冶金
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冶金、艺术和科学的提取从他们的矿石中提炼金属，并对其进行改造以供使用。冶金学通常是指与实验室方法相对的商业方法。它还涉及金属的化学、物理和原子性质和结构，以及金属结合形成合金的原理。
冶金史
今天金属的使用是大约6500年漫长发展道路的顶峰。人们普遍认为最初所知的金属是黄金，银,铜其中最早的金矿十有八九是在河床的沙子和砾石中发现的金块。这种原生金属因其装饰性和实用性而为人所知并受到赞赏值在之后的部分石器时代．
最早的发展
通过冷锤，黄金可以凝聚成更大的块，但天然铜却不能。迈向金属时代的重要一步是，人们发现铜等金属可以通过熔化和在模具中铸造而成形;已知最早的这种类型的产品是公元4千年在巴尔干地区铸造的铜斧公元前．另一个步骤是发现金属可以从含金属的矿物中回收。这些都是收集来的，可以根据颜色、质地、重量，加热时火焰颜色和气味。明显更大的收益率通过加热天然铜得到氧化矿物质可能导致了冶炼由于这些氧化物很容易被还原成金属在温度超过700°C(1300°F)的木炭床中，作为还原剂，一氧化碳，变得越来越稳定。为了使熔化或熔炼的铜与伴生矿物团聚和分离，有必要引入铁氧化物作为助熔剂。这一进一步的进展可以归因于铜风化上部带中存在氧化铁gossan矿物硫化存款。
青铜
在许多地区，铜砷合金的性能优于铜的铸造和锻造形式，在下一个时期生产。起初这可能是偶然的，因为明亮的绿色铜之间的颜色和火焰颜色相似碳酸盐矿物孔雀石和风化产物等铜砷硫化物矿物如巨辉石，它可能是后来有目的的选择砷化合物根据加热后的大蒜味。
砷含量从1%到7%不等，最高可达3%锡．本质上，含锡量较高的无砷铜合金——换句话说，真正的青铜——似乎出现在3000到2500年间公元前从底格里斯河-幼发拉底河三角洲开始。锡的价值可能是在使用锡矿时发现的，锡矿是铜、铁和锡的混合硫化物，尽管这种矿物不像锡的主要矿物锡石那样广泛获得，锡石一定是金属的最终来源。锡石密度惊人，与毒砂和金一起以卵石形式出现在冲积沉积物中;在上面提到的氧化铁棉中也有一定程度的发生。
虽然在不同的地方可能有一些独立的青铜开发，但最有可能的是青铜文化通过贸易和人口迁移传播中东来埃及，欧洲，而且可能中国．在许多文明中，铜、砷铜和锡青铜的生产同时进行了一段时间。铜砷合金的最终消失是很难解释的。生产可能是基于那些不能广泛获得并变得稀缺的矿物，但锡矿物的相对稀缺性并没有阻止这种金属在相当远的距离进行大规模贸易。可能是由于收缩的机会，锡青铜最终更受青睐砷中毒含砷矿物氧化产生的烟雾。
随着当地风化铜矿的开采，地下较硬的硫化物矿石被开采和冶炼。所涉及的矿物，如黄铜矿，一种铜铁硫化物，需要氧化焙烧去除硫二氧化硫生成氧化铜。这不仅需要更高的冶金技术，而且还氧化了密切相关的铁，再加上氧化铁助熔剂的使用和改进的熔炼炉产生的更强的还原条件，导致青铜中铁含量更高。
铁
两者之间不可能有明显的区别青铜时代和铁器时代．由于使用氧化铁助熔剂和含铁硫化铜矿石，在铜冶炼炉中会产生小块铁。此外，较高的炉温会产生更强的还原条件(也就是说，炉气中一氧化碳含量更高)。在荷兰德伦特省的一条铁轨上发现了一块早期的铁，其年代可以追溯到1350年公元前这个日期通常被认为是该地区的青铜时代中期。在安纳托利亚另一方面，铁早在2000年就开始使用了公元前．在更早的时期，偶尔也有关于铁的文献，但这种物质是由陨石形成的。
一旦在铜冶炼厂中发现的新金属和金属之间建立了联系矿石添加为通量在美国，只生产铁的熔炉的操作自然随之而来。当然，到了1400年公元前在安纳托利亚，铁变得相当重要，到了1200-1000年公元前它被大规模地制成武器，最初是匕首刀片。因此，1200公元前被认为是铁器时代的开始。考古发掘的证据表明，炼铁工艺起源于中国南部的山区黑海该地区由赫梯人统治。后来，这种艺术显然传播到了非利士人，因为1200年就有了粗糙的熔炉公元前在基拉尔出土了许多铁器。
用氧化铁冶炼木炭要求很高温度而且，由于铁在1540°C(2800°F)的熔化温度还不能达到，产物只是一团糊状的金属球和半液体的熔渣。这种产品，后来被称为开花，几乎是不可用的，因为它的存在，但反复加热和热锤消除了大部分的炉渣，创造铁艺这是一种更好的产品。
铁的性质很大程度上受到少量碳的影响，含量低于0.5%时强度就会大幅增加。在当时达到的温度下——大约1200°C(2200°F)——用木炭还原产生了一种几乎纯净的铁，这种铁很软，用于武器和工具的用途有限，但当燃料与矿石的比例增加，炉内牵线随着温度的提高而改善发明更好的波纹管，更多的碳被铁吸收。这就产生了含有不同碳含量的水华和铁制品，因此很难确定铁可能通过渗碳或与过量木炭接触的金属重新加热而被故意强化的时期。
含碳铁还有一个更大的优势，不像青铜和无碳铁，它可以通过淬火而变得更加坚硬。，快速冷却浸在水里。没有证据表明在铁器时代早期使用了这种硬化工艺，所以它当时要么是未知的，要么是不被认为是有利的淬火使铁非常脆，然后必须回火，或在较低温度下重新加热，以恢复韧性。似乎在早期就已经确立的是一种反复的冷漠锻造而且退火在600-700°C(1100 - 1300°F)，一个简单的火灾自然达到的温度。即使在今天，这种做法在非洲的部分地区也很常见。
到1000年公元前铁在中欧开始为人所知。它的使用慢慢地向西传播。炼铁是公平的广泛的在大英国公元55年罗马入侵时公元前．在亚洲，铁在古代也为人所知，在中国大约700年公元前．