退火還在隕石加工中被應(yīng)用,。隕鐵實(shí)際上屬高鐵鎳合金,。居住在兩河流域的人類從公元前3000多年以前就開始使用這一“天賜”的金屬。為了制造刀具或小件物品,，他們采用了退火或鍛造工藝[8],。這是人類最早的鋼鐵熱處理,。我國在商周遺址中共發(fā)現(xiàn)了七件隕鐵制品[14]，有經(jīng)過鍛造和退火加工的痕跡,。其中年代最久的是1972年河北藁城臺(tái)西村商代遺址出土的屬公元前14世紀(jì)的鐵刃銅鉞,。在鐵刃中有高、低鎳層狀組織,，確認(rèn)系采用含鎳較高的隕鐵鍛制而成,。另有一件是1977年在北京平谷縣劉家河村的商代墓葬中發(fā)現(xiàn)鐵刃銅鉞。其中的鐵刃被鍛造成2毫米左右厚的薄片,。這一鐵刃銅鉞明顯是經(jīng)歷過鍛造和退火加工,。相比之下，中國的隕鐵加工較兩河流域晚些,，這些制品的退火加工是否是中國先民所為,，在國際考古學(xué)界仍有爭議,。國外有相當(dāng)多的學(xué)者認(rèn)為，這一件物品很有可能是從中東或亞洲其它地區(qū)引入的,，他們認(rèn)為中國用鐵歷史較短,，在當(dāng)時(shí)還沒有能力進(jìn)行類似的金屬加工[11]。
退火在商代被用于自然金的加工,。自然金主要來源于天然金塊和砂金的熔塊,。金的早期一個(gè) 重要用途是做成很薄的金葉或金片，來裝飾器物,。國外早期通常采用冷加工使金片的厚度減到百 分之幾毫米,。中國出土的金制品多為飾物，如金臂釧,、金耳墜,、金珥、金葉等,，出土的商代遺存中還有相當(dāng)薄的金箔,。如安陽大司空殷商墓出土的金箔,，其厚度為 0.01±0.001mm,，經(jīng)原北京鋼鐵學(xué)院冶金史教研室分析，其晶粒大小均勻,、晶界平直,，認(rèn)為是采用鍛打和退火工藝制成的[12]。由于中國早期在建筑等方面的大面積裝飾需要,，促使中國工匠在金箔的加工中應(yīng)用了退火處理,。退火的應(yīng)用，使中國商代就擁有金箔,。
周朝,，特別是春秋戰(zhàn)國時(shí)期，是我國的冶鐵術(shù)的肇始時(shí)期,。這期間出現(xiàn)了固體滲碳制鋼術(shù),。固體滲碳是采用將工件埋入固體滲碳物質(zhì)中進(jìn)行處理的工藝技術(shù)，它是最古老的熱處理技術(shù)之一,。中國固體滲碳處理大約開始于春秋時(shí)期,，其年代大約在公元前7至前6世紀(jì)左右，這是金屬化學(xué)熱處理的開端,。固體滲碳鋼可以制作更加鋒利,、細(xì)長的兵器，是換代的兵器材料,。中國古代的文獻(xiàn)《越絕書》對此有描述,，“黃帝之時(shí),，以玉為兵，禹穴之時(shí),，以銅為兵,，當(dāng)此之時(shí)(文中指春秋時(shí)期，筆者注),，做鐵兵,，威服三軍”。固體滲碳制鋼在我國的應(yīng)用比國外制鐵業(yè)的發(fā)源地落后了大約十個(gè)世紀(jì),。采用固體滲碳法制取的產(chǎn)品被稱為快煉鐵,。我國出土的塊煉鐵實(shí)物不多，考古證實(shí)在春秋晚期墓葬中已經(jīng)出現(xiàn)中碳的塊煉鐵滲碳鋼,。如對湖南長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍的分析表明[8],，其含碳量為0.5%左右，屬塊煉鐵滲碳鋼制品,，其年代為公元前 6世紀(jì)左右,。
戰(zhàn)國時(shí)期，我國古代熱處理的一項(xiàng)舉世矚目的成就是發(fā)明了鑄鐵柔化術(shù),。經(jīng)大量的考古證實(shí),， 我國鑄鐵的發(fā)明大約在春秋中期。迄今發(fā)掘出年代最早的鑄鐵殘片是在山西天馬——曲村晉文化 墓葬中出土的,。屬于戰(zhàn)國早期用白口鑄鐵制成的產(chǎn)品亦發(fā)掘出十余件[13],。中國工匠為了克服白口 鑄鐵的脆性，大約于公元前五世紀(jì)發(fā)明了適用于鑄鐵柔化處理的退火技術(shù),，在河南洛陽戰(zhàn)國早期 灰坑出土的鐵錛,，其內(nèi)部組織為萊氏體，表面有約1毫米左右的珠光體帶,。珠光體層的存在,，使白口鑄鐵具有韌性，很明顯這是通過退火處理得到的組織,。與鐵錛同坑出土還有一個(gè)鐵 ,。這一鐵 已基本繡蝕，其殘部經(jīng)金相檢驗(yàn)表明,，其基體組織為鐵素體脫碳層,，石墨組織為比較完善的團(tuán)絮狀退火石墨?？梢哉J(rèn)為這是通過退火得到的展性鑄鐵,。據(jù)分析其大約是經(jīng)過在900℃或稍高的溫度下，進(jìn)行長時(shí)間的退火,，使?jié)B碳體分解,，得到團(tuán)絮狀的石墨,，歐洲同類型的可鍛鑄鐵的出現(xiàn)是在1720年之后[14]。
根據(jù)文物考古分析,，中國古代淬火技術(shù)可能最早被應(yīng)用于塊煉鐵中,。考古發(fā)掘的一件淬火實(shí) 物[15]是河北易縣燕下都武陽臺(tái)村戰(zhàn)國晚期遺址出土的鋼劍,。其含碳量為0.5%～0.6%,，整支劍身由高碳層與低碳層相間組成，刃部主要由淬火馬氏體所構(gòu)成,。這是典型的塊煉滲碳鋼疊打鍛造的淬火組織,。經(jīng)過鍛打塊煉鐵，鐵吸收了炭份,，減少了夾雜物就成為鋼,。這種鋼組織緊密、碳分均勻,， 適用于制作兵器和刀具,。這一煉鋼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展是“百煉鋼”技術(shù)。對戰(zhàn)國時(shí)期的鋼鐵制品的金相分析還發(fā)現(xiàn)鋼鐵內(nèi)部有類似回火和正火的組織,，我國工匠可能在無意之間應(yīng)用了類似于回火和正火的工藝,，從而拓展了鋼鐵制品的用途。
