我國是世界上最早發(fā)明和使用生鐵的國家。早在春秋（公元前770前476年）、戰(zhàn)國（公元前475前221年）時代，就用生鐵鑄造生產(chǎn)工具和生活用具了。這些早期鐵器一般都是白口鑄鐵，性硬而脆。為了改善它的使用性能，人們發(fā)明了鑄鐵柔化處理，它包括石墨化退火和脫碳退火兩類。

1974年，在洛陽戰(zhàn)國早期灰坑出土了幾件鐵器，分析了其中一件鐵錛、一件鐵鏟，發(fā)現(xiàn)它們都是生鐵鑄成的。鐵錛（ben）銎（qiong）部表層已經(jīng)脫碳，稍里為珠光體組織，中心為白口鑄鐵。鐵鏟表層亦已脫碳，稍里相當于黑心可鍛鑄鐵，在鐵素體基體上分布著發(fā)展得比較充分的團絮狀退火石墨。

據(jù)認為，這種組織是在高溫下、在不同的氣氛中退火得到的。雖然鐵錛的中心還殘留有白口鐵組織，但至少說明在戰(zhàn)國早期我國的鑄鐵柔化處理技術(shù)已經(jīng)萌芽。

戰(zhàn)國中后期和兩漢（公元前206公元220年）是我國古代鋼鐵技術(shù)發(fā)展的重要階段。鑄鐵柔化處理也不斷發(fā)展。

目前已在不少地方出土了戰(zhàn)國中后期處理得較為完全、中心不再殘留著白口組織的鐵器。如圖1所示為河北省易縣燕下都出土的戰(zhàn)國中晚期鐵鋤鑄件，其金相組織基體為珠光體，白條為滲碳體，黑團為絮狀石墨。

西漢以后至南北朝（公元420589年）發(fā)展到了比較成熟的階段，主要表現(xiàn)在以下三個方面：

1、進行柔化處理的器件在數(shù)量和種類上都有發(fā)展。目前在河南、河北、北京、湖北等地都發(fā)現(xiàn)了這類鐵器，分析報導(dǎo)過的計有50件左右，有鐵釜、鐵剪、鐵小刀、鐵笄（ji）、鐵鑿、鐵鐮、鐵錛、鐵镢（jue）、鐵鏵、鐵鏟、鐵板等。目前已分析了12件河南南陽漢代鐵農(nóng)具，其中，11件進行過柔化處理，只有1件是未進行處理的白口鑄鐵。

2、柔化處理器件的質(zhì)量一般比較穩(wěn)定，只有少數(shù)器件的中心殘留著白口組織，有的器件整個斷面都已石墨化，石墨形態(tài)多數(shù)比較典型， 與現(xiàn)代可鍛鑄鐵中的石墨相當，金屬基體有鐵素體，也有珠光體。

這顯然是通過石墨化退火得到的。尤其值得指出的是，在這類石墨化處理器件中，還發(fā)現(xiàn)有球狀石墨。這樣的鐵器目前一共發(fā)現(xiàn)了三件，即鞏縣鐵生溝漢代鐵镢、南陽漢代鐵镢、澠池漢魏鐵斧、其中以鐵生溝的鐵镢石墨最為規(guī)整，見圖2，相當于我國現(xiàn)行的球墨鑄鐵標準一類A級。

有的器件整個斷面都已脫碳成鋼或熟鐵， 基本上沒有或很少有石墨析出，這顯然是經(jīng)過脫碳退火得到的，冶金史工作者通常把這類器物稱為“鑄鐵脫碳鋼”。為了改善鑄鐵脫碳鋼的性能，人們還對它進行過各種不同的加工。如澠池漢魏時代的一些鐵鐮、鐵斧， 在整體脫碳之后又對刃部進行了局部滲碳或鍛打。

