燒回火（回火）技術：淬火後低溫處理與韌性科學
※圖片為示意圖。目錄
完成淬火——什麼是回火？
在日本刀的所有製造工藝中，「yaki-ire」（淬火/淬硬）是最常被討論的。將塗有泥土回火劑的刀身在爐中加熱，然後迅速浸入水中冷卻，藉此硬化刀刃並產生美麗的hamon（刀紋）——這個戲劇性的過程正是日本刀的象徵。
然而，淬火有一個嚴重的副作用。快速冷卻產生的「馬氏體變態」使刀身變硬的同時引入了脆性(morosa)。一把硬但脆的刀在實際戰鬥或試斬時有斷裂的風險。
為了減輕這種脆性，採用了一個稱為「yakiyamashi（回火/熱處理）」的工藝，也被稱為「回火加熱」。這是一個低溫處理工藝。在實現日本刀的「三大美德」——「不斷、不彎、切得好」——中，回火與淬火本身一樣重要。
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從金屬科學角度看淬火和馬氏體
要理解回火，我們必須首先掌握淬火中發生的情況。
從沃斯田鐵到馬氏體
當鋼（碳含量約為 0.3–1.5%）被加熱到約 800°C 以上時，鐵原子採取面心立方晶格（沃斯田鐵）原子排列，碳原子均勻溶解在晶格內。
從這種狀態快速冷卻時（淬火），碳原子沒有時間被排出晶格，在鐵晶格轉變為體心四方晶格（馬氏體）時仍被「困住」。這種晶格扭曲產生硬度——維氏硬度 HV700–900 或更高，是普通鋼的 2–3 倍。
馬氏體的脆性
問題在於由於晶格扭曲，馬氏體使位錯難以移動，導致材料韌性（彈性）明顯下降。在衝擊作用下，更可能發生脆性斷裂（斷開）而非塑性變形（彎曲）。
淬火直後，刀身處於「硬但脆」的狀態，這在實際使用中並不實用。
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回火的原理——低溫處理以減輕脆性
回火是一個過程，其中淬火後的鋼被加熱到低溫 150–300°C。在此溫度範圍內，不會發生足以軟化鋼的重大轉變，但會發生以下變化。
1. 碳化物的細微析出
馬氏體內困住的碳通過低溫加熱開始以「滲碳體（鐵碳化物, Fe₃C）」的細微晶體形式析出。這緩解了晶格扭曲並恢復了韌性。
2. 殘留沃斯田鐵的穩定化或分解
在快速冷卻時未完全轉變為馬氏體的「殘留沃斯田鐵」通過低溫處理要麼穩定化，要麼轉變為不同的微觀結構。殘留沃斯田鐵帶有在外部應力下突然轉變為馬氏體的危險（應力誘發塑性變形），緩解這一點可防止意外變形。
3. 內應力的緩解
快速冷卻時熱不均勻產生的「殘留應力」通過低溫加熱得到部分緩解。由於內應力是刀身翹曲(sori)變化和微裂紋的根源，其緩解有助於刀身穩定性。
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日本刀中回火實施的形式
在傳統日本刀鍛造中，由於歷史文獻稀少，「回火」工藝是否以與現代冶金學相同的自覺理解來實施仍存爭議。然而，以下角度暗示其實施。
刀工的「冷卻精煉」
淬火後立即的水溫、淬火速度、握持刀身的方式——所有這些都由經驗豐富的刀工精確控制。從水中取出後仍然炙熱時以特定方式握持刀身，一個可能是無意的過程，很可能通過低溫加熱產生了回火效果。
稱為「Sashimodoshi」的工藝
一些刀工有記錄稱為「sashimodoshi」（重新浸入/重新回火）或「modoshi」（回火）的工藝。不同刀工採取了不同的方法：在爐中或殘留火焰中低溫加熱淬火的刀身，或通過安裝刀柄並握持它來將其保持在接近體溫的溫度。
從現代材料科學的角度，這樣的工藝被解釋為在約 150–250°C 產生回火效果，從而改善刀身韌性。
現代刀工的科學方法
一些當代刀工（特別是獲得日本文化廳認證從事該工藝的人）積極納入材料科學知識並有意識地實施回火。使用電子爐和熱電偶溫度計進行溫度控制，有時在設置為 150–200°C 的電子爐中進行回火。
然而，在傳統鍛造中，是否進行「電子控制爐中的回火」存在爭議，強調「基於手感和經驗的傳統工藝維持」的刀工與優先考慮「通過科學控制的質量穩定化」的刀工之間存在哲學分歧。
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當回火不足或過度時會發生什麼
回火不足（脆性過度）
當回火不足時，馬氏體的脆性依然存在，刀身易受衝擊。在試斬或對練中，刀刃易於崩損（hagane-kobore），最壞情況下，刀身斷裂。特別是脊側(mune)上的韌性不足會增加刀身斷裂的風險。
回火過度（硬度損失）
反之，如果回火溫度過高或持續時間過長，馬氏體硬化會喪失，刀身的切割能力減弱。此外，hamon（淬火結構的邊界）可能變得模糊，可能降低其在鑑定中的價值。
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回火對刀紋外觀的影響
回火不改變hamon本身的形狀，但據說對「nie」（沸騰點——刀紋邊界上的顆粒光澤）和「nioi」（香氣——刀紋邊界上的霧狀漸變）的外觀產生微妙影響。
- Nie（刀紋邊界上的顆粒光澤）：當馬氏體顆粒更大時更明顯，但當顆粒通過回火變細時光澤可能改變
- Nioi（刀紋邊界上的霧狀漸變）：與邊界處的溫度梯度和碳化物析出狀態有關；外觀根據回火條件而改變
某些鑑定家具有從hamon中nie顆粒的「豎立」判斷回火程度的技能。
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結論——支持「不斷、不彎、切得好」的科學
日本刀的三大美德——「不斷、不彎、切得好」——不能由單一工藝實現。儘管淬火提供了「切割能力和刀紋」，回火的作用是確保「不斷的韌性」。
由現代材料科學闡明的馬氏體變態、碳化物析出和殘留應力緩解的機制驗證了日本刀工長期以來通過經驗和直覺實踐的技術。回火技術，作為傳統與科學相交的地方，是日本刀鍛造深度的象徵。
