材料一：
一个小时前，我才认识布莱恩。他发现我是科学家后，开始向我解释他发明的电动磨刀机。他说他的发明会掀起剃须刀革命，因为从此所有人只需要买一次刀片。我狐疑地望着他，这时候我就不得不和他谈谈钢以及它背后的金属了。直到20世纪，科学家才对钢有深入的了解，这实在很怪，因为锻铁这门技术已经代代相传了数千年。尽管在19世纪，人类对天文、物理和化学已经有了惊人的理解，但工业革命所仰赖的铸铁和炼钢还是全凭经验和运气。
在石器时代，金属非常罕见。铜和金是当时仅有的金属来源，因为地壳中只有这两种金属是自然存在的，其他都必须从矿石中提炼。在冶铁技术出现之前，铁这一金属主要来自天上的陨石。关于从天而降的金属，没有人比家住波斯尼亚北部的拉伊奇体会更深了。2007年到2008年，他家就至少五次遭陨石击中。从统计学角度来看，发生这种事的概率实在微乎其微，拉伊奇说外星人锁定了他家，听起来还蛮有道理的。他在2008年发表这个看法，结果他家又遭陨石击中一次。科学家调查后证实是陨石没错，并开始研究他家附近的磁场，希望找出这非比寻常的高频率背后的原因。
少了金、铜和陨石铁，我们石器时代的老祖先就只能用石头、木头和兽骨制作工具。木头一敲不是碎了、裂了，就是断成两截，石头和兽骨也不例外。金属跟这些材料不同，金属可以锻造——加热后会流动且有可塑性。不仅如此，而且金属越敲越强韧，金属在敲打时迸发的火星就是金属中所含的碳杂质，经过提纯的金属，晶格更加致密，硬度更高。
金属由晶体组成，这个想法可能很怪。因为提到晶体，我们通常会想到透明的多面体矿石，例如钻石或翡翠等。金属的晶体特质从表面看不到，因为金属不透明，而且晶体构造通常小到必须用显微镜才看得见。晶体里的原子都按特定方式堆积，将这些原子连接起来，便形成了一个空间格子，叫做晶格。金属键把原子固定在位置上，使得晶体变得强韧。但我们使用电子显微镜观察金属晶体时，晶体内部却有着驳杂的线条，称之为“位错”。位错是金属晶体内部的瑕疵，表示原子偏离了原本完美的构造，是原子的断裂。位错听起来很糟，其实大有用处。金属之所以能成为制作工具、切割器和刀刃的好材料，就是因为位错，因为它能让金属改变形状。你不必用到锤子就能感受位错的力量。拗弯回形针，就是把金属晶体弄弯，要是晶体不弯，回形针就会像木棍一样碎裂折断。金属的可塑性来自位错在晶体内的移动。位错移动会带着微量的这种物质，以超音速从晶体的一侧移向另一侧。换句话说，当你拗弯回形针时，里面有将近1.0×1013个位错在移动。虽然每个位错只移动一小块晶体，但也已经足以让金属成为具有超级可塑性的物质，而不像岩石那样易碎。
金属的熔点代表晶体内金属键的强度，也代表位错容不容易移动。铝的熔点不高，其晶体内金属键易断裂，因此位错移动容易，这使得铝非常柔软。铜的熔点较高，位错不易移动，因此较坚硬。加热会让位错移动，让金属内部的原子重新排列组合，结果之一就是让金属变软。摩擦会生热，而不管以电动或其它方法摩擦，都会使金属变软而非变硬。我这么跟布莱恩说，布莱恩说他知道，但是他坚称他的电动磨刀机不会产生热量。
（摘编自马克·米奥多尼克《迷人的材料》）
材料二：
淬火——这个词对某些人来说可能有点陌生，但在许多行业中都具有极其重要的意义。它涉及一个将材料转化为所需形式的迷人过程。那么，淬火工艺到底是怎样的呢？和我一起潜入淬火世界并揭开它的秘密！
淬火是一种热处理工艺，涉及快速冷却金属或合金以增加其硬度。但淬火到底是如何进行的呢？让我们深入了解细节。在淬火过程中，金属或合金被加热到称为奥氏体化温度的特定温度。该温度既根据所处理的材料性质而变化，也根据材料的用途而变化。一旦到达奥氏体化温度，材料的晶体结构就会从铁素体或珠光体转变为具有面心立方结构的奥氏体。这时候将加热的材料浸入水、油或盐溶液等淬火介质中，快速冷却。淬火介质的选择取决于材料用途所需的硬度和变形控制等因素。当金属与这种冷介质接触时，它再次经历相变——从奥氏体到马氏体。马氏体的特点是硬度高。它是由于淬火过程中的突然冷却而形成的，将碳原子捕获在其晶格结构内。
淬火的成功很大程度上取决于实现适当的冷却速率，并避免可能导致所处理零件破裂或变形的过度热应力。为了确保受控的冷却速率，可以采用不同的方法，例如搅拌技术等。
掌握淬火的工作原理又有什么用呢？至少这个原理对于优化汽车制造和工具生产等各个行业的热处理工艺至关重要，这些行业需要硬化材料来增强性能特征。
（摘编自《淬火的过程与方法》）
铁匠将加温到一定程度的铁料夹到铁墩上，之后举锤反复敲打，然后再将锻好的铁件放入水内，“哧啦”一声，即可将之取出来。
