綦母怀文
华觉明
綦母怀文东魏北齐人。籍贯、生卒年不详。冶金术。
据《北史》卷八十九列传第七十七艺术上记载:“怀文造宿铁刀,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,是其遗法,作刀犹甚快利,但不能顿截三十札也。”
这里所说的宿铁法,是南北朝时期制钢术的重大创造。按东汉末年王粲《刀铭》有“灌辟以数”的记载。西晋张协《七命》说:“销逾羊头, 镤越锻成,乃炼乃烁,万辟千灌。”“销”指生铁,“镤”为熟铁,“辟”、“灌”分指折叠和淋注。这两条记载,说的都是将熔融的生铁和熟铁合炼成钢的工艺,应是《梦溪笔谈》所载灌钢(或称团钢)的初始形式。宿铁法只须数宿即可成钢,比东汉、西晋时期灌辟操作的次数要少,工艺上显有改进。由于将熔融的生铁(即“生铁精”)和熟铁合炼,使碳分扩散,趋于均匀,液态生铁中的碳分与熟铁中的氧化物起作用,又有利于去除杂质, 纯化组织,成为含碳量较高的优质钢料,适于做刀刃使用。
至于宿铁刀的做法,按上述记载可知,是用含碳量低的熟铁(即“柔铁”)作刀脊,将宿铁(早期的灌钢)作刀刃,实际即是后来所谓“夹钢”。这样做成的刀具,锋刃坚利而又不易拆断,刚柔兼备,经久耐用,属于钢、铁复合材质。
为获得锋利的刀刃,宿铁刀在淬火时使用了畜溺和油脂两种淬火介质。前一种含有盐分,冷却速度比水要快,利于淬硬;后一种冷却速度比水要慢,可以使钢料更为坚韧。这是对钢铁淬火工艺的重大改进。也有可能已使用双液淬火,即先在冷却速度大的畜溺中淬火,避免奥氏体在高温转变;再在油脂中淬,使马氏体的转变较为缓慢,以减小变形和开裂的倾向。“淬”有没入的意思,如刘良所说“淬谓烧刃令热,渍于水中也”; “浴”可作忽上忽下解,如《大戴礼记·夏小正》:“鸟浴者也,飞乍高乍下也。”看来,“浴”和“淬”在次序上有先后之分,具体操作也不一定相同,浴刀时忽上忽下便于控制和观察火候,淬刀时则没入油脂中任其冷却。
《北史》的这些记载又见于《北齐书》卷四十九列传第四十一方伎。这两部史籍都编定于唐代,并收入了《齐书》和《齐志》中的材料,其中明言“今襄国冶家所铸宿柔铤,是其遗法”。襄国在今邢台、邯郸地区, 也就是沈括《梦溪笔谈》提到的“磁州锻坊”所在地。可见,綦母怀文对
制钢术的改进,其影响是十分深远的。《北史》载:“怀文又云:‘广平郡南干子城,是干将铸剑处,其土可莹刀’。”用特定的“土”来磨莹刀剑,屡见于古籍,有可能是利用其化学特性来显示花纹或起研磨的功用, 所有这些记载都符合于现代科学原理,表明綦母怀文确是我国古代杰出的技术家。