中國(guó)古代的金屬熱處理技術(shù)，比你想象的要厲害好多！
大家都知道，中國(guó)古代有“紙、印刷術(shù)、指南針和火藥”四大發(fā)明，殊不知中國(guó)古代的熱處理也舉世矚目，以下簡(jiǎn)介我國(guó)古代的熱處理技術(shù)，希望從中汲取營(yíng)養(yǎng)，砥礪前行，為推進(jìn)我國(guó)的熱處理技術(shù)向縱深發(fā)展，注入新活力。
1.鑄鐵退火（亦稱柔化處理）
我國(guó)是世界上最早發(fā)明和使用生鐵的國(guó)家。早在春秋（公元前770～前476年）、戰(zhàn)國(guó)（公元前475～前221年）時(shí)代，我們的祖先就用生鐵鑄造生產(chǎn)工具和生活用具了，這種生鐵跟現(xiàn)代的白口鐵差不多，在生鐵中，碳全部以Fe3C的形式存在，硬而脆卻不能使用。為了改變其性能，古人發(fā)明了鑄鐵的柔化處理，其中包括石墨化退火和脫碳退火等，在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期開始實(shí)施，到南北朝已很成熟，主要表現(xiàn)在以下三方面。
（1）在已經(jīng)出土的大量文物中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行柔化處理的鑄鐵件相當(dāng)多，目前在河南、河北、北京、湖北都發(fā)現(xiàn)了這類鐵器，諸多鐵釜、鐵剪、鐵鐮、鐵斧、鐵鏟、鐵鏵等。考古專家曾分析了12件河南南陽(yáng)漢代鐵具，其中11件進(jìn)行過(guò)柔化處理，只有1件是未經(jīng)任何處理的白口鐵。圖1為河北省易縣燕下都出土的戰(zhàn)國(guó)晚期鐵鋤鑄件的金相圖片，其基體為珠光體，白條為滲碳體，黑團(tuán)為絮狀石墨。柔化處理使生鐵坯件中的Fe3C部分或全部分解為石墨，或者對(duì)生鐵坯料進(jìn)行脫碳處理，使脆性生鐵變?yōu)轫g性鑄鐵。從此得以大量應(yīng)用。
（2）柔化處理的工件質(zhì)量比較穩(wěn)定，只有少部分器具的中心殘留著白口組織，有的器具整個(gè)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(dāng)，基體中有鐵素體，也有珠光體，這顯然是通過(guò)石墨化退火得到的。尤其值得注意的是，在這類石墨化處理器件中，還發(fā)現(xiàn)有球狀石墨組織。這樣的鐵器制品目前已發(fā)現(xiàn)多件，如河南鞏縣鐵生溝漢代鐵镢、南陽(yáng)漢代鐵镢、澠池漢魏鐵斧等，其中以鐵生溝的鐵镢最為完整，見圖2所示，相當(dāng)于我國(guó)現(xiàn)行的球墨鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)一類A級(jí)。有的器件整個(gè)斷面都已脫碳成鋼或熟鐵，基本上沒有或很少石墨析出，這顯然是通過(guò)脫碳退火獲得的，冶金史上通常把這類器件稱為“鑄鐵脫碳鋼”。這項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)代仍有實(shí)用價(jià)值。
（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)機(jī)具中的镢、鋤、錛等；后者多用作斧、剪、鐮等。
