第199章 鐵模鑄炮與黑心韌化

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  飯碗撤下去之後,朱橚站起身來,拍了拍袍角的鐵屑。

  「這棚子地方太窄,畫圖施展不開,可有寬敞些的去處?」

  呂德福忙道:「有的有的,前院的正堂便是,只是那處素來是孫福貴辦公之地。」

  「孫福貴?」朱橚朝院門外瞥了眼,「他已經去詔獄了,那處今日起歸我用。杜公公,讓人騰出來。」

  杜安道應了聲,轉身吩咐下去。

  不多時,眾人到了正堂。

  正堂倒也闊朗,正中擺著張花梨木大案,案上文房四寶齊全,四周架子上堆著各式圖紙與帳冊。

  朱橚走到案前,掃了眼硯台中乾涸的殘墨,沒有動筆,轉而從懷中摸出支黑色的細長物什來。

  眾匠師好奇看去,見那物什約莫筷子粗細,通體黑亮,削尖了的那端泛著暗沉的光澤。

  毛廣義湊近了兩步:「殿下,這是何物?」

  「石墨筆,格致院新造的。」

  朱橚隨口答了句,在紙上劃了幾道,筆尖留下的黑色痕跡清晰銳利,比毛筆蘸墨利落了數倍。

  眾人嘖嘖稱奇,朱橚卻已經看向了陳奉山。

  「陳師傅,你方才說鐵模鑄炮萬萬不能,可否細說緣由?」

  陳奉山上前拱手道:「回殿下,鐵模鑄造本是老祖宗傳下來的手藝,早在戰國時便有了。如今我等也會用鐵模來鑄造箭鏃、刀鍔之類的小件器物,倒也順當。」

  「可若是用來鑄造火炮,那就萬萬不成了。十年前,我也曾試過用鐵模來鑄炮,想著能快些交差,誰知鑄出來的炮身,竟全是白口鐵。」

  陳甄在旁邊仰著臉問:「爹,白口鐵是什麼?」

  陳奉山嘆了口氣:「白口鐵又硬又脆,敲兩下就裂,哪裡經得住火藥的衝擊?當時試炮,只裝了五成火藥,那炮身便炸了個稀爛,險些傷了人。」

  幾個年輕匠人臉上,也都露出了茫然的神色。

  毛廣義在旁邊接過話頭,繼續解釋道:「奉山那回試炮,差點要了兩條人命,因此要造火炮,非得用灰口鐵不可。可這灰口鐵,只有用泥模慢慢鑄,才能穩穩噹噹成形。泥模鑄炮,工期短則月余,長則數月,想快也快不了。」

  朱橚點了點頭。

  他自然明白其中的緣由。

  鐵模散熱快,鐵液冷卻太急,鑄鐵中的碳來不及析出石墨便凝固成了碳化鐵結晶,這便是白口鐵。

  而泥模散熱慢,給了鐵液充足的時間完成石墨化,碳析出成灰色的片狀石墨,這才是灰口鐵。

  道理說來簡單,可要如何解決,卻難倒了無數工匠。

  直到清末,才有個叫龔振麟的匠人,從失蠟法的刷泥漿工藝中得了靈感,發明出鐵模鑄炮法。

  可即便如此,廢品率仍舊不低。

  朱橚提起石墨筆,在紙上勾勒出炮模的剖面輪廓,又在模壁上標註了幾層塗料的位置。

  「陳師傅說得不錯,鐵模散熱快,這是癥結所在。若要用鐵模鑄炮,就得想法子讓它散熱慢些。可以在鐵模內壁先塗稻殼灰與細沙泥的混合漿料,再刷上窯煤水,這樣能延緩鐵液降溫的速度。如此操作,兩三日便可鑄出炮來,比泥模快了十倍不止。」

