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因為張金亮不不熟悉其中各種物料的配比,他只是知道坩堝鋼的製作方法,所以在作成的20多個坩堝裡面添加了不同比例的原材料,進行實驗。坩堝放在由耐火磚壘成的托架上,耐火磚下面留有通風的管道,在坩堝四周則堆放者煤炭,在進風口處有引火用的木炭,煙和火由高度2丈的煙囪抽走,由於煤炭並不和鐵接觸。煤炭裡面的有害物質,並不能進入到鐵裡面,保證了坩堝裡面鋼鐵的質量,這爐坩堝鋼燒制用了大約半天的時間(6~7個小時),停火後,等坩堝自然冷卻,打破坩堝,打掉渣滓,得到了已經成塊的質量均勻的鋼餅,這些鋼餅的重量從10~20KG不等。
張金亮根據這些坩堝上面不同的編號,利用延展性實驗,確定了哪幾個坩堝裡面產出的是中碳鋼,哪幾個坩堝裡面是高碳鋼,還有有11個坩堝裡面出來的是生鐵,顯然是碳多了,
隨即第2爐坩堝又根據最佳的配料比重新放入爐子,點火,第2爐出品的坩堝鋼全達到了高碳鋼的要求,就是這樣子,兩天的時間裡面,張金亮得到了大約1噸的高碳鋼餅,張金亮使用延展性實驗,對這些鋼餅進行了分類,硬度很高的那種即將用來製作各種武器類刀具,據張金亮估計這些鋼的含碳量可能要到1%~1.6%,屬於工具鋼的水平,而硬度略微差點的中高碳鋼將用來製作平常使用的日常生活用品,這些鋼可能含碳量在0.4%~0.8%之間,這些鋼料的綜合性能非常的良好,比較好加工。只是硬度和耐磨性差了點,並不適合做高性能的武器。
實際上,張金亮所使用的坩堝煉鋼法和古老的烏滋鋼冶煉辦法基本相同,但是烏滋鋼是採用木炭加熱,皮囊鼓風,溫度低,加熱時間長(一般需要24個小時),而張金亮使用的卻是煤炭加熱,煙囪抽風,溫度高,加熱時間短(只需要6個小時),並不會形成印度烏滋鋼特有的,低溫冶煉下,鋼由於滲碳時,磷、碳凝固偏析產生的花紋,而直接融化成鋼水,生成純度高,勻質的高碳鋼。實際上這種坩堝煉鋼的方法從19世紀開始,一直使用到20世紀,直到各種電坩堝鋼取代他為止,
第二卷 新的開始 第十二節 刀
現在張金亮需要的東西已經全部準備齊了,王二雖然不說,但是言談裡面已經透漏出來,讓張金亮趕緊出成品,張金亮自然不敢耽誤,他詢問了王二等人這個時代到底缺什麼鐵製品的時候,幾個人沒有一個能回答出來的,“你看者做就是了,我們聽你的”王三看者滿地的鐵料光顧的開心了,他一生大部分都是別人替他做決定,只要他認為你是對的,就會無條件支持你。張金亮最後決定先打一把刀讓大家知道在在水力鍛錘幫助下應該如何工作,並且要把一些簡單的原理交給大家。
12月3日,全體鐵工廠參與的人員再次齊聚工廠,還來了10多個本村的壯勞力,他們申請要來工廠幹活,給不給工錢不要緊。只要管飯就行,反正現在也沒有事情,冬天開荒已經完全停下來了,
張金亮給他們演示製作是一把一尺半長的夾鋼獵刀。這種刀張金亮以前幫朋友做過,下料也知道多少。怎麼打心中也有數.他先把一根熟鐵棒埋在鍛爐的木炭裡面加熱,並在木炭堆上蓋上一塊破爛的坩堝瓦片,用來聚火,他選的熟鐵棒足足有10KG上下,明顯太大了,張金亮需要把他截下來一節,但是他沒有切割機,只能採用加熱使熟鐵變軟的辦法截取。
當木炭堆裡面的熟鐵棒顏色逐漸變紅的時候,他用鐵鉗迅速夾了出來,放到砧板上,左手已經拿起了斧子,放到鐵棒上,旁邊的王三拎起大錘就是一下,熟鐵棒應聲而折。張金亮把手裡的鐵棒丟掉,用鉗子揀起截下來的那一小截還通紅鐵棒迅速的放到了大鍛錘的砧板上面,並迅速的轉動,7.4石(200KG)重的鍛錘以每分鐘60次的速度進行著鍛打,眼看者鐵棒從短粗的圓形變成了方板,張金亮取出顏色已經暗淡的鐵板,從新投入到鍛爐中加熱,並蓋上了瓦片。過了一會,他再次把鐵板取出,迅速的在砧板上用斧子從中間開槽,折彎,併疊在一起,再放入鍛錘中鍛打。
“太快了,”王三邊看邊給人解釋,“平常我用熟鐵打百鍊鋼也是這麼摺疊鍛打的,不過每摺疊一次,就要反覆燒上五六次,才能鍛打到合適的厚度,然後再摺疊,每次鍛打兩個助手不過打上七八錘,就的重新加熱,要不然就打不動了,人還累的不行,一般50練的刀也就是說的就是把熟鐵摺疊9到10次做成的,每入火加熱一次叫做一煉,百鍊也不過是摺疊鍛打20次而已,一般30煉的刀才摺疊5次,已經能讓人累的不行了,都需要幾個人好多天才能打成,看金亮這種打法,就他一個人,半天的時間,就足夠摺疊20次了。太快了。”他邊說邊搖頭。嘴裡面還不住的發出嘖嘖的聲音,
張金亮趁者把鐵板送到火裡面加熱的空擋笑道“咱們又不是需要這東西做刀刃,不需要那麼高的含碳量,只需要他的韌性好,彈性足就可以了,沒有必要加熱鍛打那麼多次,那樣的話,成本也太高了點,摺疊個七八次,含碳量能平均到中碳鋼的水平,也就可以了。咱們的熟鐵本身純淨度就比較高,性能要比塊練鐵高的多,也比小炒鐵爐出的鐵純淨度和性能要高。”
“恩,那是,就是不知道你說的那種鋼怎麼樣了,”張金亮已經給王三解釋過夾鋼刀的原理,但是王三還是不太明白。其實剛才張金亮說的話,他也不是全明白。