將鐵不停地打只是發(fā)生了物理變形。不會(huì)對材質(zhì)造成什么影響？只不過改變了它的形狀。但是鋼鐵有疲勞。不停的打可能會(huì)斷裂。但不會(huì)對鐵本質(zhì)產(chǎn)生變化。

古人煉鐵，鐵從高爐出來，硫磷等有害雜質(zhì)比較多，碳元素含量高，普遍超過6%,這時(shí)叫鑄鐵，熔點(diǎn)比較低約1100度左右，便于進(jìn)行鑄造，鋼和純鐵熔點(diǎn)1500度左右，干將用反復(fù)加熱鍛打的方法讓硫磷減少到很低的程度，減小了硫磷引起的脆性，鑄鐵加熱表面的硫磷碳，化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，先與空氣中的氧氣反應(yīng)或搶奪氧化鐵中的氧，變成二氧化硫或二氧化碳?xì)怏w散失了，磷變成氧化物混合與氧化鐵渣皮中，反復(fù)加熱捶打揉捏，碳散失到只剩下2%的時(shí)候就可以稱做鋼了，這時(shí)的鋼硬度大，比較脆，繼續(xù)加熱錘揉，碳散失到只剩下0.6%的時(shí)候，鋼硬度比較大，能夠承受一定變形，這就是所說的中碳鋼，常見的45號鋼碳含量就是0.45%，碳含量只剩下0.3%時(shí)候，就是所說的低碳鋼，建筑架子鋼管就是低碳鋼，能承受很大變形和多次反復(fù)變形糾正，碳低于0.15時(shí)就叫鐵素土，純鐵，硬度最弱，可反復(fù)進(jìn)行大變形，捆綁用的鐵絲就是

老鐵匠說鐵，鐵礦石十焦炭十石灰石進(jìn)入高爐中后在兩千多度高下鐵礦石中的氧被焦炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的一氧化碳急烈的奪去，變成二氧化碳?xì)怏w排放，鐵礦石失去氧后變成鐵和碳的化合物鐵水，鐵水出爐后，一是送至鑄鐵機(jī)，冷后就是生鐵。二是被送入煉鋼爐用氧氣吹煉，燒掉多余的碳，就變成鋼水，澆入鋼模中變成鋼錠，經(jīng)過軋機(jī)，軋制成各型鋼材，而石灰石及他灰份在高溫下變成爐渣，出高爐后遇水暴裂成水渣，可用作生產(chǎn)水泥。

如果將鋼材不斷的燒紅了鍛打，就會(huì)燒一次脫一層皮(氧化鐵)中藥叫鐵落，最終就變成氧化鐵皮了。

鍛造工藝中，有一種叫\(zhòng)"冷打成鋼”的工藝，如鍛打刀劍成型后，經(jīng)過熱處理(淬火)后，把工件放在鐵釬上用鐵錘冷打，使工件的金相組織更緊密，經(jīng)這樣\"千錘百煉\"后，刀劍刃口更鋒利。

鐵的鍛打，用專業(yè)術(shù)語來說叫做鍛造，是材料成型中的一種常見的成型方式。鍛造的過程，宏觀角度來看是尺寸形成的過程，微觀角度來看是內(nèi)部微結(jié)構(gòu)組織優(yōu)化的過程。下面，我就簡單介紹下什么是鍛造、鍛造的力學(xué)原理、金屬的微觀結(jié)構(gòu)、鍛造之后的產(chǎn)物，以及絕對高壓下鐵的變化。

1、什么是鍛造

鍛造是依靠外力，將高溫金屬胚體進(jìn)行優(yōu)化的過程。在外力施加的過程中，高溫金屬會(huì)產(chǎn)生塑性變形（不可恢復(fù)的變形），通過這種變形，來調(diào)節(jié)外形尺寸。同時(shí)，由于巨大的外力，也讓高溫金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密，整體上提升金屬材料的力學(xué)性能。

