学党史做科普丨 这力量是铁，这力量是钢《钢铁就是力量》

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温歌词

团结就是力量 团结就是力量

这力量是铁 这力量是钢

比铁还硬 比钢还强

向着法西斯蒂开火

让一切不民主的制度死亡

向着太阳 向着自由 向着新中国

发出万丈光芒

1943年6月，正是抗日战争最紧张、最残酷，生活最艰苦、最困难的时期。在晋察冀边区平山县黄泥区的一个村庄里，为了反抗日军在边区实行的“烧光、杀光、抢光”的三光政策。西北战地服务团根据边区总部署组成了两个队，深入到河北平山和山西繁峙的广大农村参加斗争。其中，平山队正是由牧红和卢肃两位同志负责。牧红和卢肃是延安鲁迅艺术文学院同学，又是江苏徐州的同乡。虽然才二十六七岁的年纪，但已经积累了丰富的敌后群众动员经验。当时平山县的农民，除了要防范日军的烧杀抢掠，还要面对当地地主的高租息，生活十分艰苦。为了保卫麦收，完成对敌抢粮作战的任务，牧红和卢肃带领的平山队白天一个村一个村的巡回演出和宣传，晚上还参与当地减租减息的斗争。为了配合这场艰巨的斗争，鼓舞广大农民团结起来，牧红和卢肃一起在三、四天的时间之内，突击创作了小型歌剧《团结就是力量》。这首经典名曲，正是歌剧的幕终曲。

这力量是铁，这力量是钢，那钢铁是如何炼成的？又是怎样变得更硬更强的呢？伴随着耳边回荡的旋律，让我们一起认识钢铁这个生活中最常见的材料。

学知识

一、什么是钢，什么是铁？

生活中所用的铁，通常都是由铁矿石开采后炼制而成。这些制作成各种器具的铁都不是单纯的铁元素，而是由铁、碳和少量其他元素混合而成。含碳量少于0.02%的铁，叫做熟铁；含碳量大于2%的铁，叫作生铁。只有含碳量介于0.02%-2%之间的，才叫作钢。把碳含量区分得如此精细，显然碳的多少，对于铁的性能来说，扮演着至关重要的角色。

首先，来看看含碳量大于2%的生铁。它通常是由铁矿石直接冶炼而成，含碳量高，还会有一些硅、锰、硫、磷等杂质。这些物质使得生铁虽然很坚硬，但强度不高，容易碎裂。这种形态和门窗上的玻璃比较类似，当受到猛烈撞击时，就会直接碎成好几块。现代生活中很少有物品是由生铁做成的，但还是有一种比较常见，那就是炒菜用的生铁锅。生铁锅比较沉，通常空锅就有七八斤重，拿在手上非常有质感，和钢锅相比，它传导炉热比较均匀，锅热得慢，凉得也慢。

熟铁是把生铁继续提炼，除掉其中过多的碳和一些其他杂质获得，这样铁元素的含量就比较高，比较接近纯铁。在硬度和强度上熟铁的性能就正好与生铁相反，它硬度低，但韧性较高，也就更容易变形而不是碎裂，它在生活上应用得比生铁更少。

可见，不论是生铁还是熟铁，它们一个硬度高但强度差，一个强度高但硬度差，在实际生活中都很难应用。那么，人们需要硬度比熟铁高，强度比生铁好的铁材料，这就需要把铁的含碳量控制在生铁和熟铁之间，也就是说在介于0.02%-2%之间，这种应用最广泛的材料就被称作钢。

二、千锤百炼成好钢

炉火烧得正旺，把铁块从炉火中夹出来的时候，这块铁被高温烧得通红。火炉的旁边站着个壮汉，只见他四肢结实有力，左手拿着铁夹夹住烧红的铁具，右手抡起大锤对着这个铁具反复敲打，叮叮当当没完没了。在许多经典的历史片和武侠片中，只要是出现铁匠的地方，我们总能看到刚才描述的场景。他们只是在把铁块敲打成想要的样子吗？其实事情并没有我们想象的那么简单。

古人将铁矿石放在木炭中燃烧，由于木炭不完全燃烧会产生大量一氧化碳，一氧化碳的还原性能将铁矿石中的氧化铁还原成铁。但古代的炼炉温度比较低，不能使铁完全熔化成液态，得到的是质地比较疏松的块炼铁。块炼铁是一种海绵状固体，里面有许多孔洞，其中杂质多，含碳低，质地比较软，实用价值并不高。那么怎样才能提高这种块炼铁的硬度呢？后来发现，将块炼铁加热后经过反复锻打，就能让铁元素变得更加致密，还能把其他杂质给“挤”出来。通过这种方法，就可以制作一些农具比如锄头、铁锹之类。但如果是要制作战场上用的刀剑，硬度还是不够。

前文中提到过，要增加硬度，就要在铁中增加适量的碳。虽然古人并不知道其中的原理，但他们发现，把铁在炭火中反复加热反复锻打，就能进一步增加硬度。因为炉火中的少许碳元素会进入铁中，铁的性能发生了变化。这时候，打造出的刀剑已经不是原来的铁剑，而是含碳量适中的一把钢刀了。

