這是我們探索《冰與火之歌》的物質(zhì)世界的第二篇文章,我們對(duì)它更熟悉,即《權(quán)力的游戲》。狼人,海妖,獵鷹,雄鹿,獅子,玫瑰和鱒魚(yú)–與東方的三只龍不相稱(chēng)。他們一個(gè)接一個(gè)地跪在新國(guó)王和他妹妹的妻子面前。那些沒(méi)有付出的人,付出了生命和榮譽(yù)。藏在哈倫哈爾(Harrenhal)的鐵人王(Ironborn)的傲慢自大,當(dāng)墻壁因黑恐懼(Black Dread)的氣息而變得熾熱時(shí),被活活烘烤。即使在今天,在一個(gè)安靜的月夜,也可以聽(tīng)到國(guó)王和他兒子的哀號(hào),燒焦的尸體在融化的石頭上移動(dòng)。龍是三只:瓦格(Vhagar)是最小的,但是她的火可以融化盔甲。銀鱗的梅拉克斯可以吞下整匹馬。然后是黑恐懼戰(zhàn)神巴萊里安(Balerion),其陰影籠罩了整個(gè)村莊,甚至使恐懼籠罩在騎士的心中。征服者埃貢(Eegon)成為所有人在狹海之西的統(tǒng)治者后,他命令他的將領(lǐng)Baratheon家族的奧里斯(Orys of House Baratheon)將他的敵人的一千把劍帶到他的新首都Red Keep。在那兒,巴列里翁的氣息使他們進(jìn)入了鐵王座維斯特洛的終極權(quán)力寶座。HBO系列構(gòu)想的寶座幾乎沒(méi)有兩百多把劍。根據(jù)系列創(chuàng)作者George RR Martin的說(shuō)法,概念藝術(shù)家馬克·西蒙內(nèi)蒂(Marc Simonetti)構(gòu)思了最適合他心意的寶座。下圖顯示了這種高聳的怪獸,捕捉了如何將一千把劍排列成類(lèi)似寶座的東西,而寶座可能被火融合。圖1:馬克·西蒙內(nèi)蒂[1]構(gòu)想的鐵王座。HBO系列構(gòu)想的寶座幾乎沒(méi)有兩百多把劍。根據(jù)系列創(chuàng)作者George RR Martin的說(shuō)法,概念藝術(shù)家馬克·西蒙內(nèi)蒂(Marc Simonetti)構(gòu)思了最適合他心意的寶座。如上圖所示,這種高聳的怪獸捕捉了如何將一千把劍排列成類(lèi)似寶座的東西,可以用火融合。在傳達(dá)真正的權(quán)威感的同時(shí),這款碩大的野獸對(duì)于電影背景而言顯然過(guò)于繁瑣和昂貴,這可能就是為什么HBO選擇此處顯示的馴獸版的原因:鐵行星盡管鐵在當(dāng)今世界上是一種平凡的材料,但在我們的許多歷史中,鐵都受到很高的重視。地球上發(fā)現(xiàn)的唯一純鐵來(lái)自隕石,隕石從天上掉下來(lái),設(shè)法以某種方式保存下來(lái)直到發(fā)現(xiàn)。這種“天體”鐵在古代很有價(jià)值。在埃及法老圖坦卡蒙的木乃伊中發(fā)現(xiàn)了由隕鐵制成的鐵匕首,其歷史可追溯到公元前1300年。實(shí)際上,在鐵器時(shí)代(大約公元前1000年)開(kāi)始之前,僅發(fā)現(xiàn)了約一百種鐵器物。具有諷刺意味的是,地球是一個(gè)鐵行星。按質(zhì)量計(jì)算,地球上大約有32%是鐵。地球的外核是液態(tài)鐵的旋渦海洋,而內(nèi)核是結(jié)晶鐵的固體球體。圖3:鐵礦石是從中提取金屬鐵的巖石和礦物。礦石通常富含氧化鐵,可以是深灰色,亮黃色或深紫色至生銹的紅色。在表面上,最常見(jiàn)的是與氧氣或硅結(jié)合使用的多亞胺元素。但是,鐵冶煉(從這些礦石中分離出純鐵)需要非常高的溫度,超過(guò)1500°C。通過(guò)比較,銅的熔點(diǎn)為1084℃,并在950℃下的青銅。沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的窯爐,工業(yè)規(guī)模的鐵提取是一項(xiàng)重大的技術(shù)挑戰(zhàn),只有在18世紀(jì)和19世紀(jì)才能解決。碳,鐵及其致密化學(xué)鐵冶金學(xué)從理論上講很簡(jiǎn)單:從氧化鐵中除去氧氣以獲得純鐵。通過(guò)添加碳可以去除氧氣,這些碳可能來(lái)自木材,木炭,焦炭或用于燃燒爐子的任何材料。但是,微小的碳原子也很容易擠入鐵的微觀結(jié)構(gòu)中-尤其是在高溫下,如窯內(nèi)的高溫。結(jié)果是早期冶金鐵的碳含量高。更糟糕的是,直到幾百年前,沒(méi)有人知道足夠的化學(xué)反應(yīng)來(lái)了解正在發(fā)生的事情,因此碳的含量隨礦石的類(lèi)型,燃料的類(lèi)型,窯的性質(zhì),提取的地點(diǎn),濕度等這是一個(gè)大問(wèn)題,因?yàn)榫拖袼械柠}一樣,極少量的碳會(huì)極大地改變所得鐵的性質(zhì)。純鐵是一種相對(duì)柔軟的材料,具有延展性和延性。用這種材料制成的刀,劍和農(nóng)具容易變形,幾乎沒(méi)有用。改善這種材料性能的一種方法是在提取后反復(fù)對(duì)其進(jìn)行錘打。這種加工(或鍛造)鐵要堅(jiān)硬得多,并且在鋼鐵出現(xiàn)之前,曾經(jīng)是建造軍艦和鐵路的首選材料。甲碳的高量-超過(guò)2% -使鐵非常堅(jiān)韌。這些刀和劍根本不彎曲。但是,它們易碎并且在撞擊時(shí)會(huì)破碎,就像在龍玻璃上的白色助行器一樣。它們?cè)陬A(yù)計(jì)不會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度沖擊的地方(例如在建設(shè)公園的長(zhǎng)椅,花園家具等)中很有用。這種鐵易于模制或鑄造,因此被稱(chēng)為鑄鐵。圖4:鐵的性質(zhì)根據(jù)碳含量而急劇變化。鋼的碳含量為0.08%至2%。鋼鐵是鐵,碳含量介于這兩個(gè)極端之間。當(dāng)碳含量小于2%時(shí),碳原子發(fā)現(xiàn)自己緊貼在鐵的晶胞內(nèi)的角落中,從而形成具有強(qiáng)度和柔韌性的均勻的微觀結(jié)構(gòu)。今天,它是世界上最常見(jiàn)的建筑材料,每年生產(chǎn)超過(guò)10億噸。不生銹的鐵鐵的最著名的特性也許是它會(huì)生銹?;瘜W(xué)上,鐵銹是由氧的作用形成的鐵的水合氧化物。大多數(shù)金屬會(huì)形成氧化物。氧化鐵的問(wèn)題在于它比純鐵占有更多的體積,導(dǎo)致其像加熱的爆米花一樣膨脹并剝落。隨著時(shí)間的流逝,鐵可能會(huì)像一些枯萎的小麥一樣完全消失。通過(guò)添加大量的鉻(大約11%),各種稱(chēng)為“不銹鋼”的鋼克服了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)暴露在空氣中時(shí),鉻變成粘在鐵表面的氧化鉻透明涂層。該惰性層保護(hù)下面的金屬免受進(jìn)一步腐蝕。無(wú)銹鐵甚至在古代就已廣為人知,盡管經(jīng)常是偶然發(fā)現(xiàn)卻從未以重大方式流行。印度德里的鐵柱就是一個(gè)很好的例子。這座柱高7.2米,直徑41厘米,重6,000公斤,自至少公元400年以來(lái)一直屹立不倒。沒(méi)有人知道調(diào)試的確切時(shí)間,因此支柱可能比這更舊。鐵柱中的神奇成分是磷,磷可導(dǎo)致形成磷酸氫鹽水合物的鈍化層,從而防止進(jìn)一步腐蝕。像鐵王座一樣,鐵支柱是通過(guò)將不同的鍛鐵塊加熱在一起并將它們打成單一材料而制成的,這一過(guò)程稱(chēng)為鍛造焊接。圖6:德里Qutub大樓的鐵柱。