未經(jīng)鍛造之前，金屬通常會(huì)進(jìn)行加熱，以便獲得較好的鍛造性能。生產(chǎn)出來的普通金屬，內(nèi)部必定含有大量的微小的空隙，如下圖。有些空襲內(nèi)部可能還有一些雜質(zhì)。高溫過后，內(nèi)部的空隙會(huì)變得更加圓滑，內(nèi)含的雜質(zhì)也會(huì)高溫后變成渣渣。

此時(shí)，利用機(jī)械外力鍛打金屬表面，內(nèi)部的空隙就會(huì)在擠壓的作用下，逐漸閉合。由于溫度依然較高，閉合以后，并不是形成一個(gè)界面，而是互相融合，空隙消失。當(dāng)然，內(nèi)部空隙完全消失，這是不可能的。

2、鍛造的力學(xué)原理

鍛造通常需要加熱金屬。實(shí)際上，按照溫度劃分，鍛造分熱鍛（>800°）、溫鍛（>300°, <800°）、冷鍛（室溫）三種，溫度對金屬的力學(xué)性能影響非常顯著，如下圖。

圖中可見，隨著溫度的升高，曲線整體上呈下降趨勢，即力學(xué)整體性能在下降。一些力學(xué)指標(biāo)，如屈服極限、強(qiáng)度極限都在往下降（變�。�，承載能力隨溫度升高而下降。在高溫狀態(tài)下，盡管各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)都變小了，但是對鍛造來講卻是個(gè)好事。這就意味著，可以用更小的力，來改變金屬的形狀尺寸了。所以，高溫鍛造比低溫要容易些。

3、金屬的微觀結(jié)構(gòu)

前面，我們看到了放大鏡下的金屬微觀結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，金屬的微觀結(jié)構(gòu)有很多種類型，不同的溫度范圍內(nèi)，就呈現(xiàn)不同的微觀結(jié)構(gòu)，從而反應(yīng)在力學(xué)性能上。

上圖為鐵的金相圖，橫坐標(biāo)是碳含量，縱坐標(biāo)是溫度�？梢钥吹剑瑘D中分了幾個(gè)區(qū)，不同的區(qū)對應(yīng)不同的金相組織。如：奧氏體、鐵素體、珠光體等。在鍛造的過程中，加熱到不同的溫度，其內(nèi)部金相組織就會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。

上圖為40Cr的金相圖，從中可以難道一些組織結(jié)構(gòu)：奧氏體晶粒邊界的回火索氏體。值得說明的是，金相組織的形成是熱處理的結(jié)果，包括淬火、回火等等，不同的溫度下，形成不同的金相組織，從而具備不同的力學(xué)性能。

4、鍛造產(chǎn)物

從上面的分析知道，鍛造是依靠外力擠壓金屬，它并不會(huì)改變金屬本身。在人力可及的外力下，鐵的本質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變，甚至連微觀的金相組織也不會(huì)發(fā)生改變。但是，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密，鍛造后的金屬通常具有更加優(yōu)越的力學(xué)性能。所以，鍛造一般用于承載能力要求較高的結(jié)構(gòu)成型上。

5、絕對外力下鐵的變化

這要從鐵的晶體結(jié)構(gòu)說起。鐵的晶體結(jié)構(gòu)主要有三種，分別是α-Fe、γ-Fe、δ-Fe。下圖為面心立方的鐵晶體結(jié)構(gòu)，是γ-Fe。三種晶體結(jié)構(gòu)跟溫度息息相關(guān)，所以也是上面不同金相結(jié)構(gòu)的原因。圖中，原子與原子的力是電磁力，本質(zhì)上與金屬收到的外力是同一種力。由于原子之間的斥力，在人力可及的范圍內(nèi)，很難將這原子間的距離縮短。假設(shè)存在這樣的絕對外力，但是又不會(huì)破壞鐵的原子結(jié)構(gòu)，那么鐵原子就是一個(gè)挨著一個(gè)，緊密排列在一起，我們可以認(rèn)為他是一種新的金相，但是原子不變的話，依然還是鐵。

