de Egipto comenzó alrededor del 2600 a.C. En Europa, el bronce al estaño apareció después de la Edad del Cobre Arsénico, del 1800 a.C. al 1500 a.C.

Objetos de bronce antes de la dinastía Shang en China Antes y al comienzo de la dinastía Shang, había algunos artículos de bronce en la cuenca del río Amarillo, incluidos bronce rojo, bronce de estaño y bronce de plomo. Un cono de latón extremadamente primitivo de la cultura Longshan fue desenterrado en el condado de Jiaoxian, provincia de Shandong. Vasijas de bronce desenterradas en Dengfeng, provincia de Henan, a finales del tercer milenio antes de Cristo (ver ilustración en color). La tercera fase de la cultura Erlitou en Yanshi, Henan (siglo XVII a. C.) pudo fundir bronces relativamente complejos, como punzones, escobas, campanas y jarras de bronce. También se desenterraron vasijas de bronce, estatuas de bronce y modelos de estatuas de piedra de la cultura inferior Xiajiadian. Una gran cantidad de artículos de bronce, artículos de bronce y adornos de oro y plata han aparecido en los sitios de las culturas Qijia y Huoshaogou en Gansu. Para entonces ya dominaba el arte de fundir objetos huecos, como la cabeza de un cetro de bronce. La cabeza del cetro también utiliza tecnología de fundición integrada, que refleja un alto nivel de fundición. Fundición de artículos de bronce Shang y Zhou Las dinastías Shang y Zhou fueron el apogeo de los artículos de bronce chinos, alcanzando la cima de la tecnología en el mundo en ese momento. Se desenterraron un gran número de bronces fundidos durante las dinastías Shang y Zhou, entre ellos herramientas de producción (hachas, azadones, taladros, cuchillos, hojas, sierras, punzones, etc.) y herramientas agrícolas (azadas, palas, palas, 6?1). , armas (Ge, lanza, platillos, puntas de flecha, etc.) y una gran cantidad de vasijas y utensilios rituales. Casi 30 piezas de artículos de bronce y estaño de principios de la dinastía Shang (siglo XVI a. C.) fueron desenterradas en Erlitou, Yanshi, Henan (Figura 1). Dos trípodes cuadrados de mediados de la dinastía Shang desenterrados en Zhengzhou, Henan (Figura 2) pesan 64,2 kg y 82,3 kg respectivamente y miden aproximadamente 1 m de altura. Este último contiene un 17% de plomo y un 3,5% de estaño. El Simuwu Ding (ver imagen en color) desenterrado en Anyang, Henan, es la pieza de bronce antiguo más grande desenterrada hasta ahora en el mundo. Esto refleja la tecnología sobresaliente y la gran escala de la fundición de bronce a finales de la dinastía Shang en China. Los lingotes de cobre se encuentran a menudo en antiguos sitios de fundición, pero quedan muy pocos restos de cobre. Se puede inferir que los materiales de cobre fundidos en el campo de fundición de cobre (ver Sitio minero y metalúrgico de Tonglushan) se utilizaron en este momento, y los bronces se fabricaron en el taller de fundición. Tecnología de fundición La mayoría de los bronces en mi país durante las dinastías Shang y Zhou se fundieron con moldes de arcilla, pero en el período posterior, como en otros países del mundo, se utilizó una pequeña cantidad de moldes de cobre. Se desenterraron más de 440 bronces exquisitos de las tumbas de hombres y mujeres en Yinxu. Algunos de ellos tienen básicamente la misma forma y tamaño. Es posible que se hayan hecho varios conjuntos de modelos a partir de un solo conjunto de moldes. Estos bronces también incluyen piezas fundidas con estructuras complejas, como las retortas de columna de vapor (calderas de bronce) (Figuras 3 y 4). Durante este período, se fundieron muchos bronces exquisitos utilizando cerámica y métodos de fundición, como la estatua de Siyang desenterrada en Hunan (ver imagen en color) y la vasija cuadrada de loto y grulla desenterrada en Henan (Figura 5). En el cambio del Período de Primavera y Otoño y el Período de los Reinos Combatientes (siglo VI a. C. al siglo V a. C.), las campanas de arcilla no solo fueron una creación brillante en acústica y derecho, sino también un logro sobresaliente en la tecnología de fundición de bronce. Se desenterraron más de 4.000 bronces que pesaban 10 toneladas de la tumba del marqués Yi de Zeng en el condado de Sui, provincia de Hubei (alrededor del 430 a. C.), incluidas 64 campanas con inscripciones en oro, cada una con dos tonos. Además, el rey de Chu también presentó una campana de barro que pesaba 135 kilogramos (ver imagen en color) de la misma tumba fueron desenterradas dos grandes tinajas que pesaban 320 kilogramos, así como un conjunto de estatuas y platos con estructuras extremadamente complejas realizadas por el rey. Método de cera perdida. Un avance importante en el uso de minerales y fundentes para la fundición de cobre fue el uso de minerales de sulfuro de cobre. En los Alpes, el mineral de sulfuro de cobre se utilizaba ya en el año 1200 a. C. y se producían lingotes de cobre que pesaban 40 kilogramos.