龍火鐵是一種堅(jiān)韌的金屬,特別是如果要鍛造或熔化時(shí),可以使用。需要高溫和高強(qiáng)度的勞動(dòng)。因此,鐵王座的起源使我們對(duì)龍火的特性有了相當(dāng)有趣的認(rèn)識(shí)。要融化鐵劍,Balerion的著火溫度必須超過(guò)1300°C!GoT的傳說(shuō)認(rèn)為,龍火是從龍嘴中不同管中噴出的兩種不同化學(xué)物質(zhì)匯聚而成的。這些化學(xué)品本身是無(wú)害的,但結(jié)合起來(lái)會(huì)形成爆炸性混合物,導(dǎo)致鐵水起火。真是太糟糕了,我們?cè)诘厍蛏蠜](méi)有火,也沒(méi)有生火的龍。但是,過(guò)去,熱和鐵結(jié)合在一起以制造同樣致命的破壞性武器。中世紀(jì)歐洲,近東,印度,中國(guó)和日本的劍在大小戰(zhàn)中共同奪走了成千上萬(wàn)的生命。當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為這些劍不僅是用鐵做成的,而且是用魔術(shù)做成的。今天,有了科學(xué)的了解,我們可以看到它們確實(shí)是由魔術(shù)制成的,而是由精確控制的微觀結(jié)構(gòu)和人類(lèi)發(fā)明創(chuàng)造的魔術(shù)組成的。
這是我們探索《冰與火之歌》的物質(zhì)世界的第二篇文章,我們對(duì)它更熟悉,即《權(quán)力的游戲》。
狼人,海妖,獵鷹,雄鹿,獅子,玫瑰和鱒魚(yú)–與東方的三只龍不相稱(chēng)。他們一個(gè)接一個(gè)地跪在新國(guó)王和他妹妹的妻子面前。那些沒(méi)有付出的人,付出了生命和榮譽(yù)。藏在哈倫哈爾(Harrenhal)的鐵人王(Ironborn)的傲慢自大,當(dāng)墻壁因黑恐懼(Black Dread)的氣息而變得熾熱時(shí),被活活烘烤。即使在今天,在一個(gè)安靜的月夜,也可以聽(tīng)到國(guó)王和他兒子的哀號(hào),燒焦的尸體在融化的石頭上移動(dòng)。
龍是三只:
瓦格(Vhagar)是最小的,但是她的火可以融化盔甲。
銀鱗的梅拉克斯可以吞下整匹馬。
然后是黑恐懼戰(zhàn)神巴萊里安(Balerion),其陰影籠罩了整個(gè)村莊,甚至使恐懼籠罩在騎士的心中。
征服者埃貢(Eegon)成為所有人在狹海之西的統(tǒng)治者后,他命令他的將領(lǐng)Baratheon家族的奧里斯(Orys of House Baratheon)將他的敵人的一千把劍帶到他的新首都Red Keep。在那兒,巴列里翁的氣息使他們進(jìn)入了鐵王座維斯特洛的終極權(quán)力寶座。
HBO系列構(gòu)想的寶座幾乎沒(méi)有兩百多把劍。根據(jù)系列創(chuàng)作者George RR Martin的說(shuō)法,概念藝術(shù)家馬克·西蒙內(nèi)蒂(Marc Simonetti)構(gòu)思了最適合他心意的寶座。下圖顯示了這種高聳的怪獸,捕捉了如何將一千把劍排列成類(lèi)似寶座的東西,而寶座可能被火融合。
圖1:馬克·西蒙內(nèi)蒂[1]構(gòu)想的鐵王座。
HBO系列構(gòu)想的寶座幾乎沒(méi)有兩百多把劍。根據(jù)系列創(chuàng)作者George RR Martin的說(shuō)法,概念藝術(shù)家馬克·西蒙內(nèi)蒂(Marc Simonetti)構(gòu)思了最適合他心意的寶座。如上圖所示,這種高聳的怪獸捕捉了如何將一千把劍排列成類(lèi)似寶座的東西,可以用火融合。
在傳達(dá)真正的權(quán)威感的同時(shí),這款碩大的野獸對(duì)于電影背景而言顯然過(guò)于繁瑣和昂貴,這可能就是為什么HBO選擇此處顯示的馴獸版的原因:
盡管鐵在當(dāng)今世界上是一種平凡的材料,但在我們的許多歷史中,鐵都受到很高的重視。地球上發(fā)現(xiàn)的唯一純鐵來(lái)自隕石,隕石從天上掉下來(lái),設(shè)法以某種方式保存下來(lái)直到發(fā)現(xiàn)。這種“天體”鐵在古代很有價(jià)值。在埃及法老圖坦卡蒙的木乃伊中發(fā)現(xiàn)了由隕鐵制成的鐵匕首,其歷史可追溯到公元前1300年。實(shí)際上,在鐵器時(shí)代(大約公元前1000年)開(kāi)始之前,僅發(fā)現(xiàn)了約一百種鐵器物。
具有諷刺意味的是,地球是一個(gè)鐵行星。按質(zhì)量計(jì)算,地球上大約有32%是鐵。地球的外核是液態(tài)鐵的旋渦海洋,而內(nèi)核是結(jié)晶鐵的固體球體。
圖3:鐵礦石是從中提取金屬鐵的巖石和礦物。礦石通常富含氧化鐵,可以是深灰色,亮黃色或深紫色至生銹的紅色。
在表面上,最常見(jiàn)的是與氧氣或硅結(jié)合使用的多亞胺元素。但是,鐵冶煉(從這些礦石中分離出純鐵)需要非常高的溫度,超過(guò)1500°C。通過(guò)比較,銅的熔點(diǎn)為1084℃,并在950℃下的青銅。沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的窯爐,工業(yè)規(guī)模的鐵提取是一項(xiàng)重大的技術(shù)挑戰(zhàn),只有在18世紀(jì)和19世紀(jì)才能解決。
鐵冶金學(xué)從理論上講很簡(jiǎn)單:從氧化鐵中除去氧氣以獲得純鐵。通過(guò)添加碳可以去除氧氣,這些碳可能來(lái)自木材,木炭,焦炭或用于燃燒爐子的任何材料。但是,微小的碳原子也很容易擠入鐵的微觀結(jié)構(gòu)中-尤其是在高溫下,如窯內(nèi)的高溫。
結(jié)果是早期冶金鐵的碳含量高。更糟糕的是,直到幾百年前,沒(méi)有人知道足夠的化學(xué)反應(yīng)來(lái)了解正在發(fā)生的事情,因此碳的含量隨礦石的類(lèi)型,燃料的類(lèi)型,窯的性質(zhì),提取的地點(diǎn),濕度等
這是一個(gè)大問(wèn)題,因?yàn)榫拖袼械柠}一樣,極少量的碳會(huì)極大地改變所得鐵的性質(zhì)。
純鐵是一種相對(duì)柔軟的材料,具有延展性和延性。用這種材料制成的刀,劍和農(nóng)具容易變形,幾乎沒(méi)有用。
改善這種材料性能的一種方法是在提取后反復(fù)對(duì)其進(jìn)行錘打。這種加工(或鍛造)鐵要堅(jiān)硬得多,并且在鋼鐵出現(xiàn)之前,曾經(jīng)是建造軍艦和鐵路的首選材料。
甲碳的高量-超過(guò)2% -使鐵非常堅(jiān)韌。這些刀和劍根本不彎曲。但是,它們易碎并且在撞擊時(shí)會(huì)破碎,就像在龍玻璃上的白色助行器一樣。它們?cè)陬A(yù)計(jì)不會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度沖擊的地方(例如在建設(shè)公園的長(zhǎng)椅,花園家具等)中很有用。這種鐵易于模制或鑄造,因此被稱(chēng)為鑄鐵。
圖4:鐵的性質(zhì)根據(jù)碳含量而急劇變化。鋼的碳含量為0.08%至2%。
鋼鐵是鐵,碳含量介于這兩個(gè)極端之間。當(dāng)碳含量小于2%時(shí),碳原子發(fā)現(xiàn)自己緊貼在鐵的晶胞內(nèi)的角落中,從而形成具有強(qiáng)度和柔韌性的均勻的微觀結(jié)構(gòu)。今天,它是世界上最常見(jiàn)的建筑材料,每年生產(chǎn)超過(guò)10億噸。