當(dāng)絕對外力繼續(xù)變大，鐵原子都無法保存其完整性，那么此時(shí)就不是鐵了。鐵原子靠的太近，外層電子就可能會(huì)被臨近的鐵捕捉，此時(shí)應(yīng)該稱之為“鐵離子”。甚至，更近一步，原子核也破碎了，這時(shí)候就完全不能稱為鐵了。

6、總結(jié)

鍛造是金屬常見的一種成型方式，通過鍛造可以消除一部分內(nèi)部的微小空隙，提升整體的力學(xué)性能。但是，人力可及的鍛造條件下，鐵還是鐵。

我是王小胖，專注日常生活現(xiàn)像的力作解釋，歡迎關(guān)注。

鋼！百煉成鋼。

一些利器的必有材料，象古代歐冶子大師，就是把鐵礦石不停的加熱煅打，最后成鋼鑄劍，千古留名。

不停的燒，不停的打，百煉成鋼。古時(shí)候有種刀叫疊鐵鋼刀，就是上千次鍛打而成，燒一次退一層皮最后剩下鋼精，打成刀，硬而不脆綿而不卷。

如果是純鐵，不停鍛打最后還是鐵。事實(shí)上現(xiàn)代鐵匠打鐵，主要是鍛打整形，增加密度，或者做包鋼夾鋼。古代鐵匠打鐵，是為了排碳，因?yàn)橥练�煉出來的鐵，含碳量太高，也叫草鋼，需要反復(fù)鍛打，使含碳量逐漸減少，變成鋼，這就是百煉成鋼，如果鋼繼續(xù)無限加熱鍛打下去，含碳量越來越少，最后無限接近為零，就成了鐵，這就是百煉鋼化繞指柔。

千錘百煉可能說得就是這個(gè)事情，將鐵不停地鍛打，鍛打一次掉下一些雜質(zhì)和氧化皮，最終這塊鐵變成了一塊高純度的鐵�？赡苓@種高純度的鐵在性質(zhì)上會(huì)有一些變化吧，不然的話，為什么過去管一些鐵器叫“折鐵鍋”、“折鐵刀”呢。

如果一直打下去就只剩，氧化鐵，四氧化三鐵一類的鐵渣。古人鍛打的目的是把鐵弄成鋼，原理就是讓鐵里面的碳燒了減少含碳量！鍛打過程中鐵也在不斷氧化，這就是為什么從爐子里拿出來要用鐵刷刷一下去掉表面氧化層。

將鐵不停地鍛打，最后剩的還是鐵。

打鐵是古代遺留至今的加工制造鐵器的方法，以前用這種方法生產(chǎn)鐵質(zhì)兵器和農(nóng)具，是古代軍事和農(nóng)工生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，如今，更多的是把它應(yīng)用在制作日常生活所需的炊具、茶具、農(nóng)具和工藝品等。

打鐵師傅在打制時(shí)，都要對鐵器進(jìn)行加溫、鍛打和淬火3個(gè)過程。其中加溫是把鐵原料放在大火上猛燒，增加鐵器原料的內(nèi)能。鍛打是把燒紅的原料用硬物不停的敲打，通過物理做功再次增加原料內(nèi)能，使之發(fā)生形變，直至達(dá)到目標(biāo)形狀。淬火是把鍛打完畢的鐵器，迅速浸入冷卻介質(zhì)中，提高制品的硬度和耐磨性。

鐵器在鍛打過程中，由于瞬間的高溫，使其中的碳等雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和其他一些氧化物，在反復(fù)敲打時(shí)可以有效分離出去，從而消除原鐵中的雜質(zhì)，這也是越鍛打原料就會(huì)越少的原因。但是，鍛打后要想擁有硬度強(qiáng)的鐵器，還必須有一定的碳含量，否則硬度也會(huì)打折扣，這也是為什么鍛打鐵器要掌握好火候的原因，古代的干將、莫邪都是這方面的典范。另外，通過鍛打，可以使鐵原料中的原子晶格變得更加緊密，成品也就越來越結(jié)實(shí)。