綦毋懷文

綦毋懷文，姓綦毋（音其吳，qí wú），名懷文，是我國南北朝時期著名冶金家。他生活在公元六世紀北朝的東魏、北齊間，具體生卒年代歷史上缺乏記載，只知道他好“道術”，曾經作過北齊的信州（今河南省沈丘縣一帶）刺史。

綦毋懷文，襄國沙河（今邢台沙河）人，襄國宿鐵刀的發明者。但是綦毋懷文在史書上記載很少，只知道他生活在公元六世紀北朝的東魏、北齊時代，他喜歡“道術”，曾經做過北齊的信州（今河南省沈丘縣）刺史等。

據《北史》和《北齊書》記載，他曾使用“灌鋼法”冶鍊鋼刀及利用兩種淬火介質進行淬火以製作刀具。這是古代關於灌鋼技術最詳細、最明確的較早記載。在此之前，雖然也有少量文獻有關於灌鋼的記載，但都非常簡略，使後人難以了解其具體含義和方法。因此可以說，綦毋懷文雖然可能不是灌鋼法的最早發明者，但卻是目前所知灌鋼法的最早實踐者和革新者，為灌鋼法的發展做出了無與倫比的貢獻。

大約在東漢末，我國已可能出現了鍊鋼新工藝“灌鋼”法的初始形式。南北朝時，綦毋懷文對這一鍊鋼工藝進行了重大改進和完善，使這種新的鍊鋼方法趨於穩定，操作更加方便、實用。灌鋼法同百鍊法、炒鋼法等鍊鋼方法相比有明顯的優點，在高溫下，液態生鐵中的碳分及硅、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生劇烈氧化反應，這樣可以去除雜質，純化金屬組織，提高金屬質量。因此，灌鋼法可以減少反覆摺疊、鍛打的次數，提高勞動生產率；而且灌鋼法操作簡便，易於掌握，便於推廣。

灌鋼自出現以來，尤其是綦毋懷文進行了重大改進之後，在我國逐漸推廣開來。南北朝時期，民間已用它製作刀、鐮等；到了唐朝，灌鋼得到進一步發展，特別是在今天的河北一帶，許多冶鍊家在使用綦毋懷文創造的冶鍊工藝；到宋代，灌鋼流行全國，已經取代炒鋼和百鍊鋼，成為當時主要的鍊鋼方法；到明朝時，灌鋼技術進一步發展，出現了新的工藝形式“蘇鋼”，這是灌鋼的高級發展階段；直到近現代，在安徽的蕪湖、湖南的湘潭、四川的重慶、威遠等地人們還在使用；可見其影響深遠。灌鋼的出現，為我國鍊鋼技術和生產的發展起了巨大的推動作用，在坩堝鍊鋼法發明之前，它一直是一種先進的主要鍊鋼方法。而綦毋懷文對灌鋼工藝的發展作出了巨大貢獻。

綦毋懷文在制刀和熱處理方面同樣做出了傑出貢獻。他總結了前人在制刀技術和熱處理方面的豐富實踐經驗，經過不斷鑽研和實踐探索，創造了一套新的制刀工藝和熱處理技術。他做出的刀極其鋒利，能夠一下子斬斷鐵甲30札。

在綦毋懷文之前，我國古代的鋼刀大都用百鍊鋼製成，這樣製作的刀、劍雖然性能優異鋒利無比，但也存在不少缺陷，整把刀全部用百鍊鋼製成，因此價格昂貴；如一把東漢時期的名鋼劍的價錢可以購買當時供7個人吃兩年9個月的糧食。而且百鍊鋼製作刀劍費時費力，三國時，曹操命有司製作寶刀5把，用了三年時間。為此，綦毋懷文對制刀工藝進行了重大更新，他用灌鋼法煉製的鋼做成刀的刃部，而用含碳量低的熟鐵作刀背，這樣製成的刀具刃口鋒利而不易折斷，剛柔兼備、經久耐用。這表明綦毋懷文對鋼鐵的性能有比較深刻的認識，而且能根據不同的用途合理選擇材質，發揮各種材質的優點和長處，節省某些貴重材料，降低成本和費用。一把刀的背部、刃口實際起著不同的作用，因而要求具有不同的性能。一般來說，刃口主要起刺殺作用，因而要求有比較高的硬度，這樣才能保證刀的鋒利，所以應該選擇含碳量較高、硬度較大的鋼來製造。而刀背主要起一種支撐作用，要求有比較好的韌性，使刀在受到比較大的衝擊時不致折斷，這樣就要選擇含碳量較低、韌性較大的熟鐵。綦毋懷文正是有了上述類似認識，在製作刀具時才能夠將熟鐵和鋼巧妙結合起來，將二者恰到好處地用在合適的地方，既滿足了鋼刀的不同部分的不同要求，又節省大量昂貴鋼材，利於鋼刀的推廣和普及。這種制刀工藝，今天還在沿用。

我國早在戰國時代就使用了淬火技術，但是長期以來，人們一般都是用水作為淬火的冷卻介質。雖然三國時的制刀能手蒲元等人已經認識到：用不同的水作淬火的冷卻介質，可以得到不同性能的刀，但仍沒有突破水的範圍。而綦毋懷文則實現了這一突破，他在製作“宿鐵刀”時，使用了動物尿和動物油脂作為冷卻介質。動物尿中含有鹽分，冷卻速度比水快，用它作淬火冷卻介質，淬火后的鋼比用水淬火的鋼堅硬；而動物油脂冷卻速度則比水慢，淬火后的鋼比用水淬火的鋼有韌性。這是對鋼鐵淬火工藝的重大改進，一方面擴大了淬火介質的範圍，另一方面可以獲得不同的冷卻速度，以得到不同性能的鋼。綦毋懷文還可能使用了雙液淬火法，即先在冷卻速度大的動物尿中淬火，然後再在冷卻速度小的動物油脂中淬火，這樣可以得到性能比較好的鋼，避免單純使用一種淬火介質淬火（即單液淬火）的局限。因為只用一種淬火介質畢竟難以兩全其美，如果使用的淬火介質冷卻速度比較快，就容易引起工件開裂、變形等缺陷；如果淬火介質冷卻速度緩慢，就會使工件韌性有餘，硬度不足，難以滿足使用的要求。這樣就需要使用雙液淬火法，即在工件的溫度比較高的時候，選用冷卻速度比較快的淬火介質，以保證工件的硬度；而在溫度比較低的時候，則選用冷卻速度比較小的淬火介質，以防止工件開裂和變形，使其有一定的韌性。雙液淬火法是一種比較複雜的淬火工藝，掌握起來並非易事，它需要操作者有很高的技術水平和豐富經驗。既要掌握好開始淬火的溫度（溫度過高，淬火后工件發脆，溫度過低，則硬度不夠），又要掌握好從第一種介質取出的時機（實際也是工件溫度）；這在當時沒有測溫、控溫設備的條件下，完全依賴操作者的感觀把握和操作技巧。綦毋懷文能在這種困難條件下掌握如此複雜的淬火工藝，實在是一個了不起的成就。

綦毋懷文能在1400多年前，在鋼鐵冶鍊、制刀、淬火工藝等方面作出如此傑出的成就，是中華民族的驕傲。我國冶金技術能夠在古代長期領先於世界，正是靠了綦毋懷文和千百萬工匠的辛勤勞動，他們的突出貢獻，為祖國贏得了榮譽，為後人所敬仰。因此，當我們研究和總結古代科學技術的偉大成就的時候，也應該記住他們的功績。