《古羅馬機(jī)械》word版

《《古羅馬機(jī)械》word版》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、古羅馬機(jī)械一、冶金成就羅馬時(shí)代的冶金成就可以歸納為如下幾個(gè)方面：?1.通過(guò)空前規(guī)模的商品流通和工業(yè)化生產(chǎn)，鐵和其它金屬產(chǎn)量達(dá)到驚人的數(shù)字。?2.普及了鐵器生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)，使鐵器的質(zhì)量穩(wěn)定，性能卓越。?3.發(fā)明了各種復(fù)雜的兵器、工具、用具，金屬的用途大為擴(kuò)展。?4.貨幣的生產(chǎn)量極其巨大。?5.采礦技術(shù)得到大的進(jìn)步。?6.開(kāi)始生產(chǎn)黃銅。?下面就詳細(xì)的講述這些成就，不過(guò)在此之前，究竟什么年代是“羅馬時(shí)代”的開(kāi)端？這點(diǎn)是有爭(zhēng)議的，有人主張是第二次布匿戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束的那年——前201年，有人主張是羅馬軍隊(duì)攻破科林斯和迦太基的那一年——前146年。不過(guò)這對(duì)于我的描述關(guān)系不大

2、，因?yàn)榍?世紀(jì)末和前2世紀(jì)的冶金技術(shù)是差別不大的。?在羅馬之前，大多數(shù)煉鐵遺址上發(fā)現(xiàn)的礦渣是以公斤或者幾百公斤計(jì)算，而羅馬時(shí)期的渣堆普遍達(dá)到成百上千噸，甚至三十萬(wàn)噸（法國(guó)艾爾蘭特森林）。鐵器的出土也非常多。比較典型的是在蘇格蘭因什圖錫爾堡壘中，發(fā)現(xiàn)了五噸以上的鐵釘。這個(gè)堡壘公元83年建成，公元87年即放棄。把如此多的鐵釘拋棄掉，證明這些東西很容易得到補(bǔ)充，毫不值錢。其它金屬的產(chǎn)量也很大，西班牙里奧廷托一地在羅馬時(shí)代生產(chǎn)了6－7萬(wàn)噸銅。金銀的產(chǎn)量同樣很大，相應(yīng)的，鉛的數(shù)量就更加巨大了。事實(shí)上通過(guò)實(shí)物的比較，可以說(shuō)羅馬的冶金工業(yè)規(guī)模，同時(shí)代的任何其它國(guó)家或民族

3、都無(wú)法相比。這得益于羅馬疆域的廣大，生產(chǎn)力的高度發(fā)展、交通的暢通和商業(yè)流通的空前規(guī)模。?羅馬時(shí)代的冶鐵技術(shù)主要是普及各文明的冶鐵成就。那時(shí)的煉爐可以分為兩種類型，即鼓風(fēng)豎爐和碗式爐，樣式跟從前的差別不大，只是尺寸加大了，且都有了出渣口，礦渣可以流到爐外的渣坑中。碗式爐的加大使它必須安裝一個(gè)以上的風(fēng)嘴。豎爐高1.5米左右，直徑0.3米左右，一般來(lái)說(shuō)有多個(gè)風(fēng)嘴（一般是四個(gè)），可以鼓風(fēng)也可以抽風(fēng)。取鐵時(shí)豎爐從爐側(cè)取出，碗式爐從爐頂取出，都跟早期鐵器時(shí)代沒(méi)多少差別。取出的海綿鐵在敞爐，或者說(shuō)是鍛爐中加熱鍛打，制成熟鐵。鐵坯重5－10公斤不等。以上跟早期鐵器時(shí)代差別