  眾匠師紛紛圍到案前看圖。

  陳奉山盯著圖上的標註,喃喃道:「妙,這法子妙,若是如此,倒真能快上許多。」

  可他轉念想了想,又皺眉道:「泥漿太薄,只靠這層塗料,怕還是不能徹底解決白口化的問題,仍會有不少廢品。」

  「自然。」朱橚擱下石墨筆,看向眾人,「所以我還有第二個法子。」

  「什麼法子?」毛廣義搶先問了出來。

  「將鑄出來的白口鐵炮,放入密閉的悶爐中,高溫燜燒數日,便能將白口鐵徹底轉化為灰口鐵。」

  堂中安靜了。

  陳奉山瞪著朱橚,額角的筋繃了繃:「殿下,鐵都鑄成了,還能再變?這……恕小人直言,實在聞所未聞。」

  旁邊有個年輕匠師小聲嘀咕了句:「鑄都鑄完了還能變性子,這也太匪夷所思了。」

  毛廣義回頭瞪了他兩眼,那年輕匠師趕忙縮了脖子。

  朱橚也不惱,笑道:「若是真有這樣的技術,鐵模鑄炮的廢品全部回爐燜燒,白口轉灰口,兩個法子疊在一處,火炮的產量能翻上數倍,造價還能省下大半,豈不兩全其美?」


  陳奉山深吸了口氣:「殿下,這到底是什麼法子?」

  「黑心韌化處理。」

  朱橚重新拿起石墨筆,翻過紙張,開始畫悶爐的圖示。

  那爐子的樣式頗為奇特,不似尋常的冶煉爐,爐身密閉,頂部僅留小口,爐壁四周畫了許多彎曲的通道。

  「這叫火焰反射加熱爐。將白口鐵炮放入爐中,用木炭緩緩加熱,火焰在爐壁之間來回折射,將爐溫穩定維持在特定的區間。如此燜上數日,白口鐵中的碳化鐵便會慢慢分解,析出石墨,轉化為可鍛鑄鐵。」

  這種方法,就是後世八爺大名鼎鼎的土方法——黑心韌化技術。

  1939年,日軍所謂的「名將之花」阿部規秀被八爺迫擊炮擊斃後,各抗日根據地對該型火炮的彈藥需求大幅上升,然而彼時面臨著突出的炮彈鑄鐵白口化技術難題。

  後來從德國回來的陸達總工,將熱處理工藝帶了回來。德國人用的是白心韌化法,需要加礦石做氧化處理,工藝條件更加苛刻。陸達根據敵後缺乏精密器材的實際條件,改良採用了美國的黑心韌化法,原理便是高溫悶燒。

  最絕的是控溫手段。

  朱橚在圖紙上標註了操作流程,又畫了個裝爐的示意圖,在爐膛中炮身的旁邊,畫了幾塊小方塊,旁邊注了兩個字:銀錠。

  「控溫的法子很簡單。銀的熔化溫度在九百六十度上下,恰好落在韌化所需的溫度區間內。將銀錠放入爐膛,觀察銀錠的狀態。銀錠化了,說明溫度到了,撤火計時。等溫度降下來,再添火加熱,銀錠再化,再撤火。如此反覆,便能將爐溫穩穩地控制在韌化所需的範圍之內。」

  陳奉山盯著那張圖,看了許久,忽然緊鎖的眉頭舒展開來:「用銀子測溫,這法子簡單又準確,妙,實在是妙。」

  他抬頭看向朱橚,面上滿是敬服之色:「殿下,您這製圖的功夫,小人造了半輩子炮,畫了半輩子圖紙,不及您十分之三。」

  其餘匠師也紛紛附和。

  不同於大明傳統寫意式的圖紙,朱橚畫的全是標準的工程製圖。

  三視圖、剖面圖、局部放大圖,線條橫平豎直,圓弧規整,每處尺寸比例都標註得分毫不差。

  眾匠師私下交換著眼神,面上掩不住的驚駭。

  這位吳王殿下的本事,當真是深不見底。

  朱橚繼續埋頭作圖。

  石墨筆在紙上沙沙作響,很快又畫出了好幾張圖來。

  最後那張圖上,畫著的火炮形制與眾人此前見過的截然不同。

  炮身前半段纖細修長,後半段卻急劇膨大,渾圓粗壯,整體看上去頗似倒置的梅瓶。

  圖紙上端,寫著「瓶形炮」三個字。

  陳甄踮著腳尖湊到案邊,歪著腦袋看了半天,冒出句:「爹,你看,這炮好生奇怪,屁股大,嘴巴小。」

  陳奉山湊了過來,端詳了許久,面色漸漸凝重起來。

  「殿下,小人看出來了。以往咱們造炮,為了防止炸膛,都是將整個炮身鑄得極厚。可這樣做,炮身的死重便降不下來,搬運調度都是大麻煩。」

  他指著炮尾那粗大的部分:「可這門炮只在尾部加厚,那裡承受火藥爆炸的衝擊最大,理當最厚。前段炮管承受的膛壓逐漸遞減,便做得細些薄些。如此設計,既保住了強度,又省下了大量的鐵料和重量。」

