第二百三十二章 鋼材與製炮

2017-07-18 作者: 遙遠之矢
第二百三十二章 鋼材與製炮

在工匠們震驚的眼神中,李嘯笑而不語。

李嘯前世作為二十一世紀鋼鐵冶金專業的大學生,當然知道,這個時代的百煉鋼,其實有致命缺陷。

因為,鋼的軟硬,與碳素密切相關,含碳量高則硬,低則軟。刀劍兵器,最理想的情況是外硬內軟,外硬則刃口鋒利,內軟則劍身彈性好、不易折斷。

偏偏百煉鋼在反複鍛打過程中,鋼鐵外層接觸空氣,碳被氧化,鋼質因碳素降低而變軟;內部不與氧氣接觸,碳素減少得不多。如此一來,形成外軟內硬的結構,刃口軟不夠鋒利,劍身脆硬而不夠強韌。

誠然,百煉鍛打有助於除去鋼鐵內部的渣滓,減少殘留渣滓的尺寸,從而使其成分趨於均勻,組織趨於致密,細化晶粒,改善鋼的性能;但含碳量分布不協調,是它不可避免的缺陷。

而且,時煉鋼在加工中,因為反複折疊鍛打,層與層之間形成了氧化膜,多次折疊又造成金屬疲勞,所以鋒利的同時,也變得很脆,經不起大力碰撞。

而李嘯的那柄醜劍,因是用共析鋼淬火後,整個劍身形成堅硬的馬氏體,硬度極高,而在淬火後,重新加熱,使劍身加溫到500-600度,這叫做回火。淬火後再回火,鋼鐵內部形成回火索氏體,變得更加堅固、強韌、鋒利無匹,遠非百煉鋼的硬度所能比。

這種淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝,現代的鋼鐵生產中,有個專用術語,叫做調質。

經過調質處理的共析鋼,和老祖宗就會的百煉鋼相比,在技術上超越了兩千年,他們的碰撞會有什麼樣的結果,不言而喻。

隻不過,因為這樣的知識太超越了這個時代,那些基本上都是文盲或半文盲的工匠,要理解這樣的現代知識,實在有些困難,故李嘯無法對他們詳說其中原理。隻得含糊地告訴他們,這是自已以前碰到過一位高人,在其指點才得知的方法。

工匠們都是些隻管吸取經驗,倒也不願細究根底的粗人,故李嘯這個解釋,也得以糊弄過去。現在知道了李嘯這項嶄新的坩堝煉鋼技術,作頭顏均等人皆是滿臉喜色。大家都知道,現在有了這項高碳鋼材生產技術,鐵龍城的鋼材產量可以大幅增加了,再不必象從前一樣,碰運氣才能出一塊好鋼。

同樣滿麵笑容的李嘯,向顏均問道:“現在鐵龍城中,從事鋼鐵生產的人數以及生產設備情況,卻是如何?”

顏均一臉自豪地急急答道;“稟李大人,自去年年底從河南帶回的流寇俘虜,大批補入鐵龍城中後,現在鐵龍城中,共建有高爐6座,炒爐4座,每天的熟鐵產量,平均為7萬2千餘斤,現在我鐵龍城之處所產鐵器,產量十分巨大,足以供應山東以及臨近各省和蒙古諸部等處呢。”

李嘯臉現微笑,心下亦十分歡喜。

他知道,要知道明朝工商業達到鼎盛的萬曆中期,一年的全國總共出鐵量,也不過18萬噸,鐵礦消耗40至45萬噸左右。

這個數字,聽起來很多,但與現代中國相比,簡直不值一提。

要知道在當代中國,早在2007年時,一年的鋼鐵總產量為48966萬噸,與明朝相比,堪稱天地之彆,亦不為過。

而現在自已一天的鋼鐵產量,有72萬斤,也就是36噸,那麼,按一個月產20天計算,一個月的產量是720噸,一年的產量,則可達8640噸!

李嘯的鐵龍城,一年的鋼鐵產量,雖在現代中國微如毫芥,卻亦足以傲視整個明朝各地的鐵場與工坊。

而據現代中國探明,單縣的鐵礦蘊藏量,僅富集礦脈便有1億五千萬噸,足以供自已開采幾十代了,李嘯完全不必為礦石不足而發愁。

在李嘯微笑沉思之際,吳亮猶然喜孜孜地補充說道:“李大人,現在我鐵龍城中,人力安排大致為,挖礦隊6000人,磨礦、洗礦、篩選以及運輸人員4000人,操作高爐與炒爐的男工6000人,而鍛冶場有男工1萬8千餘人,女工近1萬人。另有彈藥廠有男工500名,女工500人,投石機製造廠有男工500人、配合火炮火銃研製的男工有300人。”

