魏晉和南北朝時(shí)期，我國在淬火劑的掌握和應(yīng)用方面取得很大突破。三國時(shí)期的蒲元明確指出水質(zhì)對(duì)淬火的影響。《太平御覽》引《蒲元傳》中有說蒲元“熔金造器特異常法。刀成，自言漢水鈍弱，不任淬用。蜀江爽烈，乃命人于成都取之。”不同的水質(zhì)對(duì)淬火的影響不可否認(rèn)，但在《蒲元傳》中可能是過分強(qiáng)調(diào)了。然而有趣的是在十五個(gè)世紀(jì)以后西方國家居然出現(xiàn)了與上述故事雷同的美國到英國取水淬火的事件。我國對(duì)淬火技術(shù)有重大貢獻(xiàn)的另一人是南北朝的綦毋懷文。《北史•藝術(shù)列傳》指出“懷文造宿鐵刀，其法燒生鐵精，以重柔鋌，數(shù)宿則成剛。以柔鐵為刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斬過三十札。” 五牲之脂是動(dòng)物油，淬火應(yīng)力小、變形開裂傾向小。文中還可見綦毋懷文創(chuàng)造性地提出了采用尿液的淬火工藝。五牲之溺是含鹽水，冷卻能力強(qiáng)、淬硬層深。令人們感興趣的是，如何來理解文中提及的“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”，如果是雙液淬火，則這一出現(xiàn)在公元6世紀(jì)的淬火技術(shù)則是一個(gè)重要的突破。
中國瓷器的制作有悠久的歷史。一般認(rèn)為，青瓷作為瓷器的代表是在三國時(shí)期誕生的。它的制作是將高嶺土做成瓷坯，在其中摻入酸性氧化物，經(jīng)攝氏1000℃的高溫煅燒，成為瓷器。實(shí)際上在新石器時(shí)代晚期，中國古代先民用瓷土作原料，在高溫?zé)傻目碳y白陶和印紋硬陶，是原始瓷器出現(xiàn)的基礎(chǔ)。解放后，從遍及南北的墓葬中，出土了許多東漢、三國、兩晉時(shí)代的青瓷器皿。從這些出土的青瓷來看，由于普遍地采用了優(yōu)質(zhì)的礦物原料作為坯體，而且在胎骨中酸性氧化物二氧化硅相對(duì)地增加了，堿性氧化物氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉等都相對(duì)地減少，這種情況導(dǎo)致青瓷燒成溫度不斷提高。在高溫下燒結(jié)的青瓷器，其胎骨的玻化程度高，而且由于坯料加工精細(xì)，其他雜質(zhì)很少，同時(shí)在其表面施一層青色玻璃質(zhì)釉，使得這種青瓷制品異常美觀、堅(jiān)硬，標(biāo)志著中國陶瓷生產(chǎn)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。
宋元時(shí)期古代工匠除了采用百煉鋼技術(shù)以外，還采用了熟鐵和生鐵合煉的技術(shù)。“團(tuán)鋼”和“灌鋼”技術(shù)，實(shí)際上都屬于液體滲碳制鋼法。北宋的沈括在《夢(mèng)溪筆談》中描述了團(tuán)鋼的制備方法，是“用‘柔鐵’盤屈之，乃以‘生鐵’陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之‘團(tuán)鋼”。液體滲碳與固體滲碳比較，有滲速快、滲層厚度均勻和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等的優(yōu)點(diǎn)。具有冶煉生鐵堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的中國古人獨(dú)創(chuàng)了以熔融生鐵為滲碳劑的液體滲碳方法，極大地推進(jìn)了我國古代的鋼鐵制造業(yè)。液體滲碳究竟始于何時(shí)，目前尚不清楚，很有可能《吳越春秋》描繪的“三百人鼓橐裝炭，金鐵乃濡”就是液體滲碳的開端。采用液體滲碳方法制取“灌鋼”的技術(shù)可能很早，西晉的張協(xié)有“楚之陽劍，歐冶所營，乃煉乃爍，萬辟千灌”。這里所謂“灌”，可能指的是“灌鋼”，到宋代，灌鋼流行全國，已經(jīng)取代炒鋼和百煉鋼，成為當(dāng)時(shí)主要的煉鋼方法。這是我國古代熱處理技術(shù)的一項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性的成就。
