鋼弩的制造關鍵,還有批量熱處理,還有批量滲碳法,關鍵全在土窯上。
為一探究竟,李孟羲預備蓋一百個土窯,這是一項宏達的測試。
李孟羲的計劃是這樣的,找一片平闊的地方,然後蓋一百個標準的長方體的棺材狀土窯。
而為何特意要蓋成長方體的,這是因為,長方體的體積好計算,好控制。
而若是蓋成一個穹頂形狀,窯的大小和體積就不好控制了。
從窯的設計來講,土窯構造簡單,只用黃土就足以壘成,蓋成穹頂形狀是最好的,因為穹頂形狀天然的具有高強度。但若結合實驗所需,穹頂結構沒辦法建成標準的球形,因而內部的體積就不容易控制。
而土窯內部體積的控制又是精確控制土窯內氧氣,從而進一步控制火焰燃燒的時間,再進一步控制窯內溫度的關鍵。
所以,能精確實驗,便只能用規整的長方體的窯體。
召集了大批匠人和民夫之後,李孟羲把建造任務交給了之前搭造祭台的那個建造匠人,李孟羲吩咐下的施工要求是,所有的土窯,窯室的高全都得是六尺,前後一般高,不能太高。
第二,窯壁要越厚越好。
第三,窯洞要能方便密封,密封的越緊實越好。
第四,窯中要建炭池,炭池大小要一樣。
所需的一百個土窯,高寬都要完全一致,但是,深度依次遞增。
第一個窯,窯高六尺,寬一丈,深五尺。
第二個窯,高六尺,寬一丈,深六尺。
依次往後,深七尺,八尺,九尺,十尺……
終到一百尺。
整個施工關鍵,顯然是精確,要一尺一尺的往深了加窯。
有如此要求是為了能讓窯里的氧氣體積一尺一尺的增加,以此來達到梯度溫度的效果。
造城匠人接過任務之後,面對著諸多要求,經驗豐富的造城匠人一眼就看出,關鍵就在一尺尺增加的窯長。
只是有一點,窯只六尺高,進出得低著頭,很是不便,匠人建議說能建高一點,李孟羲微微一笑,說到,“不必,窯低一點,恰是所求。”
那麼為何要把土窯建那麼低呢,關鍵一點,容易控制體積。
從窯本身來說,控制體積的方法,要麼控制高和寬,而要麼控制長度,固定住高度,通過延長長度這是最方便的方法。
而要控制高度,牆得一點一點往高了壘,最後壘到百尺高度,能不塌了?
而不控制寬度的原因是,窯只是黃土搭的,橫向跨度太長,窯也是要塌的。
所以,便只能是增加窯長。
而為了盡可能把溫度梯度更加細分,窯是越低越窄的好,窯越細長,每加一尺長度,體積遞增便越少,從而便使梯度更細微,也能使測試更加精確。
為使窯搭的盡可能精確,建造匠人拿著尺索帶著人親自去測量去了。
李孟羲知曉,這一百個窯建起到使用,非大幾日不能完成。
這還是測試場地的準備,到測試過程中,還得需要大量鐵片。
百座窯爐,一窯里放十根鐵條,那就得一千根鐵條。
且,這一千根鐵條得厚薄一樣,長度一樣,寬窄一樣,不僅如此,還得是淬火強度也一樣,不如此,沒辦法進行測試。
而據李孟羲所了解,按徒手打造鐵器的方法,匠人們打造刀劍時,成品的刀劍重量很不穩定,重一點輕一點參差不齊,而根本沒辦法生產一千根長寬重量完全一模一樣的鋼條。
考慮到這一點,也就不能用鍛造的方法來打造,得用鑄造法。
用同樣一個模具,用鐵水鑄造,依照這個方法,才有可能制造出一千個誤差極小的鐵條。
而關于鑄鐵之法,多達千次的鑄造,李孟羲不很確定模具的耐久性如何,鑄造到半途模具會不會損壞,會不會膨脹從而使重量遞增之類的。
當李孟羲帶著疑問去了鐵匠營,他把問題告知一眾匠人,匠人遲疑道,“模具怕是經不住千次鑄造,鑄造三五十次,怕就要不準了。”
李孟羲頓時皺眉,“那……這該咋辦?”
經驗豐富的匠人們,輕易給了李孟羲解決之法。
匠人們說,“可用母模分鑄法。”
所謂的母模分鑄法就是,先打造一個母模,然後鑄造一些鐵條出來,之後,以這些鑄造好的鐵條為基,再依之造模。
母模法李孟羲是听明白了,而依匠人們所講,現在軍中用黃泥和草木灰麻布之類的破爛玩意兒所造的簡陋模具,鑄三五十次,模具就不準了。
那保險一點,就鑄二十次。
第一個母模,鑄二十個鐵條,第二批二十鐵條再鑄二十個,得四百,四百再分鑄,每模鑄個三次,就能達到一千所需。
只是有一點,李孟羲覺得,模具換得次數越多,誤差會越大。
他問匠人,連翻模三次,鐵條會不會越鑄越重?
匠人們謹慎思索一番,“興許會重那麼一點。”
李孟羲眉頭又皺,“那咋辦?”
鐵匠們說,“無大礙,重也重不許多,拿銼刀搓幾下就成。”
完美了。
翻模雖然的確是越鑄越重,但是,重不許多,頂多重那麼一兩克,三五克頂天了。
把後邊的一批成品拿銼刀搓不兩下,就把那點誤差給磨掉了。
而其實,都用不了那麼精確,輕那麼幾g重那麼幾g根本不影響實驗。
李孟羲在匠人們這里得到了重要的幫助,按匠營慣例,李孟羲寫下了共計百斤糧的軍票發給了幾個匠人。
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