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琴唐主动询问,“武烈侯,何谓百炼成钢?”
“所谓百炼成钢,就是反复锻打。”宝鼎说道,“你们现在的锻炼方法是渗碳制钢,也是多层折叠锻打,但因为受限于原材料,效果并不理想,距离金铁乃濡还有很大差距。”
这种专业性的知识宝鼎略知一二。
前世他学的是建筑机械专业,学机械的必然要了解机械材质,而要想更好地了解材质必然要涉猎冶炼锻造技术,所以有关这方面的知识他曾读过一些书。正好他喜欢历史,经常在论坛上参与讨论一些古代科技对王朝命运影响的话题,很多人认为大秦锋利的武器是它能够统一中土的原因之一,因此他也翻阅了一些秦汉时期科技发展方面的书,对其中的冶铁技术大概也知道一些。穿越过来后因为与琴氏、墨家走得很近,让他对这一时代的冶铁技术有了更直观的认识。
早在春秋末期中土的工匠们就打造出了钢。当时楚、韩两国的铁兵器最为锋利,中土著名,而锻炼方法就是渗碳制钢。这种锻炼方式到了战国末期各国都已使用。当时的吴越两国冶炼大师还创造了固体渗碳制钢技术,传说中的太阿、干将、莫邪等名剑就是用这种方法制造。后世人经考古研究发现,所谓固体渗碳制钢技术除了在熟铁中加入渗碳剂外,还使用含有磷质的骨粉做为催化剂。
熟铁在古代叫“铁精”,渗碳剂叫“金英”,而磷质骨粉就叫“断发剪爪”。太阿剑的锻造方法,古代人称之为“金铁乃濡”,“濡”的意思就是相互渗透,金铁乃濡就是指“金英”中的碳分不断渗入到“铁精”里。
古代工匠的传承以家族为主,绝不外传,所以渗碳制钢技术一直是不传之秘,具备这种锻炼技艺的工匠在各国都是宝贝,但这些“宝贝”一般都在以冶铁而致富的巨贾家族,比如秦国的琴氏,魏国的白氏和孔氏,韩国的张氏,赵国的卓氏和郭氏,楚国的猗顿氏,齐国的端木氏和田氏,燕国的秦氏,所以各国最好最锋利的兵器一般都出自冶铁世家。至于固体渗碳制钢技术,自吴国被越国灭亡后就失传了,不过吴越一带的冶炼大师层出不穷,谁敢说这种技术真的消失了?
渗碳制钢和固体渗碳制钢技术虽然都掌握在冶铁世家手里,是不传之秘,但中土工匠的智慧永远不会穷竭,各国冶炼大师在整个战国时期陆续创造了生铁的柔化技术,比如可锻化热处理,加热氧化脱碳处理,还有一种是控制退火的办法,使铁制工具基本上达到坚硬锋利而又具有柔韧性的要求。
以上几种冶铁技艺都受限于原材料和锻造方式,一直无法提高钢的生产量和武器的锋利程度。
铸造兵器一般都用生铁。生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量。含碳量高的就是生铁,硬而脆;含碳量低的叫熟铁,比较软,强度和硬度小;介于两者之间的就是钢,具备生铁和熟铁的所有优点。铸造兵器首先要把生铁锻造成钢。
这个时代的炼钢技艺其核心技术还是渗碳制钢。冶炼这种钢的时侯,碳渗入的数量、分布是否均匀和杂质除掉的程度都非常难掌握,不但生产效率极低,而且钢的质量普遍不好,虽然打造出来的武器比较锋利,但根本达不到“斩金断玉,削铁如泥”的程度。像传说中的太阿、干将、莫邪等宝剑,像宝鼎手上的烈日秋霜,那就是冶炼大师创造出来的奇迹,可遇而不可求。
试想一下,如果一万将士人手一把太阿宝剑,那战斗力将达到何种恐怖的程度?
