第152章 石墨化退火

  見陳雨終於認可了炮型，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：由於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，聽到這話冷靜了下來。德西勞的話換個角度來理解，就是可以小批量製造，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，出於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於用於港口和城池防禦的要塞炮，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，上哪裡找這麽多銅來鑄炮，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。”

  陳雨眼睛一亮：“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，製作火銃的熟鐵也夠軟啊，為什麽不能鍛造大炮？”

  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，熟鐵用來打製銃還成，炮就不行了。一來，人力捶打不了這麽厚的鐵塊，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……”

  德西勞讚善地說：“林的說法很專業，聽說他是這裡最優秀的鐵匠。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：“那麽你用什麽辦法解決這個難題？”

  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，哪裡會鑄炮了？”

  “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，又不至於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，還利於切削加工。”

  林阿福若有所思：“你說的，就是做鋤頭、钁、锛之類農具的法子？”

  “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，硬度和韌性接近於優質碳素鋼，而且比鋼更好加工。

  陳雨驚喜地問：“就這麽簡單，生鐵燜燒退火就能代替銅？那麽重炮也可以用這樣的辦法嗎？”

  林繼祖搖搖頭：“這樣的辦法只能用於小鑄件，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製鋤、钁、锛等農具的，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，那麽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.）

  (本章完)