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古代人都是怎么玩熱處理的?

公元前14~前11世紀的殷代時期,在金箔錘制過程中已采用了退火處理。白口鑄鐵柔化退火工藝的創(chuàng)始也不晚于戰(zhàn)國初期(公元前5世紀),這是中國古代熱處理技術(shù)的一項重大發(fā)明。戰(zhàn)國后期(公元前 3世紀)已對熟鐵進行滲碳淬火。西漢以來,淬火工藝較普遍地得到應(yīng)用。


退火

河南殷墟出土的殷代金箔,經(jīng)金相分析可知,是經(jīng)過再結(jié)晶退火處理的,其目的是消除金箔冷鍛硬化。1974年洛陽市出土的春秋末期戰(zhàn)國初期的鐵錛經(jīng)過脫碳退火,使白口鑄鐵表面形成一層珠光體組織,以提高韌性。同時出土的鐵鏟是經(jīng)過柔化退火的可鍛鑄鐵件。20世紀50年代山東薛城出土的西漢 (公元前206~公元24)鐵斧是鐵素體基體的黑心可鍛鑄鐵,當時柔化處理技術(shù)已有較大的提高。明代宋應(yīng)星著《天工開物》(成書于1634年,刊印于1637年)有銼刀翻新工藝的記載,說明齒尖已磨損的舊銼刀,先退火再用鏨子劃齒。書中還記載了制針工藝中工序間消除內(nèi)應(yīng)力的退火。


滲碳

這種工藝起源于戰(zhàn)國后期所創(chuàng)造的滲碳鋼。1968年河北滿城出土的西漢劉勝(卒于公元前 113年)的佩劍,經(jīng)分析,表面有明顯的滲碳層,并經(jīng)淬火,其硬度為HV900~1170,而中心低碳部分的硬度為HV220~300。表面硬度較高,鋒利耐磨,而中心則有很好的韌性,不易折斷。劉勝的錯金書刀經(jīng)過滲碳局部淬火后,刃部和刃背獲得硬韌兼?zhèn)涞男Ч?,可見當時刀、劍的熱處理工藝已具有很高的水平?!短旃ら_物》敘述了古代制針用的滲碳劑和固體滲碳工藝。明末方以智著《物理小識》(成書于1647年)記載了3種滲碳劑:一是"虎骨樸硝醬,刀成之后火赤而屢淬之";二是"醬同硝涂鏨口,鍛赤淬火";三是用"羊角乳發(fā)為末,調(diào)敷刀口"。前兩者都有一定的滲氮作用。

淬火

這種工藝首先用于熟鐵滲碳淬硬。1965年河北易縣燕下都遺址出土的戰(zhàn)國后期鍛劍等武器大都是經(jīng)過淬火硬化的,經(jīng)金相分析,發(fā)現(xiàn)了淬火產(chǎn)生的針狀馬氏體?!妒酚洝ぬ旃贂?成書于公元前91年)有"水與火合為焠"之說?!稘h書(記西漢事)·王褒傳》有"巧冶干將之樸(窄長有短把的刀),清水焠其鋒"的記載?!短接[·蒲元傳》載三國時蜀人蒲元對他的"神刀"淬火用水的選擇,雖多渲染,不盡可信,但當時確已認識到水質(zhì)對淬火效果的影響。《北齊書·列傳第四十一》載東魏、北齊間(534~577)的綦母懷文在"宿鐵刀"淬火時"浴以五牲之溺,淬以五牲之脂"??梢姰敃r已采用含鹽的水和油作為具有不同冷卻速度的冷卻介質(zhì)。


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