南北朝以后，除農(nóng)用犁鏵一些器具外，多數(shù)手工工具、農(nóng)機(jī)具大多數(shù)用鋼件制作，鑄鐵在生產(chǎn)中的地位日漸降低，鑄鐵的退火處理也失去了昔日的輝煌，目前尚無(wú)法論證它是否失傳。但功勛已載入史冊(cè)，若沒有鑄鐵退火工藝的發(fā)展，戰(zhàn)國(guó)、兩漢時(shí)期的鐵器使用絕對(duì)沒有那樣廣泛。
在國(guó)外，白心可鍛鑄鐵是1722法國(guó)人發(fā)明的，黑心可鍛鑄鐵是1862年美國(guó)人發(fā)明的，我們的祖先擁有這項(xiàng)技術(shù)比國(guó)外早約1800年。
2.鋼的淬火技術(shù)
我國(guó)古代的制鋼術(shù)至遲發(fā)明于春秋時(shí)期。由戰(zhàn)國(guó)到西漢，鋼鐵兵器逐漸興起。西漢中期以后，除弓、矢以外的主要兵器，多已由鋼材制作，為了提高鋼的硬度和強(qiáng)度，淬火技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
1974年，河北易縣燕下都出土了一批戰(zhàn)國(guó)中晚期鋼鐵兵器，據(jù)專家分析，他們的金相組織中都有馬氏體存在，這是我國(guó)看到的最早淬火器件，說(shuō)明在戰(zhàn)國(guó)中晚期，我國(guó)已發(fā)明了鋼鐵淬火技術(shù)。
兩漢時(shí)期，鋼的淬火技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，在河北滿城，西漢中期劉勝墓，遼寧遼陽(yáng)三道濠西漢遺址，山東蒼山縣等地都發(fā)現(xiàn)了淬火過(guò)的鋼刀和鋼劍，在史書上也有關(guān)于淬火的文字記載。例如《史記、天宮書》說(shuō)：“火與水合為焠”；王褒《圣主得賢臣頌》說(shuō)：“巧冶鑄干將之璞，清水淬其鋒”。其中“焠”、“淬”都是淬火之意。“干將”是指?jìng)髡f(shuō)中的春秋名劍。尤其值得注意的是劉勝佩劍和錯(cuò)金書刀，只進(jìn)行了劍刃局部滲碳和局部淬火，電視劇《武媚娘傳奇》中唐太宗李世民的佩劍和吳王李格用的匕首都是精品，這充分說(shuō)明了當(dāng)時(shí)淬火技術(shù)的高水平。
隨著淬火技術(shù)的深入發(fā)展，古人發(fā)現(xiàn)淬火劑對(duì)淬火質(zhì)量有很大影響，三國(guó)（公元222～265年）時(shí)代的蒲元和南北朝時(shí)期的綦母懷文在這方面都曾經(jīng)作出過(guò)較大的貢獻(xiàn)。
據(jù)《蒲元?jiǎng)e傳》記載，蒲元在今陜西郿縣一帶的斜谷為諸葛亮制了3000把刀，他說(shuō)“漢中的水純?nèi)酰粍俅悖皇袼摇保谑桥扇说匠啥既∷Ｓ贸啥嫉乃愕玫牡豆讳h利無(wú)比。削裝鐵珠的竹筒“應(yīng)手虛落，若雉生雛，故稱絕當(dāng)世，因曰神刀”。有人在成都水中摻了涪水也被蒲元識(shí)別出來(lái)。這個(gè)故事雖有點(diǎn)夸張成分，但基本精神與現(xiàn)代科學(xué)原理相符，即不同地區(qū)的水質(zhì)含鹽類有所不同，淬火冷卻能力自然各異。明代大科學(xué)李時(shí)珍在《本草鋼目》卷五中也說(shuō)到了這個(gè)問題：“觀濁水流水之魚與清水止水之魚，性色回別；淬劍染帛，各色不同；煮粥烹茶，味亦有別。”這里談不同的水質(zhì)對(duì)魚類性態(tài)，對(duì)淬劍染帛等的影響。可見，我國(guó)古代對(duì)水的淬火性能是很有研究的，值得借鑒。蒲元在熱處理方面的杰出貢獻(xiàn)主要是區(qū)別不同的水質(zhì)對(duì)淬火質(zhì)量的影響，為后人以水為基添加其它物質(zhì)有啟發(fā)作用。
