淬火简史

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虽然还不清楚到底是谁首先制造出钢(铁的含碳量可以从2.11%-4.3%，而钢的含碳量一般不超过1%，最多2.11%，所以需要从炼铁得到的铁中进一步熔炼脱碳，才能得到钢，所谓的百炼成钢，淬火也主要是针对钢而言的)，但有一般认为在公元前1400-1200年的赫梯时代已经有较多的炼铁装置了。

　　淬火是和钢铁冶炼密切相关的，就对淬火应用上按年代划分大致可以分为三个阶段，从公元前400年到大致在公元后1500年左右，人们对淬火的了解，是一种自发的，感性的和作坊式的，同时被深深蒙上了神秘甚至是迷信的色彩;从1500年到1880年左右，开启了实验科学时代，人们开始对钢铁相变进行全面科学探索，一些重要的规律陆续被发现和建立起来，如马氏体转变理论，淬透性理论，相变理论等，为人类大量运用钢铁，开启工业革命奠定了结构材料基础。当然，整个材料学科仍在不断发展和进步，主要的发展方向是：

　　1)在钢铁材料品种继续丰富的基础上，具有高的比强度的新金属材料如各种铝镁合金得到快速发展;

　　2)陶瓷材料通过增韧机制已有较广泛的实际应用;

　　3)以高效合成为代表的高分子材料快速发展;

　　4)金属基复合材料既保持金属良好韧性又有超高强度，可在严峻环境下使用;

　　5)介于宏观和微观之间的纳米材料被认为是21世纪最有前途的功能材料。而我们致力简要回顾淬火的历史，无疑会有助于加强对材料科学发展的理解。

　　淬火的简史

　　淬火的历史自然和铁的使用联系在一起。在旧约圣经的《创世记》(Genesis4:22)里有关于铁冶炼的最早记载。

　　“Zillah also had a son, Tubal-Cain, who was an artificer of bronze and iron.” (Zillah 也有一个儿子，叫Tubal-Cain , 他是一个铜铁匠).

　　Cain 来自阿拉伯语，含义是铁匠，同时，Cainities很可能指位于今天的亚细亚中东部的一个部落，赫梯(Hittites)，在公元前2000年至1200年间曾极为强盛。虽然还不清楚到底是谁首先制造出钢(铁的含碳量可以从2.11%-4.3%，而钢的含碳量一般不超过1%，最多2.11%，所以需要从炼铁得到的铁中进一步熔炼脱碳，才能得到钢，所谓的百炼成钢，淬火也主要是针对钢而言的)，但有一般认为在公元前1400-1200年的赫梯时代已经有较多的炼铁装置了。在有人类历史的第二个千年里，已经有很多关于炼铁的记载，如荷马史诗(公元前880年)，希罗多德(Herodotus , 公元前446年)和亚里士多德(Aristotle ，公元前350年)的作品中。由于各地的铁矿石的质量差异及匠人技艺差别等，这个时候可能已经有钢出现，但产量应较有限。欧洲的工匠们在公元后第一个千年里改进了他们的冶炼淬火工艺，使制造的盔甲质量有所提高，如爱尔兰人传说中提到寻找圣水或者用血液对图2的Ekkisax 钢剑的进行淬火。但总体而言，欧洲的技术并不领先。到十字军东征时代的12世纪，中东穆斯林民族的钢铁冶炼和淬火技术已经远远超过了欧洲人，而这时日本人从中国唐代学得的唐刀制作技术，甚至超过了穆斯林的冶金技术。（P20钢材质量有保障）

　　应该说冶铁技术开始于小亚细亚，中国冶铁技术起步稍晚，但中国的钢铁冶炼和处理技术，后来居上，不仅快速地掌握了炼铁技术，而且发明了生铁和生铁制钢技术包括淬火在内的钢热处理技术，为人类文明做出了杰出贡献。

　　铁的冶炼技术最早包括两种基本技术，一是称为块铁冶炼，在1150℃左右进行冶炼结果为固体，铁的质量不高，另一称为生铁冶炼法，在1150-1300℃下冶炼，冶炼的结果是液体，可以进行连续冶炼，而生铁冶炼正是中国做的改进和发明。为进一步改善生铁的性能，中国发明了铸铁脱碳和铸铁韧化技术，前者是通过脱碳制做钢，后者是将白口铸铁中的渗碳体分解成石墨。河南登封出土的战国铁锄组织，可以看出已经将渗碳体分解成球状石墨组织，说明我们已经掌握了铸铁的热处理技术。

　　在这些的基础上，中国进一步发明了炒钢和百炼钢技术，前者是炉中鼓气，后者则是反复锻打，使其组织细密，然后进行淬火，多用来制做宝刀名剑。江苏徐州出土的五十炼钢钢剑的进行组织，其中可以可出清晰的条状锻打形变组织。

　　在公元3-4世纪，中国发明了灌钢技术，即所谓“杂炼生鍒作刀镰者”，这里的生就是“生铁“，鍒是“熟铁”，按不同比例组合加热到熔点以上，就可以根据需要获得需要成分和性能的钢铁。为配合钢性能的充分发挥，中国古代也对淬火介质做了多方面的探索工作，西汉司马迁所著《史记·天官书》中就有“水与火合为焠(淬)” 。汉班固所著《汉书·王褒传》中有“……巧冶铸干将之朴、清水焠其锋”的记载。辽阳三道壕出土的西汉钢剑即为淬火马氏体组织。三国时，浦元对淬火工艺已经有了较深刻了解，掌握了不同水质对钢淬火后质量的影响规律。

　　南北朝时的棊母怀文已经知道使用多种淬火介质，对淬火冷却速度与钢淬火后性质之间的关系有了一定的了解，他提出了“浴五牲之溺，淬以五牲之脂” 的淬火冷却方法。在冶铁发明前，中国已经有铜冶炼的丰富经验。而就其思想体系方面的原因在于春秋战国时，中国形成了百家争鸣的学术局面，以整体论、系统观和辩证思想为基础的诸子百家学说，为钢铁冶炼和淬火技术具备了丰富的哲学内涵。
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冷做工具钢：D2 /D3/A2/A8/1.2379 等
塑胶模具钢：1.2311 /1.2312 /P20 /718 /S136 等
高速工具钢：M2/M42/M35/1.3243
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