第31章 青銅劍VS鋼劍

  高興喝口茶潤潤嗓子。

  海倫嘟噥道:「你說的這些都是你的猜想!」

  「是的,講故事嘛。你就當聽故事唄。

  有沒有道理可以心中琢磨一下,不要一下就否定,就說什麼絕對不可能超過30度。

  就像我們化學課本上教的,說生鐵是不可能鍛造的,因為生鐵含碳量超過2.11太硬太脆。

  那麼生鐵到底能不能鍛造呢?

  答案是肯定可以的,如果不能鍛造。

  那哪來的鐵器時代,柴刀、鐵犁,各種農用鐵器全是建模鑄造的嗎?

  鐵器時代的早期,冶金不發達都還沒有鑄造這一說法,因為鐵的熔點1538度左右

  都是鐵匠們一錘一錘鍛造出來的,當然剛開始是極難鍛造的,確實太硬太脆,

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  一錘子下去一不小心鐵塊就開裂斷開了。

  然後全部返工,工作量加大了一倍。

  本身熱處理就是降低硬度,增加韌性的過程。

  在鍛造及熱處理的過程中,鐵會不斷產生各種反應,韌性稍微再變強一點點。「

  海倫說道:」其實教科書要表達的可能是生鐵不能鍛壓,也不好鍛打,太硬太脆容易斷裂。

  或者說這個鍛造指的是冷鍛即常溫下正常鍛造。「

  高興笑道:」那麼我拿塊生鐵條,用極微小的錘頭鍛打,打個十年鐵條有沒有可能從原先的180度變成179度呢,那麼變化的這一度形變算是鍛造嗎?「

  海倫佯怒道:「哼!你是槓精嗎?還一度,還十年。」

  高興訕笑:「我要表達的是,教科書有時候也會不嚴謹,在學習的過程中要不斷思考。」

  父親一瓜落輕輕拍在高興後腦門上:「繼續講,別跑題了。」

  高興幽怨地望了一眼父親,繼續緩緩講道:「我還要補充幾個要點,跟老爸息息相關的。

  第一,對於古人來說,他們的鋼跟我們理解的鋼不是一樣的。

  他們眼中的鋼是』神聖『的,是一種即硬又有韌性,沒有雜質,達到一定完美狀態值的鐵。

  我們現代定義的鋼是含碳量小於2.11%,大於0.02%的鐵碳合金。

  第二,對於古人來說,在沒有金相顯微技術,沒有碳含量概念,沒有溫度計的年代。

  他們眼中的熟鐵就是指經過炒制加工變熟的軟鐵,可能就是我們定義中的熟鐵、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。

  第三,就是我剛剛提到過的,軟到極致的純鐵概念。

  對於古人來說,他們喜歡用雲鐵、柔鐵、棉花鐵等表示,反正必須是要軟到一定程度。「

  第四,對於古人來說生鐵就是鐵礦石或者說是很硬的鐵,有可能會是高碳鋼。


  比如用碳燒,將鐵錠往碳火深處埋,能提高硬度。這就是塊煉鐵技術。

  海倫呵呵一笑,沒有反駁什麼。

  高興繼續講回故事:「言歸正傳,話說東村居然被正面壓制了。

  這怎麼行呢?

  東村歷史傳統悠久,馬上召集農夫們商量如何對付西村的長腿悍婦們。

  由於身高是天生的,或者說是慢慢改進的沒法一下子大突破,就以海倫說的HRC30度為例,目前也就這個樣子了。

  甚至連劍刃都不能太長,太長了就容易斷,所以青銅劍大都以短劍為主。

  那還有別的辦法嗎?

  當然有,於是八面青銅劍、六面青銅劍就出來了,加寬劍刃厚度及刃寬,以達到加大韌性抵抗強度不足的問題。

  阿爸,這行為像什麼呢?「

  父親:「就像剁刀!」

  高興點點頭繼續說道:「東邊八面、六面劍出來了,

  西邊村馬上有模有樣學上,因為銅的密度比鐵高,所以西邊在同等重量下,優勢反而更明顯了,身高甚至又」高「了一點點。

  這可怎麼辦呢?

