漫威之开局一条狗
作者:眼中的咸鱼 | 分类:穿越 | 字数:126万
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第31章 青铜剑VS钢剑
高兴喝口茶润润嗓子。
海伦嘟哝道:“你说的这些都是你的猜想!”
“是的,讲故事嘛。你就当听故事呗。
有没有道理可以心中琢磨一下,不要一下就否定,就说什么绝对不可能超过30度。
就像我们化学课本上教的,说生铁是不可能锻造的,因为生铁含碳量超过2.11太硬太脆。
那么生铁到底能不能锻造呢?
答案是肯定可以的,如果不能锻造。
那哪来的铁器时代,柴刀、铁犁,各种农用铁器全是建模铸造的吗?
铁器时代的早期,冶金不发达都还没有铸造这一说法,因为铁的熔点1538度左右
都是铁匠们一锤一锤锻造出来的,当然刚开始是极难锻造的,确实太硬太脆,
一锤子下去一不小心铁块就开裂断开了。
然后全部返工,工作量加大了一倍。
本身热处理就是降低硬度,增加韧性的过程。
在锻造及热处理的过程中,铁会不断产生各种反应,韧性稍微再变强一点点。“
海伦说道:”其实教科书要表达的可能是生铁不能锻压,也不好锻打,太硬太脆容易断裂。
或者说这个锻造指的是冷锻即常温下正常锻造。“
高兴笑道:”那么我拿块生铁条,用极微小的锤头锻打,打个十年铁条有没有可能从原先的180度变成179度呢,那么变化的这一度形变算是锻造吗?“
海伦佯怒道:“哼!你是杠精吗?还一度,还十年。”
高兴讪笑:“我要表达的是,教科书有时候也会不严谨,在学习的过程中要不断思考。”
父亲一瓜落轻轻拍在高兴后脑门上:“继续讲,别跑题了。”
高兴幽怨地望了一眼父亲,继续缓缓讲道:“我还要补充几个要点,跟老爸息息相关的。
第一,对于古人来说,他们的钢跟我们理解的钢不是一样的。
他们眼中的钢是’神圣‘的,是一种即硬又有韧性,没有杂质,达到一定完美状态值的铁。
我们现代定义的钢是含碳量小于2.11%,大于0.02%的铁碳合金。
第二,对于古人来说,在没有金相显微技术,没有碳含量概念,没有温度计的年代。
他们眼中的【熟铁】就是指经过炒制加工变熟的软铁,可能就是我们定义中的熟铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢。
第三,就是我刚刚提到过的,软到极致的纯铁概念。
对于古人来说,他们喜欢用云铁、柔铁、棉花铁等表示,反正必须是要软到一定程度。“
第四,对于古人来说生铁就是铁矿石或者说是很硬的铁,有可能会是高碳钢。
第五,对于古人来说,虽然没有意识到碳元素的存在,但是在很早的时期,就已经学会了固体渗碳的技术,
比如用碳烧,将铁锭往碳火深处埋,能提高硬度。这就是块炼铁技术。
海伦呵呵一笑,没有反驳什么。
高兴继续讲回故事:“言归正传,话说东村居然被正面压制了。
这怎么行呢?
东村历史传统悠久,马上召集农夫们商量如何对付西村的长腿悍妇们。
由于身高是天生的,或者说是慢慢改进的没法一下子大突破,就以海伦说的HRC30度为例,目前也就这个样子了。
甚至连剑刃都不能太长,太长了就容易断,所以青铜剑大都以短剑为主。
那还有别的办法吗?
当然有,于是八面青铜剑、六面青铜剑就出来了,加宽剑刃厚度及刃宽,以达到加大韧性抵抗强度不足的问题。
阿爸,这行为像什么呢?“
父亲:“就像剁刀!”
高兴点点头继续说道:“东边八面、六面剑出来了,
西边村马上有模有样学上,因为铜的密度比铁高,所以西边在同等重量下,优势反而更明显了,身高甚至又”高“了一点点。
这可怎么办呢?
东边历史悠久,人多势众啊。
东边说,我人多啊!
于是呢过了很多年,或者不久,西边村先发明了炒钢法。
据说,西汉时期发明的炒钢技术,是较早把生铁变成钢的技术。
(在欧洲,这个技术18世纪中叶始于英国,一直使用到1930年左右)
生铁太硬不好锻打,那么将生铁放锅里炒一炒变熟铁了会不会好打一点呢
结果还真是这样,具体方法是先将生铁矿、木材、石灰石通过高炉烧成半融化铁块(生铁含杂质),
然后注入铁锅/陶瓷锅/耐火砖锅,
我个人猜测陶瓷锅最靠谱,因为最耐高温,反正不管用什么锅,只要不低于400度,不让生铁彻底冷却了就行,期间要人工不停地接触空气翻炒,去碳,要连续好几天。
在东汉时期又发明了水力鼓风机,与水力转圈翻转的设备,
哪怕没有的话,用人力直接搅也是可行的,其实早就有了只是没有具体文献,驴磨磨的那个装置同理也行。
这个时候,温度达到了熔点直接出铁水,效率更高了,只要1、2个人不定时地往灶下添柴火就行,就算要连续好几天也能很轻松地得到很软的熟铁。
于是量产熟铁实现了之后,运用渗碳法锻造速度大大加快。
下一步就是如何实现更快速将熟铁锻打成钢铁神兵。
听到这里,阿爸,还有海伦,你们发现哪里有问题了吗?“
海伦抢答道:“我知道!既然都能出熟铁水了,也就是说肯定能出较高性能的高碳钢了,哪怕高碳钢不好锻打,用中碳钢锻打的速度也比低碳钢要快。“
见父亲一副原来如此的样子,高兴对海伦竖了个大拇指:
“是的,炒钢既可以生铁为原料,在空气中有效地控制氧化脱碳,然后反复加热锻打成钢;
也可以将生铁在半熔融状态下炒成熟铁,然后加热渗碳,锻打成钢。
一旦能将生铁化液,也就实现了钢铁量产了。
可惜古人下意识地认为,钢铁是一定要锻打出来的,
认为熟铁浆一定也是含有很多杂质的,
同时从人力炒钢到水力炒钢,一下子跨度有点大,没有反应过来,
并且那个时代打铁知识都只控制在少数的几个人身上,师傅传徒弟,口耳相传。
这是属于时代的局限性。
我们都是站着巨人的肩膀上,指点江山。
为了实现钢铁量产,在东汉人们就发明了灌钢法。
具体做法大概有两种,阿爸,您注意听喔。
一是生铁渗碳至熟铁,制一个汉剑陶瓷模具(剑鞘),固定在高炉上,插入打好形状的(嵌入型)熟铁剑(剑柄绑绳),
按一定比例(大概1生比2熟),灌入炉底熬出的生铁汁,经过一段时间由于炉内温度跟模具温度有差别,模具里的生包熟剑属于半液体可锻状态,轻轻锤击剑刃测试硬度如可锻,则直接锻出剑刃,这就是量产“伪钢铁剑”(中、高碳钢剑),
如果硬度稍硬则用小锤轻击辅助渗碳,如果太软就拔出剑体,插入深碳火中蹭碳,如直接断裂,则刮掉外层生铁衣再来一次。
二是生铁如果完全不能渗入熟铁的话,索性将熟铁制成薄薄的剑片,灌入生铁汁的时候,由于熟铁剑片很薄会马上融为液体融合在一起,
由于生铁汁远远多于熟铁片,需要脱碳,只要提起剑身让它在空气中吹风吸氧冷却到淬火临界前,插入模具加热,待温度回升后,如此反复即可。