綦母怀文

綦毋怀文，不知何郡人。以道术事高祖。武定初，官军与周文战于邙山。是时官军旗帜尽赤，西军尽黑。怀文言于高祖曰："赤火色，黑水色，水能灭火，不宜以赤对黑。土胜水，宜改为黄。"高祖遂改为赭黄，所谓河阳幡者。 

又造宿铁刀，其法烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚。以柔铁为刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札。今襄国冶家所铸宿柔铤，乃其遗法，作刀犹甚快利，不能截三十札也。怀文云："广平郡南干子城是干将铸□处，其土可以莹刀。怀文官至信州刺史。 

又有孙正言，谓人曰："我昔武定中为广州士曹，闻城人曹普演言：“高王诸儿，阿保当为天子，至高德之承之，当灭。”"阿保谓天保，德之谓德昌也，灭年号承光，即承之也。

綦母怀文，北朝北齐冶金家。生卒年不详。曾任北齐时的信州（今四川万县和湖北巴东之间）刺史。他是有记载的最早应用灌钢技术的实践者。他将生铁水灌注到未经锻打的熟铁中而制成灌钢，又以柔钢为脊，灌钢为刃，成功地使用了油淬和尿淬的金属热处理工艺，制成刀锋刚利的宿铁刀，据传能斩甲30层。

据《

綦母怀文，北齐时人，灌钢法的实践者。《北史》记载：怀文“造宿铁刀,其法烧生铁精以重柔铤,数宿则成刚”。就是用液态生铁对熟铁渗碳。这是关于灌钢技术的最早记载之一。他制作宿铁刀时，“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”。因为牲畜尿中含有盐类，具有比水高的冷却速度，所以能使淬火后的钢获得较高的硬度。牲畜油脂冷却速度较低，能避免钢淬火时脆裂，提高韧性、减少变形。他使用不同类型淬火剂，表明已经认识到淬火剂同淬火后钢的性能之间的关系。

灌钢法

我国是世界上最早使用铁的国家之一，古代劳动人民创造了许多世界性成就，为人类的发展作出了自己的贡献。我国古代的钢铁冶炼技术和世界其他各国一样，经历了一个由低级向高级、不断发展的历史过程。春秋以前，我国的冶炼技术还处于比较原始的低级阶段，当时使用的冶铁方法称之为“块炼法”。这是由于当时炼铁使用木炭作燃料，热量少，加上炉体小，鼓风设备差，因此炉温比较低，不能达到铁的熔化温度，所以炼出的铁是海绵状的固体块，等到炉子冷却后就取出铁块。所以称之为“块炼法”，炼出的铁称之为“块炼铁”。块炼铁冶炼比较费时，质地比较软，含杂质多，必须经过锻打工艺才能成为可以使用的熟铁。钢铁冶炼技术的进一步发展是“块炼渗碳钢”。出土文物表明，我国最迟在战国晚期已经掌握了这种最初期的炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中，需要不断地反复加热，铁吸收了木炭中的炭份，提高了合碳量，减少夹杂物就成为钢。这种钢组织紧密、碳分均匀，适用于制作兵器和刀具。炼钢技术的进一步发展是“百炼钢”技术。这是人们在打制器物的时候，有意识地增加折叠、锻打次数，一块钢往往需要打打烧烧、烧烧打打，重复很多次，甚至上百次，所以称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多，组织更加细密，成份更加均匀，所以钢的质量有很大提高，主要用于制作宝刀宝剑。在西汉中晚期，我国又出现了新的炼钢技术“炒钢”，这是在生铁冶铸技术的基础上发展起来的一种炼钢新技术。大约在春秋末期，我国就已发明了生铁冶铸技术，以后经过长时间的实践和探索，逐渐形成了利用生铁为原料的炒钢技术。其基本方法是将生铁加热成半液体或液体状态，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧来去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，除去渣滓，控制得当，就能直接获得钢，这就是炒钢技术。这项技术的发明是炼钢技术的重大突破，它使冶铁业能向社会提供大量廉价、优质的熟铁或钢，满足生产和战争的需要。炒钢的出现也大大促进了百炼钢技术的发展，人们可以以炒钢为原料，经过反复加热、折叠、锻打成质量很好的钢件。但是炒钢和百炼钢技术还存在一定缺陷，如炒钢工艺复杂，不容易掌握；百炼钢费工费时。  　　因此大约在东汉末，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，在柑锅炼钢法发明之前，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，这样制做的刀、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

綦毋怀文能在140O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。