在工匠们震惊的眼神中,朱尽忠笑而不语。
朱尽忠以前看电视的听说,明朝的百炼钢,其实有致命缺陷。
钢的软硬,与其中碳素含量密切相关,含碳量高则比较硬,低则比较软。刀剑这些冷兵器,最理想的状态是外硬内软(相对的),外硬则刃口锋利不易卷刃,内软则弹性好、不易折断。
百炼钢的问题之一,在锻打的过程中,钢的表面接触空气,高温下碳被氧化,钢质因碳含量降低而变软;钢的内部不与氧气接触,碳素相对表面氧化的少,则内部含碳量高于表面。这样就产生了外软内硬的结构,刃口软不够锋利,剑身脆硬而不强韧。
百炼钢的问题之二,是在加工中经过反复折叠锻打,有时候要反复折叠几十次,这样层与层之间就形成了氧化膜,反复的折叠又会造成金属疲劳,所以在变锋利的同时,也变得非常脆,大力碰撞下容易崩坏。
解决方法:古代无解,现代则是在冶炼的同时加入稀土元素,这样能大幅度提高金属抗疲劳的能力,所以古代陨铁兵器基本都是碉堡的存在。
诚然,百炼锻打有助于除去钢铁内部的渣滓,减少残留渣滓的尺寸,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;但含碳量分布不协调,是它不可避免的缺陷。
百炼钢在炼钢加工中,因为反复折叠锻打,层与层之间形成了氧化膜,多次折叠后又造成金属疲劳,所以锋利的同时,就会变得很脆,经不起大力碰撞。
而朱尽忠的那柄丑剑,因是用共析钢淬火后,整个剑身形成坚硬的马氏体,硬度极高,而在淬火后,重新加热,使剑身加温到500-600度,这叫做回火。淬火后再回火,钢铁内部形成回火索氏体,变得更加坚固、强韧、锋利无匹,远非百炼钢的硬度所能比。
这种生产中把淬火及高温回火的复合处热处理工艺方法,在现代的钢铁生产中,有个专用术语,叫做调质。
经过调质处理的共析钢,跟汉朝就使用的百炼钢相比,在技术上超越了两千年,他们的碰撞会有什么样的结果,不言而喻。
只不过,因为这样的知识太超越了这个时代,这些个基本上全都大字不认识一个的工匠们,要想要弄明白,还不是一时半会就行的,实在有些困难,故朱尽忠无法对他们详说其中原理。只得含糊地告诉他们,这是自已以前碰到过一位高人,在其指点才得知的方法。
这些工匠们都是些只管吸取经验,倒也不会去细究根底的粗人,故朱尽忠这一番解释,也得以糊弄过去。现在知道了朱尽忠这项崭新的坩埚炼钢技术,作头颜均等人皆是满脸喜色。
大家都知道,现在有了这项高碳钢材生产技术,铁龙城的钢材产量可以大幅增加了,再不必象从前一样,碰运气才能出一块好钢。
同样满面笑容的朱尽忠,向铁厂管事问道:“现在铁坊之中,从事钢铁生产的人数以及生产设备情况,却是如何?”
铁厂管事一脸自豪地急急答道;“回大人,自年初在大坪山带回的流寇俘虏,大批补入铁坊之后,现在这铁坊中,共建有高炉八座,炒炉六座,每日的熟铁产量,平均为四万五千余斤,现在我铁坊之处所产铁器,产量十分巨大,足以供应凤阳府各处所用。”
朱尽忠脸现微笑,心下亦十分欢喜。
他知道,要知道明朝工商业达到鼎盛的万历中期,一年的全国总共出铁量,也不过十八万吨,铁矿消耗四十至四十五万吨左右。
这个数字,听起来不少,但与后世钢铁厂相比,简直不值一提。要知道在后世,随便一家钢铁厂一天的生产量也都是在几十万斤吨,与明朝相比,堪称天地之别,亦不为过。
朱尽忠的铁坊,现在每日的钢铁生产量,虽在跟后世相比微如毫芥,却亦足以傲视整个明朝各地的铁场与工坊。
这些新生产出来的钢材,则主要需要供给火炮与火枪研发所用。因为钢材的延展性与耐用性,可以比用熟铁制炮制铳强太多。
朱尽忠打算,在现有钢材可以足量供应的情况下,直接跃过原先用熟铁打制火炮与火铳的阶段,全部使用钢材进行生产。
对于朱尽忠的要求,铁坊管事一口应诺,他向朱尽忠保证,一定会把这项钢材生产工作,保质保量加以做好。