  他將圖紙傳給毛廣義,毛廣義看完又傳給下個人,十來個匠師爭相傳閱,棚中嗡嗡的議論聲便沒停過。

  這些圖紙上的每項技藝,拿到皇城外去,隨便挑出哪樣來,都夠一個匠人當作傳家的本事世代相傳。

  可如今,全部攤在了他們面前,毫無保留。

  這門炮的原型,是朱橚前世記憶中1850年美國人羅德曼為海軍設計的一款艦載重炮,因其外形酷似一隻倒立的啤酒瓶,在後世頗為知名。

  羅德曼的思路說來也不複雜。

  炮膛內各處承受的壓力本就不均勻,藥室處最烈,往炮口方向逐段衰減,那麼炮壁的厚度便該跟著壓力走,哪裡吃力大便往哪裡堆鐵。

  如此一來,同樣重量的鐵料,能撐住比傳統直筒炮更高的膛壓,射程自然也就更遠了。

  朱橚將最後那張圖畫完,擱下石墨筆的時候,陳奉山卻沒有跟著眾人傳閱,而是眉頭擰了起來。


  「殿下,這門炮的尾部厚重自然沒有問題,可前段的管壁……太薄了。口徑比如今的火炮大出許多,管壁卻只有這麼點厚度,尋常的鐵料怕是撐不住。除非用廣鐵。」

  廣鐵,廣東佛山出產的精煉熟鐵,含雜質極少,韌性遠勝尋常鐵料。

  可佛山到金陵路途遙遠,運費高昂,且產量有限,根本無法滿足短時間內大量鑄造的需求。

  朱橚靠在案沿上,腦中快速轉著念頭。

  古代鐵料除雜,無非兩條路子。

  百鍊鍛打,反覆摺疊捶擊,將雜質擠出去。

  或者炒鋼法,在炒爐中翻攪鐵液,燒掉多餘的碳。

  可這兩種法子除雜之後,鐵液都會變成固態的熟鐵,無法再澆鑄成型。

  要在鐵液狀態下完成除雜,關鍵便在造渣。

  用特定的礦料投入鐵液之中,讓這些礦料與鐵液中的有害雜質發生反應,生成浮在鐵液表面的爐渣,撈掉爐渣,鐵液便乾淨了,且始終保持液態,可以直接澆鑄。

  後世煉鋼爐中的造渣劑配方,說穿了並不複雜。

  朱橚拿起石墨筆,在紙上寫下了三味主料。

  「陳師傅,記下來。」

  「主料,石灰石。石灰石投入鐵液後,能與鐵礦中那些熔點極高的矽質雜物反應,生成矽酸鹽浮渣,將硫、磷等有害雜質裹挾帶走。」

  「輔料,螢石。螢石能提高爐渣的流動性,讓渣液不會黏在鐵液中沉底,而是順暢地浮到表面,方便撈除。」

  「助溶劑,蘇打。蘇打能降低爐渣的熔化溫度和粘度,讓造渣的過程在更低的爐溫下便可完成,省炭省工。」

  他將三味料的配比逐條標註在紙上,又畫了操作流程的示意圖,從投料的時機、攪拌的方式到撈渣的手法,每個步驟都寫得明明白白。

  「有了這套造渣的法子,不必再千里迢迢從廣東運鐵。就地取材,用尋常的鐵料熔煉,投入造渣劑除雜,出來的鐵液品質不遜於廣鐵,且始終保持液態,可以直接澆入鐵模。」

  陳奉山將那張配方圖捧在手中,盯著看了許久,兩手微微發顫。

  他造了半輩子炮,最大的心病便是鐵料的品質參差不齊。

  同樣的爐溫、同樣的模具,這批鐵料鑄出來的炮身結實耐用,換批鐵料便脆得跟瓦罐似的。

  根子就出在雜質上。

  他知道問題在哪裡,卻從來沒有找到過解決的辦法。

  如今這張薄薄的紙上,三味礦料,幾行配比,便將困了他數十年的難題破了個乾淨。

  毛廣義湊過來看了兩眼那張配方,悶了半天,憋出句:「陳奉山,你還愣著幹什麼?趕緊找人去備料啊。」

  棚中的匠師們也回過神來,七嘴八舌地議論開了,有人已經在盤算石灰石和螢石的採買渠道,有人在琢磨悶爐的砌築該從哪裡動工。

  陳甄拽著父親的衣角,仰著臉問:「爹,咱們是不是要造很厲害的炮了?」

  陳奉山低頭看了眼兒子,伸手揉了揉他的腦袋。

  「嗯,很厲害的炮。」

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