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機械社區(qū)

標(biāo)題: 為什么古代的刀匠大多在夜里給刀劍淬火？ [打印本頁]

作者: 張麻子 時間: 2018-6-2 13:13
標(biāo)題: 為什么古代的刀匠大多在夜里給刀劍淬火？

說起古代中國的制刀工藝，十分值得推崇，制刀的故事更是流傳至今，而且對于制刀細節(jié)描述得也是生動形象，尤其是講到刀劍最后的熱處理，更是神秘萬分，必定有個感人的故事，不過多有雷同：

無非是有個天下無雙的刀匠，選了個伸手不見五指的月黑風(fēng)高夜，干柴烈火，前推后鼓，噼噼啪啪，激戰(zhàn)大半夜，興致正酣……

沒錯，這個古代刀匠只在月黑風(fēng)高夜里干的“勾當(dāng)”就是淬火。

但古代刀匠干這事為什么只選在黑夜里進行呢？難道，有什么東西是我們在白天不能看到的？

事實確實是這樣。

今夜，我就在這里試著作個解釋，難免多有錯漏，請各位多加指正。

1、下面是一把完成的刀胚，在爐子里燒得通紅，一段時間后會略帶橙色，拿出，在黑暗中靜置；

2、由于刀尖較薄，從圖 1開始，就已經(jīng)開始冷卻，顏色漸漸變暗。刀莖位置也是同理。不過比刀尖冷卻得慢點。刀背因為是最厚的，所以還是顏色光亮；

3、冷卻繼續(xù)進行，按理說，再有一點時間，全刀應(yīng)該是冷卻成下圖的樣子（注意，下面是圖8）；

可事實卻不是這樣，刀尖在冷卻過程中，忽然出現(xiàn)了顏色略淺的亮斑（圖 3）；

4、冷卻繼續(xù)，此時，刀莖和刀尾同樣也出現(xiàn)了亮斑，且刀兩頭異常的光斑不斷擴大，形成了一個大圈圈；

5、接著觀察，亮斑形成的圈開始變小，刀的外圍也變得更亮；

6、然后，圈圈越來越小，刀尖開始再次變暗，表明刀尖的冷卻過程重新繼續(xù)；

7、圈圈合攏，刀背形成一個暗黑的半圓，它的溫度低于周圍；

8、忽然，刀背上那個半圓暗黑區(qū)消失了，整個刀背變得光亮，同時，刀尖，刀莖和刀尾部分因為冷卻的關(guān)系，變成暗黑了；

冷卻依然延續(xù)，此時，已經(jīng)再沒有新的亮斑生成了，刀胚慢慢變暗，逐漸消失在黑暗中；

上面這10張照片，每幀的間隔是5秒……在這短短不到一分鐘的時間里，我們見證了鋼材極其特殊的“再輝現(xiàn)象”。

圖 1，為剛出爐的碳鋼刀胚，其仍處于高溫，即純奧氏體狀態(tài)。

圖 2，由于刀尖、刀莖、刀尾較薄，所以其溫度下降得快，顏色迅速變暗。

圖 3，當(dāng)溫度進一步下降時，刀尖、刀莖、刀尾位置首先達到了臨界溫度的上限，里面的奧氏體開始轉(zhuǎn)變成珠光體。這個過程會導(dǎo)致相變潛熱的釋放，從而導(dǎo)致這些部位回溫，出現(xiàn)亮斑。

圖 4 - 7，由于刀背比較厚，降溫較慢 (尚未達到臨界溫度)，所以刀尖、刀尾部分的回溫亮斑對其產(chǎn)生了圍攻之勢，形成了半圈狀。

圖 8，當(dāng)?shù)侗骋步档脚R界溫度上限時，相變潛熱的釋放令整個刀背變得光亮。

圖 9 - 10，當(dāng)?shù)侗忱镉嘞碌膴W氏體的相變完成后，臨界溫度下限已經(jīng)達到，刀胚以恒定幅度繼續(xù)冷卻，逐漸變暗，消失在黑夜中。