4、不大。但羅馬人發(fā)明了三項(xiàng)技術(shù)：利用水磨研磨礦石，維特魯威的《建7筑十書(shū)》中講有大功率的水磨，功率約三馬力，后來(lái)更進(jìn)一步提高到五十馬力，在西班牙已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了梯級(jí)水磨的遺跡。磨碎鐵礦石，對(duì)入爐煉制有利；在冶煉之前對(duì)礦石進(jìn)行焙燒，提高礦石品位，然后入爐；用煤煉鐵這是在羅馬占領(lǐng)不列顛之后的事情，因?yàn)椴涣蓄嵉穆短烀旱V是很多的。不過(guò)羅馬人很快發(fā)現(xiàn)用煤煉鐵不好，所以這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有推廣。煤煉鐵之所以不好是因?yàn)槊褐械牧虮昏F吸收，使鐵成為高硫鐵，這種鐵是脆性大的劣質(zhì)鐵。要解決用煤煉鐵的問(wèn)題，要么煉焦炭，要么使用低硫煤。而當(dāng)時(shí)既沒(méi)有煉焦碳的技術(shù)，也無(wú)法分清高硫煤和低硫煤。順便說(shuō)一句

5、煤在羅馬用途很廣，羅馬婦女甚至把它當(dāng)項(xiàng)鏈吊嘴使用。另外，目前已知最大的羅馬鍛爐是科布里奇那座用來(lái)鍛接公共浴室桁條的鍛爐，它的特點(diǎn)是風(fēng)嘴可以插入需要提高溫度一進(jìn)行鍛造或鍛接的任何地方，這種方法在二十世紀(jì)仍被用來(lái)制造船尾的骨架。羅馬時(shí)期，鑄鐵越來(lái)越多的被制造出來(lái)，不過(guò)它們都被當(dāng)作次品拋棄。有人設(shè)法利用它，老普林尼就指出可以把鑄鐵液滴在熟鐵器刃部，這樣“鐵就從廢鐵那里取得了力量”，這是世界上最早的“擦生”技術(shù)記載。不過(guò)鑄鐵基本上是無(wú)用的，需要很大的忍耐力和知足常樂(lè)的精神才能接受鑄鐵的機(jī)械性能——在古代，除了中國(guó)人以外世界上沒(méi)有人具有這樣的氣質(zhì)。?鐵坯質(zhì)地均勻，滲

6、碳法已經(jīng)完全成熟，得到了普遍運(yùn)用。幾乎任何認(rèn)為是有必要滲碳的鐵器都經(jīng)過(guò)這一工序。仍以上述鐵釘為例，含碳量從0.06－0.9%不等，鐵釘越大，尖端含碳量就越高，由此獲得高硬度，而其余部分含碳量低，但大型鐵釘控制在0.2%－0.25%之間，以保證強(qiáng)度和韌性。鐵釘中有害物質(zhì)的含量也極低，ＡⅠ型鐵釘含硫量?jī)H0.009%，含磷量?jī)H0.008%。羅馬時(shí)期的絕大多數(shù)鐵器含硫量非常低（基本介于0.003－0.03%之間），大多數(shù)的鐵器含磷量也很低，這說(shuō)明當(dāng)時(shí)的人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到高硫鐵和高磷鐵的危害——前者脆性大，后者低溫脆性大，且不利于滲碳，羅馬人當(dāng)然不知道地球上有磷和硫這兩

7、種元素，他們主要通過(guò)避開(kāi)含磷量或含硫量高的鐵礦來(lái)達(dá)到提高鐵品質(zhì)的目的（鐵品質(zhì)好壞可以通過(guò)試煉得知）。鍛造工藝也已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)，不再出現(xiàn)早期某些鐵器強(qiáng)度與含碳量不相稱的情況。鍛打?qū)﹁F的好處是使鐵的組織更加緊密，提高機(jī)械性能，如熟鐵的強(qiáng)度可以比未經(jīng)鍛打時(shí)提高1.5倍甚至兩倍以上，塑性和韌性提高更多。從羅馬實(shí)物看，鐵器硬度基本上跟含碳量吻合，可見(jiàn)鍛打技術(shù)已經(jīng)完全成熟了。在鐵器熱處理方面，羅馬的成就主要在于普及了淬火工藝。如英國(guó)斯塔福德郡的沃爾和哈德良長(zhǎng)城邊切斯特霍爾姆發(fā)現(xiàn)的鑿子，后者的刃部硬度達(dá)ＨＶ579到464，這種鑿子用于對(duì)付堅(jiān)硬的石頭無(wú)疑是大有好處的。在波蘭

8、克拉科夫發(fā)現(xiàn)的羅馬出口的鐵工具，23把小刀和鑿子中，有六把經(jīng)過(guò)淬火