鐵的最著名的特性也許是它會(huì)生銹?;瘜W(xué)上,鐵銹是由氧的作用形成的鐵的水合氧化物。大多數(shù)金屬會(huì)形成氧化物。氧化鐵的問(wèn)題在于它比純鐵占有更多的體積,導(dǎo)致其像加熱的爆米花一樣膨脹并剝落。隨著時(shí)間的流逝,鐵可能會(huì)像一些枯萎的小麥一樣完全消失。
通過(guò)添加大量的鉻(大約11%),各種稱(chēng)為“不銹鋼”的鋼克服了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)暴露在空氣中時(shí),鉻變成粘在鐵表面的氧化鉻透明涂層。該惰性層保護(hù)下面的金屬免受進(jìn)一步腐蝕。
無(wú)銹鐵甚至在古代就已廣為人知,盡管經(jīng)常是偶然發(fā)現(xiàn)卻從未以重大方式流行。
印度德里的鐵柱就是一個(gè)很好的例子。這座柱高7.2米,直徑41厘米,重6,000公斤,自至少公元400年以來(lái)一直屹立不倒。沒(méi)有人知道調(diào)試的確切時(shí)間,因此支柱可能比這更舊。
鐵柱中的神奇成分是磷,磷可導(dǎo)致形成磷酸氫鹽水合物的鈍化層,從而防止進(jìn)一步腐蝕。像鐵王座一樣,鐵支柱是通過(guò)將不同的鍛鐵塊加熱在一起并將它們打成單一材料而制成的,這一過(guò)程稱(chēng)為鍛造焊接。
圖6:德里Qutub大樓的鐵柱。
鐵是一種堅(jiān)韌的金屬,特別是如果要鍛造或熔化時(shí),可以使用。需要高溫和高強(qiáng)度的勞動(dòng)。因此,鐵王座的起源使我們對(duì)龍火的特性有了相當(dāng)有趣的認(rèn)識(shí)。要融化鐵劍,Balerion的著火溫度必須超過(guò)1300°C!
GoT的傳說(shuō)認(rèn)為,龍火是從龍嘴中不同管中噴出的兩種不同化學(xué)物質(zhì)匯聚而成的。這些化學(xué)品本身是無(wú)害的,但結(jié)合起來(lái)會(huì)形成爆炸性混合物,導(dǎo)致鐵水起火。
真是太糟糕了,我們?cè)诘厍蛏蠜](méi)有火,也沒(méi)有生火的龍。但是,過(guò)去,熱和鐵結(jié)合在一起以制造同樣致命的破壞性武器。中世紀(jì)歐洲,近東,印度,中國(guó)和日本的劍在大小戰(zhàn)中共同奪走了成千上萬(wàn)的生命。
當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為這些劍不僅是用鐵做成的,而且是用魔術(shù)做成的。今天,有了科學(xué)的了解,我們可以看到它們確實(shí)是由魔術(shù)制成的,而是由精確控制的微觀結(jié)構(gòu)和人類(lèi)發(fā)明創(chuàng)造的魔術(shù)組成的。
上一篇:(鋼鐵是怎樣練成的)讀書(shū)筆記
下一篇:汽車(chē)行業(yè)鋼鐵使用趨勢(shì)
最新文章:
> JG4010高溫合金材料分析2024-11-15
> JG4006E高溫合金材料分析2024-11-15
> JG4006A高溫合金材料分析2024-11-15
> JG4006高溫合金材料分析2024-11-15
> JG1302高溫合金材料分析2024-11-15
> JG1301高溫合金材料分析2024-11-15
相關(guān)文章:
> SUS430合金:一種高性能不銹鋼2024-11-05
> SUS410不銹鋼:高性?xún)r(jià)比鐵素體不銹鋼的全面解析2024-11-04
> SUS409L不銹鋼:高性能耐腐蝕與經(jīng)濟(jì)型材料的全面解析2024-11-04
> S32304不銹鋼:雙相耐腐蝕的鋼鐵2024-11-02
> 2304不銹鋼:高強(qiáng)度與耐腐蝕性2024-10-30
> 1.4961不銹鋼:高性能材料的全面解析2024-10-29