綦毋怀文

南北朝时期冶金家

綦毋怀文，襄国沙河（今邢台沙河）人，中国南北朝时期的著名冶金家，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，为中国冶金技术的发展作出了划时代贡献。

人物生平

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（今河南省沈丘县）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，中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，在中国逐渐推广开来。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，为中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，中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。

中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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