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对淬火,淬硬,回火都已经形成了完善的热处理相关体系,而欧洲最早的也是在公元六世纪才掌握了百炼钢技术,至于其他的技术他们基本都是十七世纪,十八世纪才掌握。
在热处理淬火的方面,棠溪水淬火,双液淬火,以及各种各样的淬火记载,在中国的冶炼史上太多太多了。
这里咱们抛开棠溪剑,棠溪水淬火不。比如北齐时代,史料记:载浴以五牲之溺,淬于五牲之脂。
这其实就是最早的双液淬火的记载,就是分别用牲畜尿和牲脂淬火。尿含有盐分,淬火时比水冷却得快,淬火後刀刃钢质坚硬锐利,用动物脂淬火冷却慢,因炊背钢质柔韧,可以抵销刃口受到的冲击,以免折断。
其实用牲畜的尿液淬火是因为牲畜尿中含有盐分,让材料冷却速度快,淬火后的钢较用水淬者更坚硬的这个法手不太准确的,但是鉴于当时的认知,这已经不错了。
这里用尿液淬火,准确叫做盐浴渗氮,是表面热处理的方法,渗层薄而耐磨,是用于精密刀具及量具,如铣刀、铰刀、钻头等等这些高硬度,高强度合金表面处理的必须工序。
而用畜脂淬火较水慢,淬火后的钢较用水淬过者韧。这个描述基本没什么问题了,但其原理是水淬冷却快、产生内应力大,变形、开裂倾向大,一般用于淬透性差的碳钢。油淬冷却效温和,一般用于淬透性较好的合金钢材。
蒲元别传记载蒲元在斜谷为诸葛亮制刀,由于汉水纯弱,不任淬,派专冉成都取江水,取来的水杂有八升涪水的水,被蒲元发觉。
这个传虽有些夸大,但起码明当时工匠已经充分注意了水质对淬火后钢质的影响。晋太康地理记也:汝南西平有龙泉水,可以淬刀剑,特坚利。
这起码明,咱们的淬火等热处理工艺,在认识,理解等各个方面已经是同一时代的其他文明难以望其项背的了。
当然,还有冶炼配套的鼓风技术,为了提高炉温,缩短冶炼时间,咱们很早就采用了向冶炼炉鼓风的技术。
最早的鼓风工具叫橐,即用皮革制成的皮囊,也就是雷云现在使用的这种。用橐鼓风,就是通过拉压的反复动作,使其一张一合,把风鼓入炉郑
战国时,发展成多橐排在一起向炉里鼓风,称为排橐,或简称为排。利用排橐鼓风,能增大进风量,加强燃烧火力,比单橐鼓风进步得多,但它需要大量人力。
用人力鼓风,称为人排。接着又出现了用畜力作为鼓风动力的马排,这在当时来,已经是半机械化的生产方式了。
但这个时期使用的是煤,当时人们还不知道把没制成焦炭,煤的燃烧过程比较长,且升温慢,所以开始炼钢的阶段需要将煤和木炭混合,木炭燃尽之后,煤的热值才能上来,但这会造成人力畜力的大量耗费,对进一步提升产量是比较严重的制约的。
汉武帝时期,铁业官营,相继出现了一批规模较大的冶炼炉,它们需要提供相当大的风量和风压,这就要求匠人们改进已有的鼓风装置。
经过不断的改进,到了东汉时期,南阳太守杜诗在前人经验的基础上,设计并制造了以水力为动力的一套冶铁鼓风机具水排。
三国时期的韩暨在杜诗的基础上,将水排进一步推广到了魏国官营冶炼作坊中,用水排代替过去的马排、人排,四季不歇。
水排不但节省了人力、畜力,而且提高了工作效率,促进了冶铁业的发展。这时已明确记载韩暨的鼓风水排节省人力、畜力,比马排增加效率三倍。
水排咱们沿用了很长一个时期,此后的隋,唐,宋,元,明,清,甚至直到20世纪70年代,一些地方还在使用。
当然,后世的炼钢技术和热处理那更是花样太多了,仅仅热处理一项上,淬火的手法就多种多样,可以局部淬火,整体淬火,表面淬火,寒淬,风淬,透淬,喷射淬,分层淬火,火焰淬火,二次淬火,多次淬火等等。许多老铁匠还有自己秘不外传的淬火秘诀。
淬火的介质也从单纯的水和油,发展到了盐,压缩空气,氮气,氩气、氦气,无机盐或碱水溶液,有机物水溶液等等,至于油淬火的介质种类那就更多了。
至于研究冶金历史的人,则通过出土文物,大致上确定。埃及大约在公元前5000年时开始进入青铜时代,公元前1000年左右开始进入铁器时代。
美索不达米亚地区大约在公元前7000年时开始利用自然铜,公元前4000年时开始进入青铜时代,公元前1200年左右开始进入铁器时代。
爱琴海地区大约在公元前3300年时开始进入青铜时代,公元前1000年左右开始进入铁器时代。
印度大约在公元前2500年时开始进入青铜时代,公元前800年左右开始进入铁器时代。
而中国是在公元前1500年左右开始进入青铜时代,公元前500年左右开始进入铁器时代的。
但是坦白,这个结论尽管在历史学者的层面被认可,并且以此推断出冶炼技术是从美索不达米亚地区向四周传播的。
但是在冶金技术学者看来,这很可笑,冶炼技术是不是同源,要看技术本身的内容是否相同具备同根性。仅仅以时间来推断技术传播,那简直就是扯淡。
雷云看着这些少年,心中暗想,行啊,你们不是喜欢剥离吗,我就建造一个巨大的钢铁帝国,我看你们怎么剥离。
我要让这些少年作为种子,从冶金,到物力,化学,到各个领域去,最后建造一个庞大的工业化体系,让你们这帮孙子慢慢的剥离吧。
总有些人不知道出于什么样的心理,总是把原本属于中国的一些东西剥离出去,当然,社会这一项比较复杂,有国家,有社会体系,但社会结构的一个更重要的标志就是农作物。当然,这里边似乎也被剥离了不少。咱们今暂且不。
学生们都在忙忙碌碌的做着自己手中的工作,修整剑胚敲敲打打。铲削剑身这个工作可以是很精细,又耗费时间的工作,考验的就是眼,手,劲的把握。
“你们记住,剑胚在没有淬火的时候,没有恢复硬度,所以很软,此时要用铲刀削铲出剑身的各个面,比如八面,四面,血槽,剑刃等等部位,这样剑看上去就是一把初具模样的剑了。”
“然后在炉中加热到一定的温度,再进行淬火恢复硬度,然后适当回火,就可以打磨抛光了,最后就能得到含光四射的剑了。”
“但是铲削的时候,你们尽量轻一些,每一次铲削不要太多,手要稳,用力要平滑,少量多次,避免出错,因为铲削剑身的损伤是不可逆的,对于花纹钢尤其如此。要尽量去感觉铲刀那种切削剑胚表面的感觉”
“那种感觉和木工推刨子是一样的,要连续,平稳,铲削之后的剑胚要平整光滑,形状规矩,给后边的打磨抛光留下好的基础。懂了吗?”
“是,先生。”
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