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知识分享:古代热处理技术
包括退火、淬火和渗碳等工艺。在中国,退火的组织最早见于四千年前的齐家文化遗物。当时的铜锥具有退火再结晶和退火孪晶的金相组织。稍后,甘肃火烧沟文化的铜匕首具有类似的金相组织,但残存冷加工形变组织。殷墟出土的金箔也经过退火处理。战国初期,退火工艺用于降低白口铸铁的脆性。此后,铸铁退火制造可锻铸铁成为普遍的工艺。明代《天工开物》记载,钢锉“久用乖平,入火退去健性,再用划”。同时,对黄铜退火也有一定认识:“凡黄铜,原从炉甘石(见'" class=link>石)升者,不退火性受锤;从倭铅升者,出炉退火性,以受冷锤。”
古淬火技术 河北易县(燕下都)出土战国时期的钢剑、戟,都有淬火马氏体组织。秦汉以后淬火技术更为普遍。辽阳三道壕出土西汉钢剑、满城汉墓的刀剑等器物都经过淬火处理。《史记·天官书》记载:“水与火合为淬。”《汉书·王褒传》也有“巧冶铸干将之朴,清水其锋”的记载。江西德兴有铸剑池,相传汉代吴芮淬剑于此。三国时蒲元掌握了不同水质对淬火后钢刀质量的影响。北朝的綦母怀文进一步用“五牲之溺”和“五牲之脂”做淬火介质。多种淬火剂的使用,表明古代对不同冷却速度的淬火和成品性能之间的关系已有一定经验。元代《格物谈》记载了黄铜淬火技术。明《天工开物》有关于制锉、制针中淬火工艺的记载。
[燕下都钢剑和矛、戟]
[钢戟的金相组织]
古代表面渗碳技术 是块炼铁渗碳的发展,西汉刘胜佩剑等经过表面渗碳处理,获得心部柔韧表面硬化的良好使用性能。《天工开物》记载用“松木、火矢、豆豉”进行渗碳(见抽线琢针)。还利用熔化的生铁作为熟铁的渗碳剂,以增强器具刃口的锋利和耐磨性能。这种生铁淋口法,“每锹锄一斤者,淋生铁三钱为率,少者不坚,多则过刚而折。”由此可见,对渗碳技术的掌握已相当娴熟。
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