綦毋怀文

綦毋怀文

(南北朝时期的着名冶金家)
中文名:
綦毋怀文
出生地:
襄国沙河(今邢台沙河)人
职业:
是我国南北朝时期着名冶金家
人物简介:

綦毋怀文,襄国沙河(今邢台沙河)人,我国南北朝时期的着名冶金家,襄国宿铁刀的发明者。他总结了历代炼钢工匠的丰富经验,对古代一种新的炼钢方法——灌钢法作出了突破性发展和完善,同时在制刀和热处理方面也有独特创造,为我国冶金技术的发展作出了划时代贡献。

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中文名
綦毋怀文
出生地
襄国沙河(今邢台沙河)人
职业
是我国南北朝时期着名冶金家
主要成就
襄国宿铁刀的发明者
綦毋(音其吴,qí wú)
怀文

人物简介

綦毋怀文,姓綦毋(音其吴,qí wú),名怀文,是我国南北朝时期着名冶金家。他生活在公元六世纪北朝的东魏、北齐间,具体生卒年代历史上缺乏记载,只知道他好“道术”,曾经作过北齐的信州(今四川省奉节县一带)刺史。

史册记载

綦毋怀文,襄国沙河(今邢台沙河)人,襄国宿铁刀的发明者。但是綦毋怀文在史书上记载很少,只知道他生活在公元六世纪北朝的东魏、北齐时代,他喜欢“道术”,曾经做过北齐的信州(今四川省奉节县)刺史等。

据《北史》和《北齐书》记载,他曾使用“灌钢法”冶炼钢刀及利用两种淬火介质进行淬火以制作刀具。这是古代关于灌钢技术最详细、最明确的较早记载。在此之前,虽然也有少量文献有关于灌钢的记载,但都非常简略,使后人难以了解其具体含义和方法。因此可以说,綦毋怀文虽然可能不是灌钢法的最早发明者,但却是目前所知灌钢法的最早实践者和革新者,为灌钢法的发展做出了无与伦比的贡献。

主要成就

大约在东汉末,我国已可能出现了炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式。南北朝时,綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善,使这种新的炼钢方法趋于稳定,操作更加方便、实用。灌钢法同百炼法、炒钢法等炼钢方法相比有明显的优点,在高温下,液态生铁中的碳分及硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生剧烈氧化反应,这样可以去除杂质,纯化金属组织,提高金属质量。因此,灌钢法可以减少反复折叠、锻打的次数,提高劳动生产率;而且灌钢法操作简便,易于掌握,便于推广。

灌钢自出现以来,尤其是綦毋怀文进行了重大改进之后,在我国逐渐推广开来。南北朝时期,民间已用它制作刀、镰等;到了唐朝,灌钢得到进一步发展,特别是在今天的河北一带,许多冶炼家在使用綦毋怀文创造的冶炼工艺;到宋代,灌钢流行全国,已经取代炒钢和百炼钢,成为当时主要的炼钢方法;到明朝时,灌钢技术进一步发展,出现了新的工艺形式“苏钢”,这是灌钢的高级发展阶段;直到近现代,在安徽的芜湖、湖南的湘潭、四川的重庆、威远等地人们还在使用;可见其影响深远。灌钢的出现,为我国炼钢技术和生产的发展起了巨大的推动作用,在坩埚炼钢法发明之前,它一直是一种先进的主要炼钢方法。而綦毋怀文对灌钢工艺的发展作出了巨大贡献。

綦毋怀文在制刀和热处理方面同样做出了杰出贡献。他总结了前人在制刀技术和热处理方面的丰富实践经验,经过不断钻研和实践探索,创造了一套新的制刀工艺和热处理技术。他做出的刀极其锋利,能够一下子斩断铁甲30札。

在綦毋怀文之前,我国古代的钢刀大都用百炼钢制成,这样制作的刀、剑虽然性能优异锋利无比,但也存在不少缺陷,整把刀全部用百炼钢制成,因此价格昂贵;如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供7个人吃两年9个月的粮食。而且百炼钢制作刀剑费时费力,三国时,曹操命有司制作宝刀5把,用了三年时间。为此,綦毋怀文对制刀工艺进行了重大更新,他用灌钢法炼制的钢做成刀的刃部,而用含碳量低的熟铁作刀背,这样制成的刀具刃口锋利而不易折断,刚柔兼备、经久耐用。这表明綦毋怀文对钢铁的性能有比较深刻的认识,而且能根据不同的用途合理选择材质,发挥各种材质的优点和长处,节省某些贵重材料,降低成本和费用。一把刀的背部、刃口实际起着不同的作用,因而要求具有不同的性能。一般来说,刃口主要起刺杀作用,因而要求有比较高的硬度,这样才能保证刀的锋利,所以应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起一种支撑作用,要求有比较好的韧性,使刀在受到比较大的冲击时不致折断,这样就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似认识,在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙结合起来,将二者恰到好处地用在合适的地方,既满足了钢刀的不同部分的不同要求,又节省大量昂贵钢材,利于钢刀的推广和普及。这种制刀工艺,今天还在沿用。

我国早在战国时代就使用了淬火技术,但是长期以来,人们一般都是用水作为淬火的冷却介质。虽然三国时的制刀能手蒲元等人已经认识到:用不同的水作淬火的冷却介质,可以得到不同性能的刀,但仍没有突破水的范围。而綦毋怀文则实现了这一突破,他在制作“宿铁刀”时,使用了动物尿和动物油脂作为冷却介质。动物尿中含有盐分,冷却速度比水快,用它作淬火冷却介质,淬火后的钢比用水淬火的钢坚硬;而动物油脂冷却速度则比水慢,淬火后的钢比用水淬火的钢有韧性。这是对钢铁淬火工艺的重大改进,一方面扩大了淬火介质的范围,另一方面可以获得不同的冷却速度,以得到不同性能的钢。綦毋怀文还可能使用了双液淬火法,即先在冷却速度大的动物尿中淬火,然后再在冷却速度小的动物油脂中淬火,这样可以得到性能比较好的钢,避免单纯使用一种淬火介质淬火(即单液淬火)的局限。因为只用一种淬火介质毕竟难以两全其美,如果使用的淬火介质冷却速度比较快,就容易引起工件开裂、变形等缺陷;如果淬火介质冷却速度缓慢,就会使工件韧性有余,硬度不足,难以满足使用的要求。这样就需要使用双液淬火法,即在工件的温度比较高的时候,选用冷却速度比较快的淬火介质,以保证工件的硬度;而在温度比较低的时候,则选用冷却速度比较小的淬火介质,以防止工件开裂和变形,使其有一定的韧性。双液淬火法是一种比较复杂的淬火工艺,掌握起来并非易事,它需要操作者有很高的技术水平和丰富经验。既要掌握好开始淬火的温度(温度过高,淬火后工件发脆,温度过低,则硬度不够),又要掌握好从第一种介质取出的时机(实际也是工件温度);这在当时没有测温、控温设备的条件下,完全依赖操作者的感观把握和操作技巧。綦毋怀文能在这种困难条件下掌握如此复杂的淬火工艺,实在是一个了不起的成就。

人物评价

綦毋怀文能在1400多年前,在钢铁冶炼、制刀、淬火工艺等方面作出如此杰出的成就,是中华民族的骄傲。我国冶金技术能够在古代长期领先于世界,正是靠了綦毋怀文和千百万工匠的辛勤劳动,他们的突出贡献,为祖国赢得了荣誉,为后人所敬仰。因此,当我们研究和总结古代科学技术的伟大成就的时候,也应该记住他们的功绩。

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