聽顏均說到火炮與火銃研製,李嘯眼中一亮。

他在心下暗道,自已一直在關注其他方麵的事務,卻不知道,現在的火炮與火銃研製進度,進展得如何了。

接下來,李嘯給顏均下了規定,要求他,從現在開始大批量坩堝生產鋼材,以一個坩堝可產鋼材50斤計算,每次用40個坩堝一同生產,使產量一次可達2000斤,也就是1噸的產量。因為坩堝是消耗品,重新製作坩堝需要時間,一個月就按15天生產時間計,使每個月的合格高碳鋼材產量,達到15噸的最低生產標準。

李嘯強調,用現在所生產出來的高硬度高強度鋼材,全部用來製作並替換原有的槍兵精鋼槍頭,使槍頭更鋒利耐用。

然後,再用這類鋼材替換盾兵的大盾蒙皮,使盾牌重量更加輕省,但防禦力卻可增強好幾倍。

若鋼材尚有多餘,則供給火炮與火銃研發用。因為鋼材的延展性與耐用性,可以比用熟鐵製炮製銃強太多,李嘯打算,在現有鋼材可以足量供應的情況下,直接躍過原先用熟鐵打製火炮與火銃的階段,全部使用鋼材進行生產。

對於李嘯的要求,顏均一口應諾,他向李嘯保證,一定會把這項鋼材生產工作,保質保量加以做好。

從鋼鐵冶煉區離開後,李嘯真接去了鐵龍城西北區的火炮與火銃研發基地。

此時,火器總頭趙傑,帶著拂朗亞蘭達,阿彌額爾,薩琮三人,以及一眾李嘯用鹽款從東江鎮換回來的工匠,正在準備試驗鑄造一部輕型紅夷大炮。

按李嘯原來的指示,趙傑等研發工匠,是要優先發展火炮,然後再研製火銃。

這是因為,現在的猛虎軍,對於性能良好火力強大的火炮的渴求,遠超諸如魯密銃之類火銃。

這個年代,包括魯密銃在內的火銃,因性能不穩定,打不響或炸膛的機率高,火銃手的威力,遠遠不如後世的陸軍步兵。且以魯密銃為例,平均隻有50發左右的使用壽命,便會因為槍管開裂而報廢,故其對於尚處於冷兵器向熱兵器過渡的軍隊來說,並沒有特彆重大的幫助。

象猛虎軍中,現在還剩下的四十多把魯密銃,因已接近了魯密銃的使用壽命。在下一次戰鬥中,李嘯還真不打算再把他們派上戰場。

而現在的猛虎軍,其實最大的軟肋,實是在於缺乏攻城手段。

上次攻打鎮邊城所,如果不是因為此城沒有包磚,且年久失修導致城牆夯土鬆軟,僅憑李嘯的投石機投拋震天雷,根本不可能順利攻下此城。

而鎮邊城所不能攻下的話,後來李嘯的一係列計謀,都隻會是空談。

而要攻克重城,最佳的方法,當然是用重炮轟城,用極具衝擊力的實心炮彈,狠狠撞開砸碎城牆與城門,這樣的話,可以大大減少攻城時間,降低兵卒死亡人數,還可從氣勢上壓垮守城敵軍。

比如,在真實曆史上,李自成在守衛潼關之時,清軍將領多鐸,為順利攻下潼關,寧可多花近一個月的時間來等紅夷大炮運來,也不願意讓手下兵丁蟻附攻城,從而平添不必要的死亡。

因為考慮到佛朗機、虎蹲炮、神威將軍炮之類的火炮,無論是攻城還是守衛,威力皆是不足,且有投石機和震天雷可代替其部分功用,故李嘯要求趙傑他們,在工匠人數有限的情況下,全力仿製出紅夷大炮,讓猛虎軍也有能力攻打堅城。

見到李嘯到來,趙傑忙令眾人停下手中的工作,向李嘯致意。李嘯熱情慰問了他們,特彆是對三名葡萄牙人,李嘯更用關懷的口吻,詢問了他們的近況如何。

“李大人,我們在鐵龍城生活得很不錯,為了讓我們生活得習慣,從住房到飲食,吳亮總管皆對我們安排得十分周到。”拂朗亞蘭達一臉喜悅地向李嘯說道。

“是啊,感謝上帝,讓我們遇見了李大人,現在這裡,我們每月拿足夠的薪水,生活開銷之類皆不用發愁,可以全身心投入火器研製,這種感覺實在是太美妙了。”薩琮眨著眼睛從一旁插言。

“李大人,我們在想,等到火炮研製成功後,我們還想把家屬從澳門接過來,我會告訴他們,在這東方的國度裡,生活條件絕不比在本國或澳門要差,我們也可以一家人團聚生活了。”

阿彌額爾最後發言,他一說完,三名葡萄牙人都用一種期待的眼光看著李嘯。

李嘯大笑,親熱地拍了拍各人的肩膀:“放心吧,你們的要求,本官承諾你們一定做到,火炮研製成功,你們便可去澳門將家屬接來,從此一家團圓,就在我鐵龍城中安心定居吧。”