綦母懷文是個(gè)方術(shù)之士，他的貢獻(xiàn)是使先用油淬或尿淬。開創(chuàng)了合金鋼淬火介質(zhì)的先河。《北史、藝術(shù)列傳》說(shuō)綦母懷文造了一把“宿鐵刀”，以含碳量稍高的“灌鋼”為刃，以“柔鐵為脊，浴以五性之溺，淬以五牲之脂，斬甲過(guò)30札”。這里說(shuō)的就是以動(dòng)物的尿和油作淬火劑。尿是含鹽分的水，比普通的水有更強(qiáng)的冷卻能力。油的冷卻能力比水差，能避免因淬火應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生的裂紋。元人偽撰《格致粗談》卷下說(shuō)“香油淬刀則不脆”的話正好說(shuō)明了這一點(diǎn)，只不過(guò)綦母懷文用的是動(dòng)物油，元人說(shuō)的是植物油罷了。從水淬到油淬尿淬驗(yàn)證了鋼鐵熱處理技術(shù)的發(fā)展。
除了水、油、尿以外，我國(guó)古代用過(guò)許多淬火劑，如《新唐書》卷222談到的馬血，清《續(xù)廣博物志》第8卷談到用一種硝黃、鹽鹵、人尿合成劑等。
我國(guó)古代的淬火主要用于鋒刃器具，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活都產(chǎn)生了很大的影響。
3.鋼的化學(xué)熱處理
有文字記載的中國(guó)古代化學(xué)熱處理主要包括滲碳和碳氮共滲，用以改變制件表面或局部的化學(xué)成分，并提高力學(xué)性能。
（1）我國(guó)古代的滲碳技術(shù)
公元前三世紀(jì)，煉鐵技術(shù)發(fā)達(dá)的高盧人用塊煉鐵作劍，士兵們?cè)趹?zhàn)場(chǎng)上交鋒一刺就彎，再刺之前用腳把它弄直，這說(shuō)明當(dāng)時(shí)已不自覺地運(yùn)用了滲碳技術(shù)。
從現(xiàn)有的冶金考古資料分析，我國(guó)至遲在春秋時(shí)期（公元前六世紀(jì)末）出現(xiàn)塊鐵。可能由于中國(guó)制陶技術(shù)先進(jìn)，煉爐溫度較高，在戰(zhàn)國(guó)初期或更早，即公元前五世紀(jì)創(chuàng)造了冶煉生鐵并用以鑄成工具的方法，比國(guó)外使用生鐵至少早1800年。我國(guó)正經(jīng)的煉鐵技術(shù)起步較晚，但發(fā)展神速，在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)穩(wěn)居世界領(lǐng)先地位。兩種煉鐵技術(shù)（富鐵礦礦石+木炭和純礦石冶煉）長(zhǎng)期共存，是中國(guó)古代鋼鐵技術(shù)發(fā)展的一大特點(diǎn)。塊煉鐵法在生產(chǎn)中由于與炭火的接觸，有可能增碳變硬，中國(guó)古代的工匠在反復(fù)實(shí)踐中總結(jié)出塊煉滲碳鋼的技術(shù)，一定程度上滿足古代鍛制兵器工具的要求，使它具有一定的生命力。江蘇六合程橋東周墓出土的鐵條。是我國(guó)最早的快煉鐵制品。河北易縣1965年發(fā)掘的燕下都故城遺址。營(yíng)建年代不晚于燕昭王時(shí)期，即公元前311～279年，其44號(hào)墓出土79件鐵制品中的一些兵器如劍、矛等是用塊鐵經(jīng)過(guò)滲碳制成的。這種滲碳鋼件出現(xiàn)在被斬首的士兵叢葬坑中，未被收回，可以推斷這種滲碳鋼價(jià)位不高，技術(shù)發(fā)展已較普遍。圖3為劍的金相組織，從圖3可見含碳不均勻的分層現(xiàn)象。它是用塊鐵打成片后進(jìn)行固體表面滲碳，鐵片的兩面形成高碳層，而中間夾著低碳層，又因未經(jīng)高于900℃左右加熱或鍛打而對(duì)折鍛合后形成的。
