公元前14~前11世紀(jì)的殷代時(shí)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(guó)初期(公元前5世紀(jì))，這是中國(guó)古代熱處理技術(shù)的一項(xiàng)重大發(fā)明。戰(zhàn)國(guó)后期(公元前 3世紀(jì))已對(duì)熟鐵進(jìn)行滲碳淬火。西漢以來(lái)，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(yáng)市出土的春秋末期戰(zhàn)國(guó)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(shí)出土的鐵鏟是經(jīng)過柔化退火的可鍛鑄鐵件。20世紀(jì)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(dāng)時(shí)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(guó)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(cuò)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梢姰?dāng)時(shí)刀、劍的熱處理工藝已具有很高的水平。《天工開物》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(shí)》(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(guó)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。《史記·天官書》(成書于公元前91年)有"水與火合為焠"之說。《漢書(記西漢事)·王褒傳》有"巧冶干將之樸(窄長(zhǎng)有短把的刀)，清水焠其鋒"的記載。《太平御覽·蒲元傳》載三國(guó)時(shí)蜀人蒲元對(duì)他的"神刀"淬火用水的選擇，雖多渲染，不盡可信，但當(dāng)時(shí)確已認(rèn)識(shí)到水質(zhì)對(duì)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(shí)"浴以五牲之溺，淬以五牲之脂"。可見當(dāng)時(shí)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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