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大明的火炮鑄造廢品率如此之高的原因,最重要最根本的就是炮管內(nèi)外的冷卻速度差距問(wèn)題,還有用煤來(lái)煉鐵。
而且炮管的口徑越大,炮管壁也越厚,炮管內(nèi)外冷卻速度的差距也越明顯,由于這冷卻速度的差距,許多材質(zhì)不好,不夠均勻的炮管,就會(huì)在冷卻時(shí)因?yàn)闊崦浝淇s而在火炮身管產(chǎn)生裂痕。而身管出現(xiàn)裂痕的炮管,自然就是廢品了。
不只如此,由于炮管內(nèi)外冷卻速度的差異,有些裂痕外表上是看不見(jiàn)的,而是在管壁金屬內(nèi)部。所以當(dāng)時(shí)造好的火炮,均需作第一次試放。就是在炮管內(nèi)填滿火藥但不裝炮彈,釋放一次,以管壁無(wú)裂痕者為合格。如果管壁有內(nèi)傷,這一放就會(huì)裂開(kāi)來(lái),可以立刻淘汰了。
在朱浩看來(lái),爐溫大大改善,專門給通過(guò)的風(fēng)增溫,熱鼓風(fēng)技術(shù)也靠譜了,空氣溫度越高,爐溫就會(huì)越高,煉出高含硅量的灰口鐵應(yīng)該不是什么難題。伊格納緹伍茲和朱浩等人帶著牛紹牌黑色護(hù)目鏡,仔細(xì)的看著鐵水被小心翼翼的傾瀉進(jìn)模具之中。
如今黑色護(hù)目鏡這個(gè)東西在鐵血會(huì)家丁已經(jīng)成為風(fēng)行之物。最早是譚猴子,發(fā)現(xiàn)此物對(duì)于防止陽(yáng)光刺目的效果極佳,便死乞白賴的從牛紹的玻璃作坊要走了十幾副,分給了鐵血會(huì)的年輕家丁。
鐵水傾瀉進(jìn)模具,被高爐經(jīng)過(guò)一千四百多度的高溫鍛煉,可愛(ài)的灰鑄鐵變成了液態(tài),液態(tài)的球鐵被傾倒在加設(shè)了注水管道的空心鐵模中,伴隨著熔液的注入,一旁的工匠開(kāi)始緩緩的向鐵模內(nèi)的注水管道加水。
這里交代一句,生鐵有兩種:一種為煉鋼生鐵(白口鐵),斷口為白色,脆而硬,流動(dòng)性加工性不好主要用于煉鋼。另一種為:鑄造生鐵(即樓主所說(shuō)的灰鐵),其多口灰暗,由于流動(dòng)性較好,常用于鑄造行業(yè),有時(shí)也稱"灰鑄鐵"。
鐵模內(nèi)的冷卻管道冷水正緩緩的流過(guò),很快,冷水變成了溫水,溫水變成了開(kāi)水,火炮的后尾開(kāi)槽處,開(kāi)水咕嘟咕嘟的冒著熱氣。
大家都知道,水的比熱容要比空氣大得多,因此水冷比氣冷也快的多,要讓里層比外層先冷卻,那就用水來(lái)冷卻炮管。當(dāng)然,若是真的直接往紅熱炮管內(nèi)注水,結(jié)果只會(huì)讓炮管破裂。
實(shí)際上的方法是,把鑄造炮管時(shí),用來(lái)作炮管內(nèi)模的模具換成空心的,中間加上冷卻水管道,然后往里面注冷卻水就行了。當(dāng)然這冷卻水管道必須要作成可循環(huán)樣式來(lái)保證內(nèi)膜溫度穩(wěn)定,譬如采用U型管模式從里面開(kāi)始注水,這樣持續(xù)循環(huán)冷卻。
唯一的問(wèn)題是冷卻速度,也就是水循環(huán)速度是有講究的。太快冷卻的話內(nèi)管會(huì)破裂,必須有適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行才行。《火攻挈要》中記載,由于當(dāng)時(shí)鑄造的品質(zhì)尚不十分穩(wěn)定,即使是在歐洲,“鑄十銃能得二、三銃可用者,便稱高手”。廢品率高達(dá)70~80%以上。這樣火炮的成本自然很高。
要想把鑄造的火炮完整的生產(chǎn)出來(lái),就要消除鑄造的火炮在凝固過(guò)程中因冷卻不均勻而產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力,防止鑄造的火炮產(chǎn)生變形和裂紋。
鐵血會(huì)的年輕人將鑄造的火炮冷卻到500~600℃在加熱,保溫一段時(shí)間后,隨爐緩冷至150~200℃以下出爐空冷,有時(shí)把鑄件在自然環(huán)境下放置很長(zhǎng)一段時(shí)間,使鑄件內(nèi)應(yīng)力得到松弛,這種方法叫"自然時(shí)效",鑄造的火炮可以采用此法來(lái)消除鑄造應(yīng)力。
朱浩也知道,青銅的熔點(diǎn)低延展性好容易加工,而且在這個(gè)時(shí)代低碳鋼技術(shù)還不過(guò)關(guān),用鋼鐵鑄造的火炮并不能勝任越來(lái)越大的膛壓,而當(dāng)時(shí)的鋼基本和鑄鐵一樣很脆。
鑄鐵極易生銹尤其在鹽分高濕度大的艦船上青銅鑄造的火炮不僅硬度高韌性好而且還很耐腐蝕,所以想要鑄成一門合格的大炮,這個(gè)時(shí)代絕不是一件容易的事情,這事兒急都急不來(lái),朱浩看著這樣的進(jìn)度,今天是不可能的了。
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