古代的滲碳方法基本上是固體滲碳，類似于目前的表面滲碳法，河北滿城西漢中山靖王劉勝墓出土的佩劍，鋼劍和錯(cuò)金書的夾雜物鑒定，為固體滲碳提供佐證，它們的高碳層中的夾雜物都是含有較多的FeO，這是滲碳后疊打時(shí)夾進(jìn)去的，其中Si含量低而Ca、P含量較高。低碳層中非金屬夾雜物彌散細(xì)小，其中Si含量較高而Ca含量較少，表面塊煉鐵時(shí)未加石灰等含Ca物質(zhì)。高碳層是塊煉鐵經(jīng)過(guò)滲碳得到的，由于滲碳劑中可能使用了骨灰作為催滲劑，因而鋼鐵表面沾有含Ca和P的骨粉，在疊打時(shí)與表面的氧化皮一起形成較多的大顆粒非金屬夾雜物。
明朝宋應(yīng)星著《天工開物》卷十《錘鍛》中明確記載了滲碳煉制鋼針的方法，見圖4。把冷加工制成的針放入鍋中“慢火炒熬”，即為現(xiàn)代的退火，消除內(nèi)應(yīng)力，為下一步滲碳做準(zhǔn)備，針經(jīng)退火后，用泥粉、松木炭和豆鼓三種東西掩蓋，密封后加熱。留兩三根針露在外面作觀察火色（候）使用。當(dāng)外面的針已氧化到能用手捻成粉末時(shí)，表明其下的滲碳火候已足，然后開封淬火，鋼針制成。
燜鋼是中國(guó)古代塊煉滲碳鋼和固體滲碳工藝的進(jìn)一步發(fā)展。在近代河南、河北、江蘇、湖北等地都有這種燜鋼工藝的生產(chǎn)，燜剛就是把熟鐵工件裝在密封罐內(nèi)。罐用陶土制或生鐵鑄成。罐內(nèi)裝有滲碳劑木炭和催化劑骨粉、火硝等，各地的配方有些差別。然后把多個(gè)罐裝入燜鋼爐中，加熱到一定溫度（900℃左右），保溫時(shí)間視工件大小而定，一般為9～13h，也有長(zhǎng)達(dá)24h的。燜鋼爐用粘土坯建成，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，滲碳層深度一般不超過(guò)2mm，適用于小農(nóng)具和手工工具，常用于表面滲碳或刃部局部滲碳。
宋應(yīng)星談到的滲碳劑是固體的，我國(guó)明代時(shí)期還使用過(guò)一種膏狀的滲碳劑。施行的工藝是先把這種滲碳劑涂在需要處理的工件部位，然后“入火”加熱，使碳滲入。
明朝《便民圖篆》卷十五制造類“點(diǎn)鐵為鋼”條說(shuō)“羊角，亂發(fā)俱煅灰、研細(xì)、水調(diào)涂刃口，燒紅、磨之”。書中所說(shuō)的“羊角灰”、“亂發(fā)灰”都含有CaCO3，作為滲碳劑，研細(xì)后用水調(diào)至膏狀，涂于刃口便于“入火”加熱滲碳。
清朝陳克恕《篆刻鍼度》卷七“煉刀法”條說(shuō)“用酒蟹鉗嘴燒灰存性。仍用蟹酒調(diào)涂刃口，入火燒紅。復(fù)入蟹酒淬之。更涂鉗灰于上，如前燒紅淬酒，愈煉愈堅(jiān)。依法煉畢，仍用火燒紅寸許，取懸火上，加昂出火外。漸漸退出，相其口上變色轉(zhuǎn)白未可亦淬，淬之則脆。既而轉(zhuǎn)黃轉(zhuǎn)青，淬之適中可用。太遲則火候過(guò)矣”。此“酒蟹嘴”為滲碳劑，“蟹酒”為催滲劑和淬火劑。整個(gè)工藝過(guò)程分為兩大步：第一步是反復(fù)加熱滲碳淬火提高刃口硬度；第二步是回火，并根據(jù)回火色看回火是恰到“火候”，此技術(shù)在當(dāng)今的農(nóng)村小作坊仍有借鑒意義。