三、注入灵魂——淬火

传说战国时期，楚王命干将给他炼剑，干将百炼不成，最后他的妻子莫邪跳入铸剑炉中，以自己的血肉熔化了采自五山六合的金铁之精，进行了一次人血淬火，才得到了两把绝世名剑。干将莫邪的故事虽然是神话传说，但它对淬火工艺的阐述，却也不算太过夸大。

真正的古法淬火，是将锻打好的刀剑再次加热烧红，然后突然将其插入冷却剂中快速冷却。通过这一热胀冷缩的过程，在不改变本身宏观外形的前提下，让刀剑表面的铁元素重新排列，得到硬度更高，韧性更好的表面机械性能。这一步非常关键，铁匠必须对刀胚的温度，冷却剂的特性和时间的把控都做到心中有数。如果淬火时间不够，刀锋就不够硬，容易卷刃；如果淬火过头，则刀锋变脆，使用过程中刀口容易崩裂。而这一步最大的难点在于，成败只有一次。这就对铁匠产生了巨大的考验，无怪乎人们说，淬火是刀剑性能好坏的灵魂所在。

最早的时候，铁匠直接用冷却能力比较强又容易得到的水进行淬火。渐渐的，人们开始意识到水质对性能会产生影响。三国时期蜀国名将姜维就在《蒲元别传》中记载道：“汉水钝弱，不任淬用，蜀江爽烈，是谓大金之元精。”说的是蜀国工匠蒲元为了给诸葛亮铸造三千把军刀，命人去成都取水，因为汉中地区的涪江水是软水，不适合用来淬火；而蜀江（岷江）的水很爽烈，是金属的精气所聚。到了南北朝时期，铁匠们更是不满足于拿水做冷却剂。各种盐、碱、动物油脂甚至尿液，只要是能想到的都被铁匠们拿去尝试，古人不了解现代化学和材料科学，难免会产生给刀剑注入灵魂的思想，在民间流传的神话故事中以人祭剑就不足为奇了。

走四方

现代的科技飞速发展，钢铁冶炼技术也突飞猛进，那么人们日常生活中使用的钢是怎么冶炼出来的呢？其实，炼钢的原理并没有改变，只是现代的机械设备和工艺已经日新月异了。

现代的炼钢厂将铁矿石研磨烧结成小颗粒矿石，再将这些铁矿石放入高炉与焦炭一起高温燃烧，通过一氧化碳还原氧化铁，铁元素就被分离出来了，这时就获得了碳含量大约4%的液态生铁。除去炉渣等杂质后，这些液态生铁被注入到氧气转炉中。炉中大量的氧气与碳反应生成二氧化碳，就除去了液态生铁中绝大部分的碳，出炉的已经是含碳量0.1%的碳素钢水了。接着，将钢水注入精炼炉中，根据需求，通过计算机控制，在其中加入其他元素，有时候为了提高硬度也会重新加入碳。通过这几个步骤，就得到了想要的含碳量比例的钢了。但是，到这一步还没完，精炼出来的钢坯还要进行多次的轧钢。轧钢就是用机器将钢坯压制或挤压成想要的形状。这个工序就好像古代锻打一样，让钢内部的铁元素变得更加紧致，提高性能。

现代的淬火技术也广泛应用于机械制造工艺中。机械中的重要零件，汽车、飞机甚至火箭上用到的钢件几乎都要经过淬火处理。为了满足各种钢件的具体需求，淬火技术也是千差万别。比如，可以按照不同部位进行淬火，按照冷却要求进行分级淬火，淬火的步骤和温度都能更加精确的控制。淬火用的冷却液也各有不同，常用的冷却介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。

做总结

钢铁并不是从开采出来就有如此高的强度和硬度，它必将经历炙烤、锻打和淬炼，让微观上每一个铁原子和碳原子都能致密地排列在一起，彼此相互作用力叠加，才能表达出如此强硬的宏观属性。

中国人民在党的领导下逐渐脱贫致富，赶走了野蛮掠夺的侵略者，亲手创造了更加美好的新时代。未来，依然有更加艰巨和伟大的使命等待着中国人民共同去完成。不论是高科技产业创新，还是建设美丽新农村；不论是达到新的经济发展目标，还是生态文明建设。都不是一小撮人能够完成的，它更需要全国每个民族、每个人都能团结起来，形成一股时代发展的新力量。

正如习近平总书记在2021年2月8日给《团结就是力量》这首歌的发源地，河北省平山县西柏坡镇北庄村全体党员的回信中说的：“团结就是力量，这力量是铁，这力量是钢。中国共产党百年史是一部团结带领人民为美好生活共同奋斗的历史，西柏坡的干部群众对此体会更深。在全面建设社会主义现代化国家新征程上，希望你们坚决响应党中央号召，充分发挥先锋模范作用，把乡亲们更好团结起来、凝聚起来，心往一处想，劲往一处使，让日子过得越来越红火。”

作者：

湖南一起分类网络科技有限公司  万程鹏

指导老师：

徐海教授 

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