En China, el mineral de cobre utilizado en la antigüedad era principalmente óxido de cobre. El sitio minero y metalúrgico de Tonglushan en Daye, Hubei, adopta equipos de elevación de drenaje y soporte de estructura de madera. El mineral se funde en un horno de cuba en la zona minera. Cerca hay alrededor de 400.000 toneladas de escoria vítrea con buena fluidez y escoria de cobre bien separada, con un contenido medio de cobre del 0,7%. Según la composición de la escoria y la hematita al lado del horno, se utiliza fundente para ajustar la composición de la escoria durante la fundición y mejorar la fluidez de la escoria.

Equipos de fundición En cuanto a los equipos de fundición, se utilizaron por primera vez recipientes cerámicos, que se calentaban desde el exterior o se enterraban directamente en carbón para calentarlos y quemarlos para obtener una temperatura alta y una atmósfera reductora. Posteriormente se convirtió en una estufa de suelo con tobera y un diámetro de unos 60 cm. En China, en los primeros días se utilizaban estatuas de cerámica. El exterior se recubría con hierba mezclada con tierra para proporcionar aislamiento térmico y el interior se recubría con una capa de barro refractario y se colocaba carbón directamente en el horno. Este dispositivo se diferencia del "crisol" calentado externamente, que aumenta la temperatura dentro del horno. Este tipo de horno cerámico calentado internamente se ha convertido en un horno vertical hecho de arcilla o anillos cerámicos prefabricados, con orificios en la parte inferior que pueden descargar directamente escoria y cobre, como el horno de Chunqiu Smelting and Foundry en Houma, Shanxi.

Basado en la fundición y fundición de las dinastías Shang y Zhou, "Kaogongji" de finales del Período de los Reinos Combatientes (siglo III a. C.) registró la composición de la aleación utilizada en la fundición de varios bronces, a saber, "seis qi ", que es el registro más antiguo conocido de reglas de composición de aleaciones del mundo. "Lv Chunqiu Bie Lei" (alrededor de 240 a. C.) registra que "el oro (es decir, el cobre) es blando en el estaño, y la combinación de las dos partes blandas lo hace duro". Esta es la descripción más antigua del mundo sobre el fortalecimiento de aleaciones. Xunzi (365438 aC + 03 ~ 238 aC) señaló que al fundir bronce, "Xing Zheng, Jin Mei, Ye Qiao y Huo Jue", es decir, el modelo de fundición es preciso, las materias primas son puras y la artesanía es meticulosa. , y la temperatura y la composición son adecuadas. También son los primeros registros de la tecnología. En el segundo milenio antes de Cristo, el bronce al plomo y el bronce al plomo y estaño, así como el bronce al estaño, se utilizaban ampliamente en China.

Antes del 3000 a.C., el uso de plomo, plata, oro y otros metales era extremadamente raro. Sin embargo, durante la Edad del Bronce Temprano, alrededor del año 3000 a. C., se encontraban a menudo en criptas o tumbas en culturas que iban desde Grecia hasta China. En Mesopotamia aparecieron dagas de aleación de plata que contenían un 27,5% de cobre. En aquella época, la plata se extraía del plomo soplando hollín.

La aplicación del bronce se encuentra todavía en una época de prosperidad, mientras que el hierro ha entrado en el escenario de la historia.