第一百五十三章 石墨化退火

　　見(jiàn)陳雨終于認(rèn)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(rèn)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(zhì)的問(wèn)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(lái)興致勃勃，聽(tīng)到這話(huà)冷靜了下來(lái)。德西勞的話(huà)換個(gè)角度來(lái)理解，就是可以小批量制造，但是大規(guī)模量產(chǎn)會(huì)受到材料來(lái)源的限制。

　　明知是徒勞，他還是問(wèn)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(zhǔn)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(wú)法勝任高頻率的炮擊強(qiáng)度和溫度，比青銅材質(zhì)更容易炸膛，出于對(duì)士兵生命負(fù)責(zé)的考慮，個(gè)人覺(jué)得還是用銅為好。”

　　陳雨默然。他對(duì)這種兩百斤小炮的定位是步兵支援武器，射擊頻率肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shè)計(jì)這種炮的初衷。可是銅料的貴重和獲得難度也是無(wú)法回避的問(wèn)題，目前千余人的隊(duì)伍還好，將來(lái)要是擴(kuò)軍，上哪里找這么多銅來(lái)鑄炮，難不成收集銅錢(qián)融化嗎？這種成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了他的預(yù)期。

　　就在他陷入兩難之際，人群中的林繼祖站了出來(lái)，對(duì)陳雨說(shuō)：“大人，也許我有辦法解決這個(gè)難題?！?p>　　陳雨眼睛一亮：“真的嗎？”

　　林繼祖轉(zhuǎn)頭問(wèn)德西勞，“德先生，生鐵鑄炮的最大問(wèn)題就是太脆，對(duì)不對(duì)？”

　　德西勞點(diǎn)點(diǎn)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(zhì)太硬就意味著可加工性太差，內(nèi)壁基本上沒(méi)法切削鏜光，粗糙不平、氣孔很多，導(dǎo)致氣密性變差，推力不夠，炮彈的威力也會(huì)隨之下降。而銅的延展性和可加工性都比生鐵強(qiáng)，是目前最合適的材質(zhì)?！?p>　　陳雨插了一句：“說(shuō)到延展性和可加工性，制作火銃的熟鐵也夠軟啊，為什么不能鍛造大炮？”

　　沒(méi)等德西勞回答，在一旁觀(guān)摩的銃坊管事林阿福接上話(huà)頭：“大人，熟鐵用來(lái)打制銃還成，炮就不行了。一來(lái)，人力捶打不了這么厚的鐵塊，鐵皮卷成銃還勉強(qiáng)可以，炮就別想了；二來(lái)，熟鐵太軟，硬度還不如銅，最多做銃管，用來(lái)做炮管，只怕沒(méi)幾炮就要變形……”

　　德西勞贊善地說(shuō)：“林的說(shuō)法很專(zhuān)業(yè)，聽(tīng)說(shuō)他是這里最優(yōu)秀的鐵匠。事實(shí)基本上就是他說(shuō)的那樣，熟鐵做成火槍是鍛造，而厚重的炮管是無(wú)法使用人力鍛造的，所以只能融化成鐵水之后用模具鑄造。另外，相對(duì)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(duì)林繼祖說(shuō)：“那么你用什么辦法解決這個(gè)難題？”

　　林繼祖指了指自己的父親林阿福：“我爹就行?！?p>　　林阿福莫名其妙：“不懂不要亂說(shuō)，我就是個(gè)鐵匠，打把銃還成，哪里會(huì)鑄炮了？”

　　“其實(shí)辦法很簡(jiǎn)單，老祖宗已經(jīng)給咱們指了明路。”林繼祖說(shuō)，“就是把已經(jīng)做成成品的生鐵鑄件燜燒后再冷卻，行話(huà)叫退火，這樣就能讓那個(gè)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(zhì)太脆，又有一定的韌性，還利于切削加工?！?p>　　林阿福若有所思：“你說(shuō)的，就是做鋤頭、镢、錛之類(lèi)農(nóng)具的法子？”

　　“對(duì)啊，我就是看爹你給街坊做農(nóng)具才想到這個(gè)法子的?！绷职⒏＝忉?zhuān)凹兩F的鋤頭硬倒是硬，可是容易斷，燜燒退火之后就堅(jiān)韌了很多，能夠捶打，還不會(huì)輕易斷裂?！?p>　　其實(shí)這種工藝在漢代就出現(xiàn)了，學(xué)名叫做石墨化退火工藝，漢代稱(chēng)之為柔化處理。當(dāng)時(shí)生鐵打造的釜、剪、鐮、斧、鏟、鏵等生產(chǎn)工具都是用這種工藝進(jìn)行處理，讓又硬又脆的生鐵變?yōu)椴灰渍蹟嗟捻g性鑄鐵，也叫可鍛鑄鐵，歐洲人叫展性鑄鐵，比18、19世紀(jì)大規(guī)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(yōu)質(zhì)碳素鋼，而且比鋼更好加工。

　　陳雨驚喜地問(wèn)：“就這么簡(jiǎn)單，生鐵燜燒退火就能代替銅？那么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(lèi)，太大、太厚的鑄件沒(méi)法控制燜燒的力道和內(nèi)外壁冷卻的速度，不管是外熱內(nèi)冷還是外冷內(nèi)熱都更容易炸膛。像這種小炮已經(jīng)是極限了，更大就不行了?！?p>　　“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(jìn)尺的想法，只要能保證小炮將來(lái)能夠大規(guī)模量產(chǎn)，而且不需要耗費(fèi)貴重的銅，就足夠了。

　　林阿福補(bǔ)充了一句：“大人，繼祖說(shuō)的這個(gè)法子一般是用來(lái)打制鋤、镢、錛等農(nóng)具的，工藝有些繁瑣，如果在鑄造大炮的成品之后再加上這樣一道工序，那么鑄炮的時(shí)間就長(zhǎng)了許多，也不知道會(huì)不會(huì)耽誤大人您的事情？”

　　“生產(chǎn)周期長(zhǎng)一點(diǎn)倒無(wú)所謂，只要能鑄造出精良的火炮，我可以等?！标愑陮?duì)人力成本和時(shí)間成本的增加倒不是很在意，現(xiàn)在首先是解決有和無(wú)的問(wèn)題，不是追求效率的時(shí)候。

　　眾人拾柴火焰高，困擾火炮的難題就這樣以“會(huì)診”的方式破解了。

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　?。ㄗ?：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(qiáng)度和硬度接近碳素鋼，減震性好，同時(shí)鑄造和切削加工性能較好。鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，清朝和西方在鑄炮工藝、材質(zhì)上的差距達(dá)到了頂峰，清朝的岸防炮材質(zhì)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(yōu)越得多，射程和威力都遠(yuǎn)超對(duì)手，也不需擔(dān)心炸膛.）