李嘯的回答,讓三名葡萄牙人十分喜悅,隨後李嘯又與眾人寒暄了一陣,便開始觀看趙傑他們正在研製的這門輕型紅夷火炮。

趙傑他們正在研製的的紅夷大炮,是一門銅胎鐵芯炮。

這是明末時,登萊巡撫孫元化等人,在獲得青銅製成的西洋紅夷炮後,進行仿製與改良,自行發展出來的一種先進鑄炮方法。

而在同時期的歐洲,還是鑄造同質的銅炮或者鐵炮,而沒有考慮混用兩種材料以降低成本。一直要等到十八世紀中期水力機械普及以後,歐洲才出現鑄造實心金屬柱體,再鑽孔而成炮膛,以獲得性能較好得火炮的方法。

而這種火炮製作方法,簡而言之,便是先鑄造鐵炮管,接著在上麵再包以泥範,再澆鑄一層銅炮管。這樣結果就是外銅內鐵雙層炮管形式,可以降低火炮重量。並兼具鐵炮銅炮的優點,即比鐵炮耐用,又比銅炮便宜。這種炮不僅堅固耐用,射程比純鐵炮還要略遠,成本也比純銅炮要便宜很多。

這便是明末之時,自登萊火器研發基地投入使用後,孫元化等人,能夠在幾年內快速大量生產數以百計的紅夷大炮的主要原因。

其實,這時的火炮完全可全部使用青銅製作,不但製作方便,性能還比鐵炮好。實際上,直到1850年以前,不管東方西方,大部分的火炮還都是青銅或黃銅製的,特彆是追求性能的大口徑火炮更是如此。

但之所以,在曆史的發展過程中,銅炮卻逐漸被鐵炮取代,最大的原因便是,因為歐洲是個缺銅地區,受限於銅的產量與價格,每門銅炮的價格,是同種型號鐵炮的五倍!

這樣一來,與銅炮相比,鐵炮實在太便宜了。省錢還產量大,這就是幾百年下來,為何西方各國無不大力發展鋼鐵鑄造技術,並全力研製鐵炮的主要原因。

而孫元化所發明的銅胎鐵芯炮製造技術,算是兩者折衷的產物。當然,也有考慮到中國缺銅的具體因素。因為中國與和歐洲一樣,十分缺銅,是個有名的貧銅國。如果要和進口的紅夷大炮一樣,全部用青銅與黃銅來製造,因為銅價可把鐵價昂貴得多,對於明末本以困難的財政來說,怕是無力負擔了。

而真要解決銅礦昂貴的問題,除非大明帝國有能力把呂宋給占了,因為菲律賓的眾多島嶼,皆是富含銅礦的地區。隻不過,對於末代的明朝來說,這顯然已超過了它的能力。

能把銅炮耐用的優點與鐵炮廉價的優點結合起來,這也是孫元化的聰明之處。

至於目前的歐洲鐵炮,雖然同樣是鑄造出來的,但性能比起有長期生產實踐的銅炮來說,還是要差很多的。例如目前歐洲銅炮的身管壽命為1000發,鐵炮則僅有600發。隻有英國人生產的鐵炮性能好一點,但其價格,卻是歐洲其他各國所製鐵炮的四五倍。

但實際上英國的鐵炮性能好的原因,也是因為他們采取了頗為奢侈的製造方法:他們不采用目前歐洲流行的煤炭煉鐵法,而是全用木炭煉鐵造炮,與明朝質量最好的閩鐵生產類似,從而保證了鐵炮的性能。

而有得必有失,英國鐵炮性能良好的代價就是,整個英國的森林被砍伐過度,森林覆蓋率極低。直到十八世紀,英國開始采用焦煤煉鐵,才部份緩解了這個問題。但是最終要到19世紀下半葉,在發明了用造渣法脫硫脫磷的方法後,才算真正徹底解決這個問題。

所以,雖然明末中國的火炮是由外國引進,但通過仿製與自力研究,實際上生產出來的新炮的各項性能不比西洋火炮差,一門鑄好的銅胎鐵芯炮,使用壽命平均可達近900發,而且在量產性與生產速度上,都比歐洲同類產品要好。

據說,當日孫元化製出這種中國獨有的銅胎鐵芯紅夷炮後,一同參與研製的葡萄牙人都在感歎,中國人的智慧與能力,絕對隻會在自視甚高的歐洲人之上。

故而,現在趙傑他們,繼承使用這種孫元化在登州研發的鑄炮技術,實是再正常不過的事情。

隻不過,原本興致勃勃地觀看趙傑他們帶著一眾工匠忙碌不停的李嘯,讓他沒想到的是,最終,他卻隻聽到了趙傑一聲惋惜的輕歎。

“唉,怎麼炮管又鑄差了。”

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