在以上的工藝中，滲劑基本上都是含碳的物質(zhì)，主要對(duì)工件進(jìn)行滲碳。此外，明、清時(shí)期還有人用過(guò)含C、N滲劑，通常也是膏狀，在滲碳的同時(shí)還滲入氮，以滲碳為主，滲氮為輔，即現(xiàn)代人常說(shuō)的C、N共滲。
明朝方以智《物理小識(shí)》卷八“器用類”。“淬刀法”條說(shuō)以醬同硝涂鏨口，煅赤淬火”。此醬為含碳物質(zhì)，“硝”為硝酸鉀。《篆刻鍼度》卷七還說(shuō)“用菊花鋼鍛而為刃，刃成乃礪，礪好乃煉。用箬皮灰、牛角灰、青鹽、鹵砂，各五六分末，用醋調(diào)成糊狀涂刃口，向燈火上燒紅為度，入清水淬之”。復(fù)煉如前，藥盡為止，煉而再磨”。此“煉”即加熱滲碳、滲氮。大家在電視看到的古代寶劍大多是采用C-N共滲技術(shù)制成的，在宋沈括《夢(mèng)溪筆談》、清《滇系》中都有記載。1977年，考古學(xué)家在浙江龍泉寶劍社調(diào)查，發(fā)現(xiàn)古劍可以繞腹一周，松之復(fù)直，可見古人造劍水平之高超。
4.古代的擦滲技術(shù)
擦滲是我國(guó)流傳千百年一項(xiàng)金屬表面強(qiáng)化工藝。在手工作坊中廣泛應(yīng)用，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在熟鐵或低碳鋼鍛坯上，擦上或淋上一薄層生鐵，在經(jīng)過(guò)多次冷鍛，成型后再加熱淬火，使工件一面滲碳，并有生鐵熔覆層，使表面強(qiáng)化，因而工件既耐磨又鋒利。它是將鍛造、鑄造與熱處理三結(jié)合的形變熱處理復(fù)合工藝，在當(dāng)今的入土農(nóng)機(jī)具中仍有應(yīng)用。
擦滲技術(shù)起源很早，公元四世紀(jì)南北朝時(shí)期，能工巧匠們發(fā)明了一種半液態(tài)鋼，所謂的“雜煉生柔”，“生”指的是生鐵液，“柔”指的是熟鐵，將生鐵液和熟鐵混在一起煅煉，增碳排渣，即成制造鐮刀、鋤頭的材料。到了公元十世紀(jì)的北宋時(shí)期，發(fā)展了這種煉鋼技術(shù)。把工藝改進(jìn)到將液態(tài)生鐵澆淋到熟鐵片的間隙內(nèi)，經(jīng)過(guò)多次加熱與錘鍛，使之成為中碳鋼或高碳鋼，叫做“團(tuán)鋼”或“灌鋼”。擦滲工藝就是在這種工藝上創(chuàng)造出來(lái)的。
明代唐順之撰寫的《武編》一書中記載了擦滲工藝。他寫道：“……或以生鐵與熟鐵并鑄，待其極熟，生鐵欲流，則以生鐵于熟鐵上，擦而入之”。顯而易見，擦而進(jìn)入表面的即為碳，即滲碳作用。
明末宋應(yīng)星著的《天工開物》記載了另一種工藝方法。寫道：“凡治地生物，鋤镈之屬，熟鐵鍛成，熔化生鐵淋口，入水淬健，即成剛勁。每鋤鍬重一斤者，淋生鐵三錢為率，少則不堅(jiān)，多則過(guò)剛而折”。
這項(xiàng)擦滲技藝流傳至今，演變成各種不同的操作工藝。如華北一帶的“擦生”、東北地區(qū)的“鋪生”、江西的“澆淋”等。古代手工業(yè)都能把它作為謀生的一項(xiàng)神秘的絕技，傳兒不傳女，并強(qiáng)調(diào)“滲料”要用古廟鐘鐵、古鍋鐵、山西疙瘩犁鏡鐵（即犁壁）。
的確，擦滲工藝的奧妙就在這個(gè)“滲料”上。為了揭開這個(gè)謎底。科技工作者曾取樣于山西犁鏡鐵、古廟鐘鐵、山西平定坩堝鐵、滲料鐵等，作化學(xué)分析成分和物理分析金相組織。