3、石墨化退火和脫碳退火兩種工藝在使用上表現(xiàn)出某種不同的傾向性，前者多數(shù)用作農(nóng)器中的镢、鋤、錛等器物，后者多數(shù)用作斧、剪、鐮一類。如澠池漢魏鐵器，經(jīng)分析，有12件進行了柔化處理，有3件為可鍛鑄鐵（即鐵鏟、鐵镢、鐵鏵），有9件為鑄鐵脫碳鋼（即7件斧、1件鐮、1件鐵鏵樺）。而鐵斧、鐵范、軸承一類生產(chǎn)工具和生活用具則多用白口鑄鐵，不作柔化處理。

漢魏鐵器【農(nóng)具鐵犁】

南北朝以后，除犁鏵一類器物之外，多數(shù)手工業(yè)工具、農(nóng)具大都用鋼料制作了，鑄鐵在生產(chǎn)中的顯要地位削弱，鑄鐵柔化處理也就逐漸失去了它的重要性。目前尚無法證明它是否失傳。但十分明顯，若沒有鑄鐵柔化處理技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)國、兩漢時期的鐵器使用絕沒有那樣廣泛。

在國外，白心可鍛鑄鐵是1722年法國人發(fā)明的，黑心可鍛鑄鐵是1826年美國人發(fā)明的， 比我國晚了兩千年左右。

關(guān)于鑄鐵的一些相關(guān)知識

可鍛鑄鐵：也叫作展性鑄鐵或韌性鑄鐵。由白口鑄鐵經(jīng)過石墨化退火（可鍛化退火）后使石墨呈絮狀的鑄鐵。其化學(xué)成分(％)通常為：C2.2～2.8，Si1.2～1.8，Mn0.4～1.2，P≤0.1，S≤0.20。由于具有一定的塑性和韌性，所以稱“可鍛鑄鐵”。其實并不能直接進行鍛造加工?？慑戣T鐵有白心和黑心兩種。

白心可鍛鑄鐵（(white heart malleable cast iron)

將白口鑄鐵在氧化介質(zhì)(如鐵鱗、煉鋼爐渣等)中密封退火，使其中的碳擴散到表面被氧化脫除，使鑄件組織和含碳量與鋼相近，其斷口呈白色，故名。它的塑性和韌性差，可鍛化退火時間長，較少應(yīng)用。其抗拉強度約為350～450MPa。

黑心可鍛(white heart malleable cast iron)

是在非氧化性氣氛下進行可鍛化退火，使鑄件中滲碳體發(fā)生分解，形成絮狀石墨，其斷口心部呈暗黑色，周邊脫碳呈灰白色，故名黑心可鍛鑄鐵。退火工藝視所要求的基體組織而定。如要求基體為鐵素體，則用兩階段可鍛化退火：第一階段在950℃左右保溫;第二階段在700～750℃保溫。如要求基體為珠光體，則只用第一階段。以鐵素體為基體的黑心可鍛鑄鐵強度和塑性較高，多用來制作承受沖擊、震動和扭轉(zhuǎn)負荷的零件，如汽車后橋和彈簧支架、低壓閥門、管接頭、工具扳手等。以珠光體為基體的黑心可鍛鑄鐵的塑性差，雖有高的強度，但應(yīng)用較少。

詳情可參閱國家標準《GBT9440-2010 可鍛鑄鐵件》的規(guī)定。

白口鑄鐵：碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。凝固時收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。

灰口鑄鐵：含碳量較高（2.7%～4.0%），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。熔點低（1145～1250℃），凝固時收縮量小，抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好。由于片狀石墨存在，故耐磨性好。鑄造性能和切削加工較好。用于制造機床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。

球墨鑄鐵：將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。碳全部或大部分以自由狀態(tài)的球狀石墨存在，斷口成銀灰色。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用于制造內(nèi)燃機、汽車零部件及農(nóng)機具等。

蠕墨鑄鐵：將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得，析出的石墨呈蠕蟲狀。力學(xué)性能與球墨鑄鐵相近，鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。

合金鑄鐵件：普通鑄鐵加入適量合金元素（如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等）獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化，從而具有相應(yīng)的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機械和儀器、儀表等的零部件。