  東邊歷史悠久,人多勢眾啊。

  東邊說,我人多啊!

  於是呢過了很多年,或者不久,西邊村先發明了炒鋼法。

  據說,西漢時期發明的炒鋼技術,是較早把生鐵變成鋼的技術。

  (在歐洲,這個技術18世紀中葉始於英國,一直使用到1930年左右)

  生鐵太硬不好鍛打,那麼將生鐵放鍋里炒一炒變熟鐵了會不會好打一點呢

  結果還真是這樣,具體方法是先將生鐵礦、木材、石灰石通過高爐燒成半融化鐵塊(生鐵含雜質),

  然後注入鐵鍋/陶瓷鍋/耐火磚鍋,

  我個人猜測陶瓷鍋最靠譜,因為最耐高溫,反正不管用什麼鍋,只要不低於400度,不讓生鐵徹底冷卻了就行,期間要人工不停地接觸空氣翻炒,去碳,要連續好幾天。

  在東漢時期又發明了水力鼓風機,與水力轉圈翻轉的設備,

  哪怕沒有的話,用人力直接攪也是可行的,其實早就有了只是沒有具體文獻,驢磨磨的那個裝置同理也行。

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  這個時候,溫度達到了熔點直接出鐵水,效率更高了,只要1、2個人不定時地往灶下添柴火就行,就算要連續好幾天也能很輕鬆地得到很軟的熟鐵。

  於是量產熟鐵實現了之後,運用滲碳法鍛造速度大大加快。

  下一步就是如何實現更快速將熟鐵鍛打成鋼鐵神兵。

  聽到這裡,阿爸,還有海倫,你們發現哪裡有問題了嗎?「

  海倫搶答道:「我知道!既然都能出熟鐵水了,也就是說肯定能出較高性能的高碳鋼了,哪怕高碳鋼不好鍛打,用中碳鋼鍛打的速度也比低碳鋼要快。「

  見父親一副原來如此的樣子,高興對海倫豎了個大拇指:

  「是的,炒鋼既可以生鐵為原料,在空氣中有效地控制氧化脫碳,然後反覆加熱鍛打成鋼;

  也可以將生鐵在半熔融狀態下炒成熟鐵,然後加熱滲碳,鍛打成鋼。

  一旦能將生鐵化液,也就實現了鋼鐵量產了。

  可惜古人下意識地認為,鋼鐵是一定要鍛打出來的,

  認為熟鐵漿一定也是含有很多雜質的,

  同時從人力炒鋼到水力炒鋼,一下子跨度有點大,沒有反應過來,

  並且那個時代打鐵知識都只控制在少數的幾個人身上,師傅傳徒弟,口耳相傳。

  這是屬於時代的局限性。

  我們都是站著巨人的肩膀上,指點江山。

  為了實現鋼鐵量產,在東漢人們就發明了灌鋼法。

  具體做法大概有兩種,阿爸,您注意聽喔。

  一是生鐵滲碳至熟鐵,制一個漢劍陶瓷模具(劍鞘),固定在高爐上,插入打好形狀的(嵌入型)熟鐵劍(劍柄綁繩),

  按一定比例(大概1生比2熟),灌入爐底熬出的生鐵汁,經過一段時間由於爐內溫度跟模具溫度有差別,模具里的生包熟劍屬於半液體可鍛狀態,輕輕錘擊劍刃測試硬度如可鍛,則直接鍛出劍刃,這就是量產「偽鋼鐵劍」(中、高碳鋼劍),

  如果硬度稍硬則用小錘輕擊輔助滲碳,如果太軟就拔出劍體,插入深碳火中蹭碳,如直接斷裂,則刮掉外層生鐵衣再來一次。

  二是生鐵如果完全不能滲入熟鐵的話,索性將熟鐵製成薄薄的劍片,灌入生鐵汁的時候,由於熟鐵劍片很薄會馬上融為液體融合在一起,

  由於生鐵汁遠遠多於熟鐵片,需要脫碳,只要提起劍身讓它在空氣中吹風吸氧冷卻到淬火臨界前,插入模具加熱,待溫度回升後,如此反覆即可。