大明鐵衛

第一百五十三章 石墨化退火

類別︰歷史穿越 作者︰小雨非非 本章︰第一百五十三章 石墨化退火

    見陳雨終于認可了炮型,公沙•德西勞也松了一口氣。他想了想,決定把這種炮唯一的短板告訴雇主。

    “很高興您能認可這種火炮。但是不得不很遺憾地告訴您︰由于目前鋼鐵材質的問題,這種炮不得不用青銅鑄造。而銅這種材料的匱乏程度想必您也是心知肚明的……”

    陳雨本來興致勃勃,听到這話冷靜了下來。德西勞的話換個角度來理解,就是可以小批量制造,但是大規模量產會受到材料來源的限制。

    明知是徒勞,他還是問了一句︰“用鐵不行嗎?”

    德西勞回答︰“小炮用青銅,重炮用鑄鐵,這是之前就得到您批準的方案。雖然用鐵也能鑄造這樣的小炮,但是目前條件下煉出的鐵,無法勝任高頻率的炮擊強度和溫度,比青銅材質更容易炸膛,出于對士兵生命負責的考慮,個人覺得還是用銅為好。”

    陳雨默然。他對這種兩百斤小炮的定位是步兵支援武器,射擊頻率肯定遠遠高于用于港口和城池防御的要塞炮,如果輕易就炸膛,那就違背了設計這種炮的初衷。可是銅料的貴重和獲得難度也是無法回避的問題,目前千余人的隊伍還好,將來要是擴軍,上哪里找這麼多銅來鑄炮,難不成收集銅錢融化嗎?這種成本遠遠超出了他的預期。

    就在他陷入兩難之際,人群中的林繼祖站了出來,對陳雨說︰“大人,也許我有辦法解決這個難題。”

    陳雨眼楮一亮︰“真的嗎?”

    林繼祖轉頭問德西勞,“德先生,生鐵鑄炮的最大問題就是太脆,對不對?”

    德西勞點點頭︰“生鐵的特性是硬而脆,抗拉性太差,高溫和高膛壓下非常容易炸膛。另外,材質太硬就意味著可加工性太差,內壁基本上沒法切削鏜光,粗糙不平、氣孔很多,導致氣密性變差,推力不夠,炮彈的威力也會隨之下降。而銅的延展性和可加工性都比生鐵強,是目前最合適的材質。”

    陳雨插了一句︰“說到延展性和可加工性,制作火銃的熟鐵也夠軟啊,為什麼不能鍛造大炮?”

    沒等德西勞回答,在一旁觀摩的銃坊管事林阿福接上話頭︰“大人,熟鐵用來打制銃還成,炮就不行了。一來,人力捶打不了這麼厚的鐵塊,鐵皮卷成銃還勉強可以,炮就別想了;二來,熟鐵太軟,硬度還不如銅,最多做銃管,用來做炮管,只怕沒幾炮就要變形……”

    德西勞贊善地說︰“林的說法很專業,听說他是這里最優秀的鐵匠。事實基本上就是他說的那樣,熟鐵做成火槍是鍛造,而厚重的炮管是無法使用人力鍛造的,所以只能融化成鐵水之後用模具鑄造。另外,相對柔軟的熟鐵承受不住火炮的膛壓,很容易變形,使用壽命極短……”

    陳雨對林繼祖說︰“那麼你用什麼辦法解決這個難題?”

    林繼祖指了指自己的父親林阿福︰“我爹就行。”

    林阿福莫名其妙︰“不懂不要亂說,我就是個鐵匠,打把銃還成,哪里會鑄炮了?”

    “其實辦法很簡單,老祖宗已經給咱們指了明路。”林繼祖說,“就是把已經做成成品的生鐵鑄件燜燒後再冷卻,行話叫退火,這樣就能讓那個生鐵變軟,又不至于到熟鐵那種軟的程度,這樣既能避免材質太脆,又有一定的韌性,還利于切削加工。”

    林阿福若有所思︰“你說的,就是做鋤頭、钁、錛之類農具的法子?”

    “對啊,我就是看爹你給街坊做農具才想到這個法子的。”林阿福解釋,“純生鐵的鋤頭硬倒是硬,可是容易斷,燜燒退火之後就堅韌了很多,能夠捶打,還不會輕易斷裂。”

    其實這種工藝在漢代就出現了,學名叫做石墨化退火工藝,漢代稱之為柔化處理。當時生鐵打造的釜、剪、鐮、斧、鏟、鏵等生產工具都是用這種工藝進行處理,讓又硬又脆的生鐵變為不易折斷的韌性鑄鐵,也叫可鍛鑄鐵,歐洲人叫展性鑄鐵,比18、19世紀大規模使用的灰口鑄鐵(注1)有更好的塑性和韌性,硬度和韌性接近于優質碳素鋼,而且比鋼更好加工。

    陳雨驚喜地問︰“就這麼簡單,生鐵燜燒退火就能代替銅?那麼重炮也可以用這樣的辦法嗎?”

    林繼祖搖搖頭︰“這樣的辦法只能用于小鑄件,鋤頭、斧頭之類,太大、太厚的鑄件沒法控制燜燒的力道和內外壁冷卻的速度,不管是外熱內冷還是外冷內熱都更容易炸膛。像這種小炮已經是極限了,更大就不行了。”

    “好吧,能夠找到銅的代替方法就行了。”陳雨只能放棄了得寸進尺的想法,只要能保證小炮將來能夠大規模量產,而且不需要耗費貴重的銅,就足夠了。

    林阿福補充了一句︰“大人,繼祖說的這個法子一般是用來打制鋤、钁、錛等農具的,工藝有些繁瑣,如果在鑄造大炮的成品之後再加上這樣一道工序,那麼鑄炮的時間就長了許多,也不知道會不會耽誤大人您的事情?”

    “生產周期長一點倒無所謂,只要能鑄造出精良的火炮,我可以等。”陳雨對人力成本和時間成本的增加倒不是很在意,現在首先是解決有和無的問題,不是追求效率的時候。

    眾人拾柴火焰高,困擾火炮的難題就這樣以“會診”的方式破解了。

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    (注1︰古人煉鐵得到的大多為白口鑄鐵,硬、脆,抗拉性差且不容易加工,而近代高溫爐得到的灰口鑄鐵抗壓強度和硬度接近碳素鋼,減震性好,同時鑄造和切削加工性能較好。鴉片戰爭時期,清朝和西方在鑄炮工藝、材質上的差距達到了頂峰,清朝的岸防炮材質全部是白口鐵,粗糙、氣密性差、容易炸膛,而英軍大部分是灰口鐵,其艦炮性能優越得多,射程和威力都遠超對手,也不需擔心炸膛.)(m.101novel.com)

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