明清時(shí)期，中國古代工匠采用了許多熱處理技術(shù)。有關(guān)的記載很多。如明代宋應(yīng)星的《天工開物》、明代方以智的《物理小識(shí)》、清代徐壽基的《續(xù)廣博物志》和清代陳克恕的《篆刻緘度》等。這時(shí)期我國工匠在淬火的控制火候上也有所發(fā)明，如采用預(yù)冷淬火。預(yù)冷淬火對(duì)減小刀具的畸變、提高刀具的強(qiáng)韌性有益處。明代宋應(yīng)星的《天工開物》中有對(duì)采用預(yù)冷淬火技術(shù)制蹉的記載：“以已健劃成縱斜文理，劃時(shí)斜向入，則方成焰。劃后燒紅，退微冷，入水健。”其中“退微冷”，就是預(yù)冷淬火工藝。
在化學(xué)熱處理方面，在應(yīng)用液體滲碳方法制鋼方面又有了很大進(jìn)展，這時(shí)采用所謂的“生鐵淋口”技術(shù)，生產(chǎn)的鋼材被稱為“蘇鋼”。宋應(yīng)星在《錘鍛》篇中提及采用液體滲碳法對(duì)鋤具進(jìn)行表面處理的工藝。鋤用“熟鐵鍛成，熔化生鐵淋口，入水淬健，即成剛勁。”可以看出，該工藝是將鋤具在熔化生鐵中滲碳，目的是使其表面成為高碳鋼，經(jīng)淬火后得到馬氏體而強(qiáng)化。在固體滲碳處理上采用燜熬法固體滲碳工藝。明代宋應(yīng)星的《天工開物》中記載了一種燜熬法固體滲碳技術(shù)，他寫道：“凡針，先錘鐵為細(xì)條。用鐵尺一根，錐成線眼，抽過條鐵成線，逐寸剪斷成針。先蹉其末成穎，用小槌敲扁其本，剛錐穿鼻，復(fù)蹉其外。然后入釜，慢火炒熬。炒后以土末松木火矢、豆豉三物罨蓋，下用火蒸。”可知當(dāng)時(shí)的滲碳是在釜中進(jìn)行的，采用釜外供熱方式，固體滲碳劑中松木火矢是一種木炭，同書有說明火矢是木材經(jīng)“不閉穴火”所獲產(chǎn)物，是主要的滲入劑：豆豉也是含碳物質(zhì)是輔助滲入劑：土末是分散劑，對(duì)防止含碳物質(zhì)的相互黏結(jié)和炭黑的析出有一定的作用。這與當(dāng)今的裝箱固體滲碳方法如出一轍。固/液滲碳處理不同于固體或液體滲碳，它是以固態(tài)物質(zhì)為骨架或載體、液態(tài)物質(zhì)為滲劑的滲碳方式。最常見的固/液滲碳工藝是膏體法滲碳，是將含碳物質(zhì)混和于粘性物質(zhì)中，形成膏體，涂于工件表面，在后續(xù)的加熱處理中，碳滲入工件表面。為了要在涂膏中獲得液相，一般在膏體中都要添加鹽類，鹽在600-900℃經(jīng)常呈熔融態(tài)。《便民圖篡》提及：“羊角、亂發(fā)俱煅灰，細(xì)研，水調(diào)，涂刀口，燒紅，磨之。”羊角、亂發(fā)經(jīng)煅燒后主要成分為氧化鈣、碳酸鈣和未充分燃燒的生物角質(zhì)，這些物質(zhì)含碳。其中氧化鈣、碳酸鈣主要是被用作為載體，而未充分燃燒的生物角質(zhì)為含碳滲入劑。明代《物理小識(shí)》“器用類•淬刀法”中干脆用未經(jīng)煅燒的生物角質(zhì)為含碳滲入劑：“一以羊角，亂發(fā)為末，調(diào)傅刀口，不必蟾酥而自然灰埋也。”其中羊角、亂發(fā)是主要的含碳物質(zhì)，含碳量高于其灰;“蟾酥”為癩蛤蟆皮下的汁液，是生物油脂，油脂不僅可做黏結(jié)劑，也可做滲碳劑：“自然灰”主要成分是碳酸鈉。看來此工藝開始時(shí)的關(guān)鍵是以蟾酥為添加劑，以后發(fā)展成以自然灰為重要添加劑的工藝。這兩種添加劑都是很必要的， 自然灰的應(yīng)用是一個(gè)明顯的進(jìn)展，不僅因?yàn)樽匀换襾碓聪鄬?duì)廣泛，更重要的是因?yàn)樘妓徕c具有明顯的碳原子的催滲效果。現(xiàn)在液體化學(xué)熱處理常用碳酸鈉作為滲碳促進(jìn)劑，在膏體中亦有其催滲效果。