從化學(xué)成分和金相組織分析可知，這種鐵是高碳（3.2%～4.10%）低硅（≤0.50%）、其他雜質(zhì)很少的白口生鐵，其特點(diǎn)是熔點(diǎn)低、熔化溫度范圍窄，一旦冷凝后硬（≥50HRC）而脆。
擦滲機(jī)理：人們對(duì)這種千百年來(lái)祖先傳下來(lái)的工藝有不同的見解，有人認(rèn)為是簡(jiǎn)單的單面滲碳；有人認(rèn)為是特殊的金屬堆焊，還有人認(rèn)為是滲碳兼金屬熔覆。
有人曾對(duì)擦滲鋤板進(jìn)行金相分析，在其一角取樣，金相如圖5。圖中Ⅰ是最外一層，是白口鐵熔覆層，組織為滲碳體+珠光體，實(shí)際厚度0.14mm；Ⅱ是過(guò)共析層，含碳量>0.8mm，組織為珠光體+網(wǎng)狀滲碳體；Ⅲ是共析層，含碳量為0.8mm，組織全部為珠光體，實(shí)際厚度0.23mm；Ⅳ是亞共析層，含碳量低于0.8mm，組織為珠光體+鐵素體，即本性向金屬過(guò)渡；Ⅴ是本體金屬，組織為鐵素體。
通過(guò)圖5金相分析得知，擦滲的作用在最外層是高碳的白口鐵熔覆層，于高溫下同本體金屬表層熔接良好。所用擦滲生鐵含碳量達(dá)4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右，而本體則是低碳的熟鐵，由于二者間的碳濃度差和約900℃的高溫作用，碳就會(huì)擴(kuò)散到本體金屬中，這就是簡(jiǎn)單的滲碳，熔覆層和滲碳層兩者厚度之和，就是擦滲層。
由于擦滲只是在工件的一個(gè)面上進(jìn)行，另一面仍為低碳的熟鐵，因此，工作時(shí)一面磨損快，男一面較慢，因而能夠經(jīng)常保持刃口的鋒利，技術(shù)上叫做“自動(dòng)磨銳”，也稱自銳性強(qiáng)，這就是擦滲的奇特功效。
5.古代的青銅淬火工藝
我國(guó)古代的青銅淬火技術(shù)最遲發(fā)明于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期（公元前475～公元前221年），它幾乎是與鋼鐵淬火技術(shù)同時(shí)發(fā)明問世，主要用于銅器和鋒刃器上。目前我們看到的戰(zhàn)國(guó)銅鏡中，大多數(shù)都進(jìn)行過(guò)淬火處理的，如湖南出土的彩繪鏡C1、西山鏡C2、安徽出土的三字鏡W1等。淬過(guò)火的出土青銅鋒刃器如湖北的青銅劍J20、四川的刮刀S22等。
兩漢以來(lái)，隨著煉鋼技術(shù)的發(fā)展，青銅鋒刃器逐漸為鋼鐵件所取代，淬火處理日趨下降，但由于青銅器在我國(guó)南北各地的廣泛使用，整個(gè)青銅淬火技術(shù)卻得到了更大的發(fā)展。考古學(xué)家分析了數(shù)十面漢古鏡，80%以上均經(jīng)淬火處理，并經(jīng)回火。
由戰(zhàn)國(guó)至漢唐，我國(guó)鑄鏡合金是一種含鉛的高錫青銅，多數(shù)鏡子的成分在（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：銅66%～72%、錫20%～26%、鉛4%～8%。宋代以后發(fā)生了較大的變化，含錫量降到10%左右，含鋅量卻大幅增加，因而作淬火處理的銅鏡也大為減少。但作為一項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)，青銅淬火卻從未間斷，并一直祖?zhèn)飨聛?lái)，直至目前為止，一些傳統(tǒng)的鑼、鈸等樂聲，工藝仍采用古式的淬火法。
