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為什么古代的刀匠大都在夜里給刀劍淬火?(鋼材熱處理夜間好?)

為什么古代的刀匠大都在夜里給刀劍淬火?

說(shuō)起古代中國(guó)的制刀工藝,十分值得推崇,制刀的故事更是流傳至今,而且對(duì)于制刀細(xì)節(jié)描述得也是生動(dòng)形象,尤其是講到刀劍最后的熱處理,更是神秘萬(wàn)分,必定有個(gè)感人的故事,不過(guò)多有雷同:

無(wú)非是有個(gè)天下無(wú)雙的刀匠,選了個(gè)伸手不見五指的月黑風(fēng)高夜,干柴烈火,前推后鼓,噼噼啪啪,激戰(zhàn)大半夜,興致正酣……

沒(méi)錯(cuò),這個(gè)古代刀匠只在月黑風(fēng)高夜里干的“勾當(dāng)”就是淬火。

但古代刀匠干這事為什么只選在黑夜里進(jìn)行呢?難道,有什么東西是我們?cè)诎滋觳荒芸吹降模?/span>

事實(shí)確實(shí)是這樣。

今夜,我就在這里試著作個(gè)解釋,難免多有錯(cuò)漏,請(qǐng)各位多加指正。

1、下面是一把完成的刀胚,在爐子里燒得通紅,一段時(shí)間后會(huì)略帶橙色,拿出,在黑暗中靜置;

2、由于刀尖較薄,從圖 1開始,就已經(jīng)開始冷卻,顏色漸漸變暗。刀莖位置也是同理。不過(guò)比刀尖冷卻得慢點(diǎn)。刀背因?yàn)槭亲詈竦?,所以還是顏色光亮;

3、冷卻繼續(xù)進(jìn)行,按理說(shuō),再有一點(diǎn)時(shí)間,全刀應(yīng)該是冷卻成下圖的樣子 (注意,下面是圖8);

可事實(shí)卻不是這樣 ,刀尖在冷卻過(guò)程中,忽然出現(xiàn)了顏色略淺的亮斑(圖 3);

4、冷卻繼續(xù),此時(shí),刀莖和刀尾同樣也出現(xiàn)了亮斑,且刀兩頭異常的光斑不斷擴(kuò)大,形成了一個(gè)大圈圈;

5、接著觀察,亮斑形成的圈開始變小,刀的外圍也變得更亮;


6、然后,圈圈越來(lái)越小,刀尖開始再次變暗,表明刀尖的冷卻過(guò)程重新繼續(xù);

7、圈圈合攏,刀背形成一個(gè)暗黑的半圓,它的溫度低于周圍;

8、忽然,刀背上那個(gè)半圓暗黑區(qū)消失了,整個(gè)刀背變得光亮,同時(shí),刀尖,刀莖和刀尾部分因?yàn)槔鋮s的關(guān)系,變成暗黑了;

冷卻依然延續(xù),此時(shí),已經(jīng)再?zèng)]有新的亮斑生成了,刀胚慢慢變暗,逐漸消失在黑暗中;

上面這10張照片,每幀的間隔是5秒……在這短短不到一分鐘的時(shí)間里,我們見證了鋼材極其特殊的“再輝現(xiàn)象”。

圖 1,為剛出爐的碳鋼刀胚,其仍處于高溫,即純奧氏體狀態(tài)。

圖 2,由于刀尖、刀莖、刀尾較薄,所以其溫度下降得快,顏色迅速變暗。

圖 3,當(dāng)溫度進(jìn)一步下降時(shí),刀尖、刀莖、刀尾位置首先達(dá)到了臨界溫度的上限,里面的奧氏體開始轉(zhuǎn)變成珠光體。這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致相變潛熱的釋放,從而導(dǎo)致這些部位回溫,出現(xiàn)亮斑。

圖 4 - 7,由于刀背比較厚,降溫較慢 (尚未達(dá)到臨界溫度),所以刀尖、刀尾部分的回溫亮斑對(duì)其產(chǎn)生了圍攻之勢(shì),形成了半圈狀。

圖 8,當(dāng)?shù)侗骋步档脚R界溫度上限時(shí),相變潛熱的釋放令整個(gè)刀背變得光亮。

圖 9 - 10,當(dāng)?shù)侗忱镉嘞碌膴W氏體的相變完成后,臨界溫度下限已經(jīng)達(dá)到,刀胚以恒定幅度繼續(xù)冷卻,逐漸變暗,消失在黑夜中。

這種現(xiàn)象速度之快,加上白天可見光的干擾,導(dǎo)致鋼材表面顏色變化不明顯,所以,我們才不得不在黑暗中進(jìn)行觀察。然后,通過(guò)其暗影的變化,由此來(lái)掌握淬火過(guò)程。

但是,經(jīng)驗(yàn)告訴我們,如果鋼材以很高的溫度來(lái)淬火,很容易產(chǎn)生淬裂;另一方面,淬火溫度如果太低,則不能達(dá)到機(jī)械性能的要求。所以,最佳的淬火溫度應(yīng)該是略高于臨界溫度就可以了。

那我們?nèi)绾尾拍塬@得略高于鋼材臨界溫度的淬火溫度呢?

細(xì)心的刀友在看完10幅插圖的解釋之后,大概已經(jīng)猜到方法。

其實(shí)鋼材的慢速加熱和慢速冷卻,其微觀結(jié)構(gòu)的變化、熱量的吸收釋放、外表的顏色變化是一致的,只不過(guò),加熱的過(guò)程是冷卻的反過(guò)程。

插圖中,慢速冷卻的刀胚經(jīng)歷了鋼材臨界溫度的上限和下限,其變化在黑暗中清晰可見。換言之,只憑看刀胚表面的亮斑及暗影的變化和移動(dòng),我們可以迅速地知道鋼體是處在臨界溫度之上(圖 1,2),之中(圖 3 - 8),還是之下(圖 9 - 10)。

回到主題,古代的刀匠在白天鍛打好刀胚之后,會(huì)把刀胚先在空氣中慢慢冷卻(正火)或者塞進(jìn)草木灰中退火,這其實(shí)是為了晚上的淬火作準(zhǔn)備。

夜幕降臨之后,刀匠升爐,把爐火調(diào)整到不快不慢,然后把刀胚塞進(jìn)燃燒的木碳中,緩緩加熱,然后細(xì)心觀察露出的刀尾、刀莖部分的顏色變化,這些部分隨著溫度的升高,顏色逐漸由暗紅色轉(zhuǎn)至紅色,鋼的亮度同時(shí)也逐漸增加……

忽然,當(dāng)鋼體被加熱到了臨界溫度的下限,這時(shí),一部分珠光體開始向奧氏體轉(zhuǎn)換,需要更多熱能,導(dǎo)致鋼體表面出現(xiàn)溫度的不均勻。所以,刀莖、刀尾部分就出現(xiàn)了一道不容易察覺(jué)的暗影。

由于刀體有厚薄長(zhǎng)短,加熱時(shí),暗影不斷移動(dòng)著,然后,刀體達(dá)到了臨界溫度的上限,暗影就會(huì)消失,此時(shí)的鋼體已經(jīng)帶著亮紅色,刀匠稍稍等了一下,將刀胚取出,然后放入冷水中淬火……大功告成?。ê竺娈?dāng)然還要回一下火。)

作者:爽爽開大車

來(lái)源:刀友論壇

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