第二百三十二章 钢材与制炮
，明末之虎 在工匠们震惊的眼神中，李啸笑而不语。 李啸前世作为二十一世纪钢铁冶金专业的大学生，当然知道，这个时代的百炼钢，其实有致命缺陷。 因为，钢的软硬，与碳素密切相关，含碳量高则硬，低则软。刀剑兵器，最理想的情况是外硬内软，外硬则刃口锋利，内软则剑身弹性好、不易折断。 偏偏百炼钢在反复锻打过程中，钢铁外层接触空气，碳被氧化，钢质因碳素降低而变软；内部不与氧气接触，碳素减少得不多。如此一来，形成外软内硬的结构，刃口软不够锋利，剑身脆硬而不够强韧。 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。 而且，时炼钢在加工中，因为反复折叠锻打，层与层之间形成了氧化膜，多次折叠又造成金属疲劳，所以锋利的同时，也变得很脆，经不起大力碰撞。 而李啸的那柄丑剑，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。 这种淬火和高温回火的综合热处理工艺，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，和老祖宗就会的百炼钢相比，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，那些基本上都是文盲或半文盲的工匠，要理解这样的现代知识，实在有些困难，故李啸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。 工匠们都是些只管吸取经验，倒也不愿细究根底的粗人，故李啸这个解释，也得以糊弄过去。现在知道了李啸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。 同样满面笑容的李啸，向颜均问道：“现在铁龙城中，从事钢铁生产的人数以及生产设备情况，却是如何？” 颜均一脸自豪地急急答道；“禀李大人，自去年年底从河南带回的流寇俘虏，大批补入铁龙城中后，现在铁龙城中，共建有高炉6座，炒炉4座，每天的熟铁产量，平均为7万2千余斤，现在我铁龙城之处所产铁器，产量十分巨大，足以供应山东以及临近各省和蒙古诸部等处呢。” 李啸脸现微笑，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18万吨，铁矿消耗40至45万吨左右。 这个数字，听起来很多，但与现代中国相比，简直不值一提。 要知道在当代中国，早在2007年时，一年的钢铁总产量为48966万吨，与明朝相比，堪称天地之别，亦不为过。 而现在自已一天的钢铁产量，有72万斤，也就是36吨，那么，按一个月产20天计算，一个月的产量是720吨，一年的产量，则可达8640吨！ 李啸的铁龙城，一年的钢铁产量，虽在现代中国微如毫芥，却亦足以傲视整个明朝各地的铁场与工坊。 而据现代中国探明，单县的铁矿蕴藏量，仅富集矿脉便有1亿五千万吨，足以供自已开采几十代了，李啸完全不必为矿石不足而发愁。 在李啸微笑沉思之际，吴亮犹然喜孜孜地补充说道：“李大人，现在我铁龙城中，人力安排大致为，挖矿队6000人，磨矿、洗矿、筛选以及运输人员4000人，cao作高炉与炒炉的男工6000人，而锻冶场有男工1万8千余人，女工近1万人。另有弹药厂有男工500名，女工500人，投石机制造厂有男工500人、配合火炮火铳研制的男工有300人。” 听颜均说到火炮与火铳研制，李啸眼中一亮。 他在心下暗道，自已一直在关注其他方面的事务，却不知道，现在的火炮与火铳研制进度，进展得如何了。 接下来，李啸给颜均下了规定，要求他，从现在开始大批量坩埚生产钢材，以一个坩埚可产钢材50斤计算，每次用40个坩埚一同生产，使产量一次可达2000斤，也就是1吨的产量。因为坩埚是消耗品，重新制作坩埚需要时间，一个月就按15天生产时间计，使每个月的合格高碳钢材产量，达到15吨的最低生产标准。 李啸强调，用现在所生产出来的高硬度高强度钢材，全部用来制作并替换原有的枪兵精钢枪头，使枪头更锋利耐用。 然后，再用这类钢材替换盾兵的大盾蒙皮，使盾牌重量更加轻省，但防御力却可增强好几倍。 若钢材尚有多余，则供给火炮与火铳研发用。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，李啸打算，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。 对于李啸的要求，颜均一口应诺，他向李啸保证，一定会把这项钢材生产工作，保质保量加以做好。 从钢铁冶炼区离开后，李啸真接去了铁龙城西北区的火炮与火铳研发基地。 此时，火器总头赵杰，带着拂朗亚兰达，阿弥额尔，萨琮三人，以及一众李啸用盐款从东江镇换回来的工匠，正在准备试验铸造一部轻型红夷大炮。 按李啸原来的指示，赵杰等研发工匠，是要优先发展火炮，然后再研制火铳。 这是因为，现在的猛虎军，对于性能良好火力强大的火炮的渴求，远超诸如鲁密铳之类火铳。 这个年代，包括鲁密铳在内的火铳，因性能不稳定，打不响或炸膛的机率高，火铳手的威力，远远不如后世的陆军步兵。