宝鼎现在就在梦想这种奇迹。对于他来说,这种奇迹不是梦想,因为后世的考古发现,秦汉时期“削铁如泥”的刀剑还是很多,尤其汉代的环首刀,在军队里已经是主要武器。只要冶铁技术发展了,提前造出环首刀装备军队完全是一件可以实现的事。
环首刀就是把钢经过反复折叠锻打和淬火后制作出来的直刃长刀,而其锻造方法正是“百炼钢”技术。
所谓百炼钢技术,就是将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢,其特点是反复加热锻打,多次的反复锻打可排除钢中夹杂物,减少残留夹杂物的尺寸,从而使其成分趋于均匀,组织趋于致密,细化晶粒,改善钢的性能。古代的工匠把“精铁”加热锻打一百多次,一锻一称一轻,直到斤两不减,即成百炼之钢。
宝鼎把百炼钢的锻造方法大致解释一下后,琴唐、马骕和姜平三人不禁有些失望。
中土人既然在春秋末期就打造出了“太阿”这等不可思议的宝剑,其锻造方法当然也有其先进之处。其实在这个时代已经有了“九炼、三十炼、五十炼、七十二炼”等锻造方法,“淬火”和“冷锻”技术也在使用和提高之中,宝鼎的“百炼成钢”之术谈不上高明。
“武烈侯,能否锻造出高品质的钢,说到底还是原材料。”琴唐苦笑道,“虽然活塞式鼓风箱和水力鼓风技术提高了鼓风量和炉温,有效改善了生铁的产量和质量,但它终究还是生铁。我们商讨了很长时间,如果生铁的品质没有得到根本性提高,那钢的品质也就无法提高。”
“武烈侯,能否打造出削铁如泥的宝刀,关键不在锻造方法,而在冶铁技艺。”马骕也是一脸苦恼,“生铁的品质至关重要啊。”
“武烈侯,活塞式鼓风箱、水力鼓风和巨型高炉的确提高了冶铁技艺,用石炭代替木炭做为燃料也许可以进一步提高炉温,但直到目前为止,我们还在使用两百多年前的冶炼方法。”姜平直截了当地问道,“武烈侯,现在我们最需要的是改善冶炼方法以提高生铁的品质,不知道你可有更好的冶炼方法?”
琴唐和马骕随声附和,并且向宝鼎详细解说他们正在使用的冶炼方法,期待宝鼎的天赋能在这一刻发出光芒。
甘罗、章邯等人对这种专业性的东西两眼一抹黑,不知所谓,但宝鼎创造了太多的奇迹,他们也非常期待,期待他再创奇迹,给蓼园带来更多的财富。冶铁技艺的提高就是财富,而这种财富的背后却是实力的体现,一旦武烈侯的军队人手一把削铁如泥的宝刀,那带来的不仅仅是财富,还有让人梦寐以求的功勋。
宝鼎却是胸有成竹。“百炼钢”这种锻造技术和“炒钢”这种冶炼技术是相辅相成的,他知道“百炼钢”,当然知道“炒钢”了。
从琴唐和两位墨者的述说中可知,这个时代还没有形成真正意义上的炼钢。
在宝鼎的前世,科技发达,铁矿石可以直接炼钢,这叫一步冶炼,而这个时代是先把铁矿石冶炼成生铁,然后再用锻造的方法把生铁变成钢。用锻造的方法把生铁变成钢,其工艺之落后,人力耗费之大,品质之差,生产效率之低可想而知了。
“你们应该改变一下思路。”宝鼎笑道,“现在水力鼓风有了,石炭这种燃料可以有效增加温度,困扰冶铁的两个难题都解决了,那么为什么不在炼铁之后再炼钢呢?”
“炼钢?”
琴唐、马骕和姜平三人面面相觑,思路一时跟不上。几百年以来,钢都是从生铁中锻炼而来,产量非常少。难道钢也能像生铁一样用高炉大批量冶炼而来?
“拿什么炼?”姜平吃惊地问道,“生铁吗?”
“当然。”宝鼎笑道,“炼钢嘛,原料当然是生铁。在鼓风量和温度大幅增加的基础上,完全可以把生铁加热到液态或半液态,然后把金英、断发剪爪等精矿粉利用鼓风的办法撒入其中,经搅拌融合之后,就能把生铁变成钢了。”
琴唐等人眼前一亮,思路顿开。用这种办法制钢,可以大批量生产,生产率的... -->>
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