我国古代的制钢术至迟发明于春秋时期。由战国到西汉，钢铁兵器逐渐兴起。西汉中期以后，除弓、矢以外的主要兵器，多已用钢制作。为了提高钢的硬度，淬火技术也迅速地发展起来。

淬火是将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，经过淬火处理的铁器会出现马氏体组织。

燕下都出土的卜字铁戟

根据考古资料并对文物进行分析得出，中国古代淬火技术最早可能被应用于块炼铁中。1974年，河北省易县燕下都出土了一批战国中晚期钢铁兵器，据分析，其中的两把剑和一把戟都进行过淬火处理，它们的金相组织中都有马氏体存在。其含碳量为0.5%～0.6%，整支剑由高碳层与低碳层相间组成，刃部主要由淬火马氏体所构成，是典型的块炼渗碳钢叠打锻造的淬火组织。这是我国目前看到的最早淬火器件，说明在战国中晚期，我国已经发明了淬火技术。

汉代玉具铁剑

两汉时期，钢的淬火技术得到了较为广泛的使用，目前在河北满城西汉中期刘胜墓、辽宁辽阳三道壕西汉遗址、山东苍山县等地都发现经过淬火的钢刀或钢剑。中国科技大学和河南省考古所在对河南渑池出土的汉代铁斧表面的腐蚀产物进行分析是发现铁斧表面大部分面积都残存有一层的白色粉末，检测结果为CaCO3，由此推测试样在制作后期曾经用石灰水淬火处理。石灰水廉价、易得、粘附性能好，因此用石灰水作淬火介质，它能促使亚铁离子转变成正铁离子的稳定状态，使形成的氧化膜更均匀致密，同时石灰水又呈碱性，能中和周围环境中酸的成分，使腐蚀减缓。

在史书上也有有关淬火的文字记载。例如《史记、天官书》说：“火与水合为焠”；王褒《圣主得贤臣颂》说：“巧冶铸干将之璞，清水淬其锋“。其中“焠”、“淬”都是淬火的意思。“干将”是传说中的春秋名剑。尤其值得注意的是刘胜佩剑（图1）和错金书刀（图2），只进行了刃部局部渗碳和局部淬火，这充分反映了当时淬火技术的高水平。

刘胜的佩剑

刘胜墓葬错金书刀通长42.4cm，错金作纤细云雷纹图案，金丝直径0.08～0.12mm

错金书刀通长42.4cm，除刃部外，均错金作纤细的云雷纹图案(图2），金相分析表明，书刀是由低碳钢渗碳叠打而成，经表面渗碳，最后淬火。刀断面的组织中有高碳和低碳分层现象，在高碳区有粗大的非金属夹杂物，这种夹杂物属于铁碳酸盐和氧化铁组成的共晶夹杂物(图3），刃部表面为淬火马氏体组织，维氏硬度HV570，马氏体为针状或片状；往里是马氏体加屈氏体(图4）；刀背没有淬火，表面为经过渗碳的珠光体组织(硬度HV260），心部为铁素体加珠光体组织(硬度HV140），书刀制作的工艺较复杂：由块炼铁锻打、渗碳后登打成形，经过磨制，再表面渗碳，最后刃部局部淬火。刀背和刀身韧性好，但硬度低，便于刻槽和嵌银金丝，金丝径仅0.08～0.12mm，有的线条作平行双线，线间距离为0.1～0.5mm，惊人地显示了工匠精妙绝伦

错金书刀上的高碳和低碳分层组织，夹杂物在高碳层

错金书刀刃部的淬火组织，片状为马氏体，深色块状为屈氏体，深色条状为非金属夹杂物

随着淬火技术的发展，人们逐渐发现了淬火剂对淬火质量的影响，三国（公元222~265年）时代的蒲元和南北朝时期的綦（qi）母怀文在这方面都曾经作出过较大的贡献。

据《蒲元别传》所载，蒲元在今陕西郡县一带的斜谷为诸葛亮制了三千把刀，他说“汉中的水钝弱，不任淬，蜀水爽烈”，于是派人到成都取水。用成都水淬得的刀果然锋利，削装铁珠的竹筒“应手虚落，若雄生雏，故称绝当世，因日神刀”。有一个人在成都水中掺了涪水也被蒲元识别出来了。这个故事虽然有许多夸张的成分，但基本精神与现代科学原理是相合的，即不同地方的水所含盐类有所不同，淬火能力就不一样。明代大科学家李时珍在《本草纲目》卷五中也说到了这个问题，“观浊水流水之鱼与清水止水之鱼，性色回别；淬剑染帛，各色不同；煮粥烹茶，味亦有别”。这里谈到了不同的水对鱼类性态、对淬剑染帛等的影响。可见，我国古代对水的淬火性能是很注意的。蒲元在热处理方面的主要贡献是区别了不同的水对淬火质量的影响。

宿铁刀

綦母怀文是个方术之士，他的贡献是使用了油淬或尿淬—油淬。《北史、艺术列传》綦母怀文造了一把“宿铁刀”，以含碳稍高的“灌钢”为刃，以“柔铁为脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札”。这里说的就是用动物的尿和油作淬火剂。尿是含有盐类的水，比普通水淬火能力更强。油的冷却能力较水低，能避免因淬火应力而产生的裂纹。

元人伪撰《格致粗谈》卷下说“香油淬刀则不脆”的话正好说明了这点，只不过綦母怀文用的是动物油，元人说的是植物油罢了。油淬和尿淬的出现都说明了淬火技术的发展。

除水、尿和油以外，我国古代还使用过许多种淬火剂。如《新唐书》卷222谈到有马血，元《格致粗谈》说到有地溲（大约是一种石油），清《续广博物志》第八卷谈到用一种硝黄、盐卤、人尿合成淬火剂。

古代钢的淬火主要用于锋刃器具，这一技术的发展对我国古代社会生产和社会生活都产生许多积极的影响。

写到这里，我有一种想把家里菜刀烧红了放油里的冲动……