我国是世界上最早发明和使用生铁的国家。早在春秋（公元前770前476年）、战国（公元前475前221年）时代，就用生铁铸造生产工具和生活用具了。这些早期铁器一般都是白口铸铁，性硬而脆。为了改善它的使用性能，人们发明了铸铁柔化处理，它包括石墨化退火和脱碳退火两类。

1974年，在洛阳战国早期灰坑出土了几件铁器，分析了其中一件铁锛、一件铁铲，发现它们都是生铁铸成的。铁锛（ben）銎（qiong）部表层已经脱碳，稍里为珠光体组织，中心为白口铸铁。铁铲表层亦已脱碳，稍里相当于黑心可锻铸铁，在铁素体基体上分布着发展得比较充分的团絮状退火石墨。

据认为，这种组织是在高温下、在不同的气氛中退火得到的。虽然铁锛的中心还残留有白口铁组织，但至少说明在战国早期我国的铸铁柔化处理技术已经萌芽。

战国中后期和两汉（公元前206公元220年）是我国古代钢铁技术发展的重要阶段。铸铁柔化处理也不断发展。

目前已在不少地方出土了战国中后期处理得较为完全、中心不再残留着白口组织的铁器。如图1所示为河北省易县燕下都出土的战国中晚期铁锄铸件，其金相组织基体为珠光体，白条为渗碳体，黑团为絮状石墨。

西汉以后至南北朝（公元420589年）发展到了比较成熟的阶段，主要表现在以下三个方面：

1、进行柔化处理的器件在数量和种类上都有发展。目前在河南、河北、北京、湖北等地都发现了这类铁器，分析报导过的计有50件左右，有铁釜、铁剪、铁小刀、铁笄（ji）、铁凿、铁镰、铁锛、铁镢（jue）、铁铧、铁铲、铁板等。目前已分析了12件河南南阳汉代铁农具，其中，11件进行过柔化处理，只有1件是未进行处理的白口铸铁。

2、柔化处理器件的质量一般比较稳定，只有少数器件的中心残留着白口组织，有的器件整个断面都已石墨化，石墨形态多数比较典型， 与现代可锻铸铁中的石墨相当，金属基体有铁素体，也有珠光体。

这显然是通过石墨化退火得到的。尤其值得指出的是，在这类石墨化处理器件中，还发现有球状石墨。这样的铁器目前一共发现了三件，即巩县铁生沟汉代铁镢、南阳汉代铁镢、渑池汉魏铁斧、其中以铁生沟的铁镢石墨最为规整，见图2，相当于我国现行的球墨铸铁标准一类A级。

有的器件整个断面都已脱碳成钢或熟铁， 基本上没有或很少有石墨析出，这显然是经过脱碳退火得到的，冶金史工作者通常把这类器物称为“铸铁脱碳钢”。为了改善铸铁脱碳钢的性能，人们还对它进行过各种不同的加工。如渑池汉魏时代的一些铁镰、铁斧， 在整体脱碳之后又对刃部进行了局部渗碳或锻打。

3、石墨化退火和脱碳退火两种工艺在使用上表现出某种不同的倾向性，前者多数用作农器中的镢、锄、锛等器物，后者多数用作斧、剪、镰一类。如渑池汉魏铁器，经分析，有12件进行了柔化处理，有3件为可锻铸铁（即铁铲、铁镢、铁铧），有9件为铸铁脱碳钢（即7件斧、1件镰、1件铁铧桦）。而铁斧、铁范、轴承一类生产工具和生活用具则多用白口铸铁，不作柔化处理。

汉魏铁器【农具铁犁】

南北朝以后，除犁铧一类器物之外，多数手工业工具、农具大都用钢料制作了，铸铁在生产中的显要地位削弱，铸铁柔化处理也就逐渐失去了它的重要性。目前尚无法证明它是否失传。但十分明显，若没有铸铁柔化处理技术的发展，战国、两汉时期的铁器使用绝没有那样广泛。

在国外，白心可锻铸铁是1722年法国人发明的，黑心可锻铸铁是1826年美国人发明的， 比我国晚了两千年左右。

关于铸铁的一些相关知识

可锻铸铁：也叫作展性铸铁或韧性铸铁。由白口铸铁经过石墨化退火（可锻化退火）后使石墨呈絮状的铸铁。其化学成分(％)通常为：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韧性，所以称“可锻铸铁”。其实并不能直接进行锻造加工。可锻铸铁有白心和黑心两种。

白心可锻铸铁（(white heart malleable cast iron)

将白口铸铁在氧化介质(如铁鳞、炼钢炉渣等)中密封退火，使其中的碳扩散到表面被氧化脱除，使铸件组织和含碳量与钢相近，其断口呈白色，故名。它的塑性和韧性差，可锻化退火时间长，较少应用。其抗拉强度约为350～450MPa。

黑心可锻(white heart malleable cast iron)

是在非氧化性气氛下进行可锻化退火，使铸件中渗碳体发生分解，形成絮状石墨，其断口心部呈暗黑色，周边脱碳呈灰白色，故名黑心可锻铸铁。退火工艺视所要求的基体组织而定。如要求基体为铁素体，则用两阶段可锻化退火：第一阶段在950℃左右保温;第二阶段在700～750℃保温。如要求基体为珠光体，则只用第一阶段。以铁素体为基体的黑心可锻铸铁强度和塑性较高，多用来制作承受冲击、震动和扭转负荷的零件，如汽车后桥和弹簧支架、低压阀门、管接头、工具扳手等。以珠光体为基体的黑心可锻铸铁的塑性差，虽有高的强度，但应用较少。

详情可参阅国家标准《GBT9440-2010 可锻铸铁件》的规定。

白口铸铁：碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。

灰口铸铁：含碳量较高（2.7%～4.0%），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。

球墨铸铁：将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在，断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

蠕墨铸铁：将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。

合金铸铁件：普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。