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发展、成就与展望

2006-2-5

冶金学是研究从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具有一

定性能的金属材料的学科。人类自从进入青铜时代以来，同金属材料及其制品的

关系日益密切。在现代社会中，人们的衣食住行都离不开金属材料，人们从事生

产或其他活动所用的工具和设施也都要使用金属材料。可以说，没有金属材料便

没有人类的物质文明。从历史上看，16世纪以前的冶金业，基本上是经验式的操

作实践，技术水平较低，生产规模不大。17世纪以来冶金生产不断取得进展。在

此基础上，由于近代自然科学理论和实验方法的产生和发展，逐渐形成冶金学。

冶金学以研究金属的制取、加工和改进金属性能的各种技术为起点，发展到对金

属的成分、组织结构、性能和有关基础理论的研究。19世纪到20世纪中叶，冶金

学、冶金生产和技术发展极其迅速，成就很大。20世纪下半叶以来，电子技术特

别是集成电路和电子计算机的发展，对冶金产生深刻的影响：一是电子计算机的

应用使自动化技术与冶金工艺的结合越来越紧密；二是电子器件对材料性能提出

了新的要求，从而促使冶金学发展成为材料科学的一个主要组成部分。

冶金生产发展概况

冶金作为一门生产技术，起源十分古老。人类从使用石器、陶器进入到使用

金属，是文明的一次飞跃。据冶金史初步研究，人类使用天然金属(主要是天然铜)

距今大约不下8000年。但天然铜资源稀少，要使用更多的铜必须从矿石中提取。

据目前所知，世界上最早炼铜的是美索不达米亚地区，时间大致在公元前38～36

世纪。最早的青铜是在苏米尔(Sumer)地区出现的，大约在公元前30世纪。在人类

文明中，大量使用青铜的时代被称为青铜时代”。

使用铁器是人类文明的又一重大进步。最早炼铁的是在黑海南岸的山区，大

约在公元前14世纪。到公元前13世纪，铁器的应用在埃及已占一定的比重，一

般认为这是人类文明进入铁器时代的开端。显然，在不同地区，铁的使用和生产

发展水平有很大差异。在欧洲，公元前11世纪中欧就开始用铁，但向西欧传播则

极其缓慢。直到公元前55年，随着罗马人的入侵，铁才传入不列颠。中世纪的一

千多年内，冶金技术进展十分缓慢。例如公元初期西欧已有熟铁制品；直至14～1

6世纪，欧洲才发展为采用水力鼓风，加大、加高炼铁炉，生产出铸铁。15世纪

的欧洲，尽管熟铁器已经广泛使用，但铜和青铜仍是生产得最多的金属。

16世纪欧洲出现资本主义的萌芽。首先是英王亨利八世(1509～1547在位)

把属于寺院的采矿和冶金企业拍卖给当时新生的资本家。冶金企业转移到苦心经

营、孜孜追求高额利润的资本家手中；资本家之间展开竞争，推动了生产技术的

发展。另一方面，机器、造船等工业的发展又为冶金业开辟了市场和提供了技术

装备。15世纪以前，英国的冶金以及其他生产技术都落后于欧洲大陆。在1640年

以后的250年中，以高炉炼铁、炼钢为主的冶金生产和技术的发展及变革主要发

生在英国。尤其是从1700～1890年，一系列重要的技术发明创造使英国的炼铁、

炼钢工业得到蓬勃发展。这些发明创造在炼铁方面有：公元1709年达比(A.Darb

y)用焦炭代替木炭炼铁成功，使冶金业摆脱了木炭资源(森林)的限制；1828年尼尔

森(J.B.Neilson)采用热风使炼铁焦比降低，生产效率成倍提高。在炼钢方面有：1

740年亨茨曼(B.Huntsman)首次采用坩埚炼钢法生产铸钢件；1856年贝塞麦(H.Bes

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semer)1855年西门子(K.W.Siemens)发明

了蓄热室，1864年