對(duì)于青銅淬火的技術(shù)意義，我國(guó)人民早就有了深刻的認(rèn)識(shí)，這不但有實(shí)物作證，而且還有明確的文字記載。明代學(xué)者李時(shí)珍在《本草綱目》中說(shuō)：“銅錫相和，得水澆之極堅(jiān)”。類似地說(shuō)法在方以智《物理小識(shí)》中亦有論述。又如，元人偽撰《格物論談》中說(shuō)：“銅錫相和，硬且脆，水淬便硬”。此“硬”為“堅(jiān)硬”、“剛強(qiáng)”之意。與今技術(shù)辭典中的“硬度”概念有別。其意應(yīng)理解為：鑄態(tài)錫青銅既硬又脆，水淬過(guò)后，脆性就減少了。可見古人的這些感知認(rèn)識(shí)與現(xiàn)在技術(shù)原理相近。我們知道，常用的高錫青銅主要有α、β、γ、δ四個(gè)相；前者塑性較高，高溫低溫下都能存在；β、γ為高溫相，高溫時(shí)塑性較好。δ相只存在于520℃以下，
性脆且硬。淬火處理就可以把β、γ相相應(yīng)地保留至室溫，并避免δ相的析出，從而使青銅的強(qiáng)度、塑性都明顯提高，硬度和脆性下降。若回火溫度較高，因δ相的析出，硬度又恢復(fù)上升。青銅器經(jīng)淬火后，不管是銅鏡還是鋒刃器，或者是聲樂器，都會(huì)因脆性減少、強(qiáng)度提高而延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)鏡子和聲樂器而言，還可以改善其冷加工性能。這些都在一定程度上反映了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的聰明才智和非凡的創(chuàng)造精神。
6.結(jié)語(yǔ)
熱處理是一種十分復(fù)雜的工藝，是國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力，我們的祖先真?zhèn)ゴ螅陨现皇黾耙稽c(diǎn)皮毛，但也足以反映他們?cè)跓崽幚眍I(lǐng)域取得驕人戰(zhàn)績(jī)。
（1）鑄鐵退火雖不十分規(guī)范，但很適用，比國(guó)外早近1800年，引以為豪。
（2）鋼鐵淬火技術(shù)有實(shí)物有記載，現(xiàn)場(chǎng)看火色，選擇不同的淬火液冷卻，至今仍有實(shí)用價(jià)值。
（3）滲碳等化學(xué)熱處理，在古代應(yīng)用相當(dāng)普遍，固體滲碳機(jī)動(dòng)靈活；“擦滲”堪稱一絕，掌握好實(shí)不容易。
（4）青銅淬火在明鏡、鋒刃器上有廣泛地應(yīng)用，是我國(guó)古代一項(xiàng)重要的科學(xué)技術(shù)成就，我們應(yīng)發(fā)揚(yáng)光大。
要搞好了處理，必須堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合，我們祖先他們并沒有什么理論，但非常注重實(shí)踐，在實(shí)踐反復(fù)摸索，不斷總結(jié)，循序漸進(jìn)，創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)輝煌，千秋功績(jī)我們來(lái)評(píng)說(shuō)。
作者：趙步青、胡明、胡會(huì)峰，安徽嘉龍鋒鋼刀具有限公司
張丹寧，南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
劉春菱，江蘇常州市新城光大熱處理有限公司
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