這種現(xiàn)象速度之快，加上白天可見光的干擾，導(dǎo)致鋼材表面顏色變化不明顯，所以，我們才不得不在黑暗中進行觀察。然后，通過其暗影的變化，由此來掌握淬火過程。

但是，經(jīng)驗告訴我們，如果鋼材以很高的溫度來淬火，很容易產(chǎn)生淬裂；另一方面，淬火溫度如果太低，則不能達到機械性能的要求。所以，最佳的淬火溫度應(yīng)該是略高于臨界溫度就可以了。

那我們?nèi)绾尾拍塬@得略高于鋼材臨界溫度的淬火溫度呢？

細心的造友在看完10幅插圖的解釋之后，大概已經(jīng)猜到方法。

其實鋼材的慢速加熱和慢速冷卻，其微觀結(jié)構(gòu)的變化、熱量的吸收釋放、外表的顏色變化是一致的，只不過，加熱的過程是冷卻的反過程。

插圖中，慢速冷卻的刀胚經(jīng)歷了鋼材臨界溫度的上限和下限，其變化在黑暗中清晰可見。換言之，只憑看刀胚表面的亮斑及暗影的變化和移動，我們可以迅速地知道鋼體是處在臨界溫度之上（圖 1，2），之中（圖 3 - 8），還是之下（圖 9 - 10）。

回到主題，古代的刀匠在白天鍛打好刀胚之后，會把刀胚先在空氣中慢慢冷卻（正火）或者塞進草木灰中退火，這其實是為了晚上的淬火作準(zhǔn)備。

夜幕降臨之后，刀匠升爐，把爐火調(diào)整到不快不慢，然后把刀胚塞進燃燒的木碳中，緩緩加熱，然后細心觀察露出的刀尾、刀莖部分的顏色變化，這些部分隨著溫度的升高，顏色逐漸由暗紅色轉(zhuǎn)至紅色，鋼的亮度同時也逐漸增加……

忽然，當(dāng)鋼體被加熱到了臨界溫度的下限，這時，一部分珠光體開始向奧氏體轉(zhuǎn)換，需要更多熱能，導(dǎo)致鋼體表面出現(xiàn)溫度的不均勻。所以，刀莖、刀尾部分就出現(xiàn)了一道不容易察覺的暗影。

由于刀體有厚薄長短，加熱時，暗影不斷移動著，然后，刀體達到了臨界溫度的上限，暗影就會消失，此時的鋼體已經(jīng)帶著亮紅色，刀匠稍稍等了一下，將刀胚取出，然后放入冷水中淬火……大功告成！（后面當(dāng)然還要回一下火。）

（轉(zhuǎn)）作者：爽爽開大車

作者: threetigher 時間: 2018-6-2 13:46
漲姿勢了

作者: shentu 時間: 2018-6-2 13:55
然而配的動圖卻是日本的武士刀。。。。

作者: 所羅門_x 時間: 2018-6-2 14:07

shentu 發(fā)表于 2018-6-2 13:55
6 p4 M% M) |' y然而配的動圖卻是日本的武士刀。。。。

呵呵，就是

作者: k-xiangang 時間: 2018-6-2 15:32
淬火溫度靠眼睛觀察，因此選擇晚上。

作者: liuyong453 時間: 2018-6-2 15:48
能將熱處理寫成這樣，LZ覺得是一代高人。

作者: crz222 時間: 2018-6-2 15:55
那么粗的木頭一下就砍了。。。。

作者: oldpipe 時間: 2018-6-2 16:13
很有工匠精神。

作者: 芒果DA 時間: 2018-6-2 16:40

shentu 發(fā)表于 2018-6-2 13:55& C: B7 w8 a! i4 D9 r6 ^! Y% H
然而配的動圖卻是日本的武士刀。。。。

唐刀吧

作者: 狙擊手 時間: 2018-6-2 22:38
科普一下，武士刀就是唐刀的日本山寨版，并且是工藝性最差的哪種。
砍草席是刀具業(yè)的一種評價方式，一個草席相當(dāng)于一個人體。

其實，看到這個文章很久了，但心里久久不能平靜。
正如以前發(fā)貼問剛玉砂輪的法蘭螺絲的擰緊力矩，書籍上都是適當(dāng)?shù)臄Q緊，不知道適當(dāng)是多么寬宏大量，一個瘦小的人和一個三百斤大漢的適當(dāng)?shù)牧α靠赡懿顜妆兑陨希€沒算小個子女士的力量差。
古人沒有測量儀器，想出這勞心費力方法是不得已的智慧。
現(xiàn)在只了解就行，不必刻意模仿。
要用古人的智慧和現(xiàn)代科技技術(shù)結(jié)合起來才會進步更快。

作者: loveskycc 時間: 2018-6-2 22:54
長見識了

作者: 一蓑煙_fCqkC 時間: 2018-6-3 08:13
要用古人的智慧和現(xiàn)代科技技術(shù)結(jié)合起來才會進步更快。

作者: 天天天藍_ 時間: 2018-6-3 08:59
有道理，古代無法測溫，全靠師傅們的一雙法眼

作者: 九月911 時間: 2018-6-3 09:17
相體的轉(zhuǎn)變生動形象，頂一個

作者: yzghsx 時間: 2018-6-3 20:37
學(xué)習(xí)了

作者: 琛富機械 時間: 2018-6-3 21:44
學(xué)習(xí)了，漲了不少見識

作者: 遠祥 時間: 2018-6-4 07:23
淬火后緩慢冷卻的方法不就是正火嗎～

作者: 蘇醒的棉花糖 時間: 2018-6-4 08:02
這個學(xué)問就有點大了去了

作者: 轉(zhuǎn)角遇見 時間: 2018-6-4 08:10
寫的挺好的，觀察細致，可以發(fā)現(xiàn)問題然后通過所學(xué)的知識解決。厲害

作者: 煙雨迷蒙 時間: 2018-6-4 09:11
最后一張動圖是在作弊。斷口明顯不是削的位置。

作者: 藍色格 時間: 2018-6-4 13:36
來長長見識

作者: 24271081 時間: 2018-6-4 16:09
厲害了，小的時候，家里就是手工作坊，經(jīng)常拉風(fēng)箱給煤炭送風(fēng)，老爸則是看著刀體的顏色，進行淬火處理、用的是水。看到這貼想起小時候。

作者: 醉酒成夢 時間: 2018-6-5 08:57
謝謝

作者: jesse_zjh 時間: 2018-6-5 09:00
漲姿勢了。把熱處理描述的這么形象，佩服啊佩服！

作者: jiangsuwanhua 時間: 2018-6-5 09:09
漲知識了，一直以為是因為煙的問題才晚上淬火

作者: 湖泊凌 時間: 2018-6-5 09:18

天天天藍_ 發(fā)表于 2018-6-3 08:59
" q6 |3 s) N1 c, F" C; ]2 F有道理，古代無法測溫，全靠師傅們的一雙法眼

好技術(shù)失傳了，被鬼子學(xué)到了。

作者: 凱南機械鼠 時間: 2018-6-5 10:17

狙擊手發(fā)表于 2018-6-2 22:38
$ @' ]; b, ]$ H7 p科普一下，武士刀就是唐刀的日本山寨版，并且是工藝性最差的哪種。
- Z' E9 H6 A" K0 `2 `' j砍草席是刀具業(yè)的一種評價方式，一個草 ...

”古人沒有測量儀器，想出這勞心費力方法是不得已的智慧。”

說的很有道理，同意層主觀點。很有深度的評論。

作者: 冬樹 時間: 2018-6-5 15:34
講真，第一次看到這么形象的金屬相變知識

作者: 行天下 時間: 2018-6-5 17:26
漲見識

作者: 3983596 時間: 2018-9-1 15:35
大馬士革刀

作者: 技工lm 時間: 2019-1-14 09:55
經(jīng)驗就是對規(guī)律的深入分析和時機掌控！

作者: 品茶論劍 時間: 2020-12-29 13:21
第一次看到這么形象的金屬相變知識

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