且以鲁密铳为例，平均只有50发左右的使用寿命，便会因为枪管开裂而报废，故其对于尚处于冷兵器向热兵器过渡的军队来说，并没有特别重大的帮助。 象猛虎军中，现在还剩下的四十多把鲁密铳，因已接近了鲁密铳的使用寿命。在下一次战斗中，李啸还真不打算再把他们派上战场。 而现在的猛虎军，其实最大的软肋，实是在于缺乏攻城手段。 上次攻打镇边城所，如果不是因为此城没有包砖，且年久失修导致城墙夯土松软，仅凭李啸的投石机投抛震天雷，根本不可能顺利攻下此城。 而镇边城所不能攻下的话，后来李啸的一系列计谋，都只会是空谈。 而要攻克重城，最佳的方法，当然是用重炮轰城，用极具冲击力的实心炮弹，狠狠撞开砸碎城墙与城门，这样的话，可以大大减少攻城时间，降低兵卒死亡人数，还可从气势上压垮守城敌军。 比如，在真实历史上，李自成在守卫潼关之时，清军将领多铎，为顺利攻下潼关，宁可多花近一个月的时间来等红夷大炮运来，也不愿意让手下兵丁蚁附攻城，从而平添不必要的死亡。 因为考虑到佛朗机、虎蹲炮、神威将军炮之类的火炮，无论是攻城还是守卫，威力皆是不足，且有投石机和震天雷可代替其部分功用，故李啸要求赵杰他们，在工匠人数有限的情况下，全力仿制出红夷大炮，让猛虎军也有能力攻打坚城。 见到李啸到来，赵杰忙令众人停下手中的工作，向李啸致意。李啸热情慰问了他们，特别是对三名葡萄牙人，李啸更用关怀的口吻，询问了他们的近况如何。 “李大人，我们在铁龙城生活得很不错，为了让我们生活得习惯，从住房到饮食，吴亮总管皆对我们安排得十分周到。”拂朗亚兰达一脸喜悦地向李啸说道。 “是啊，感谢上帝，让我们遇见了李大人，现在这里，我们每月拿足够的薪水，生活开销之类皆不用发愁，可以全身心投入火器研制，这种感觉实在是太美妙了。”萨琮眨着眼睛从一旁插言。 “李大人，我们在想，等到火炮研制成功后，我们还想把家属从澳门接过来，我会告诉他们，在这东方的国度里，生活条件绝不比在本国或澳门要差，我们也可以一家人团聚生活了。” 阿弥额尔最后发言，他一说完，三名葡萄牙人都用一种期待的眼光看着李啸。 李啸大笑，亲热地拍了拍各人的肩膀：“放心吧，你们的要求，本官承诺你们一定做到，火炮研制成功，你们便可去澳门将家属接来，从此一家团圆，就在我铁龙城中安心定居吧。” 李啸的回答，让三名葡萄牙人十分喜悦，随后李啸又与众人寒暄了一阵，便开始观看赵杰他们正在研制的这门轻型红夷火炮。 赵杰他们正在研制的的红夷大炮，是一门铜胎铁芯炮。 这是明末时，登莱巡抚孙元化等人，在获得青铜制成的西洋红夷炮后，进行仿制与改良，自行发展出来的一种先进铸炮方法。 而在同时期的欧洲，还是铸造同质的铜炮或者铁炮，而没有考虑混用两种材料以降低成本。一直要等到十八世纪中期水力机械普及以后，欧洲才出现铸造实心金属柱体，再钻孔而成炮膛，以获得性能较好得火炮的方法。 而这种火炮制作方法，简而言之，便是先铸造铁炮管，接着在上面再包以泥范，再浇铸一层铜炮管。这样结果就是外铜内铁双层炮管形式，可以降低火炮重量。并兼具铁炮铜炮的优点，即比铁炮耐用，又比铜炮便宜。这种炮不仅坚固耐用，射程比纯铁炮还要略远，成本也比纯铜炮要便宜很多。 这便是明末之时，自登莱火器研发基地投入使用后，孙元化等人，能够在几年内快速大量生产数以百计的红夷大炮的主要原因。 其实，这时的火炮完全可全部使用青铜制作，不但制作方便，性能还比铁炮好。实际上，直到1850年以前，不管东方西方，大部分的火炮还都是青铜或黄铜制的，特别是追求性能的大口径火炮更是如此。 但之所以，在历史的发展过程中，铜炮却逐渐被铁炮取代，最大的原因便是，因为欧洲是个缺铜地区，受限于铜的产量与价格，每门铜炮的价格，是同种型号铁炮的五倍！ 这样一来，与铜炮相比，铁炮实在太便宜了。省钱还产量大，这就是几百年下来，为何西方各国无不大力发展钢铁铸造技术，并全力研制铁炮的主要原因。 而孙元化所发明的铜胎铁芯炮制造技术，算是两者折衷的产物。当然，也有考虑到中国缺铜的具体因素。因为中国与和欧洲一样，十分缺铜，是个有名的贫铜国。如果要和进口的红夷大炮一样，全部用青铜与黄铜来制造，因为铜价可把铁价昂贵得多，对于明末本以困难的财政来说，怕是无力负担了。 而真要解决铜矿昂贵的问题，除非大明帝国有能力把吕宋给占了，因为菲律宾的众多岛屿，皆是富含铜矿的地区。只不过，对于末代的明朝来说，这显然已超过了它的能力。 能把铜炮耐用的优点与铁炮廉价的优点结合起来，这也是孙元化的聪明之处。 至于目前的欧洲铁炮，虽然同样是铸造出来的，但性能比起有长期生产实践的铜炮来说，还是要差很多的。例如目前欧洲铜炮的身管寿命为1000发，铁炮则仅有600发。只有英国人生产的铁炮性能好一点，但其价格，却是欧洲其他各国所制铁炮的四五倍。 但实际上英国的铁炮性能好的原因，也是因为他们采取了颇为奢侈的制造方法：他们不采用目前欧洲流行的煤炭炼铁法，而是全用木炭炼铁造炮，与明朝质量最好的闽铁生产类似，从而保证了铁炮的性能。 而有得必有失，英国铁炮性能良好的代价就是，整个英国的森林被砍伐过度，森林覆盖率极低。直到十八世纪，英国开始采用焦煤炼铁，才部份缓解了这个问题。但是最终要到19世纪下半叶，在发明了用造渣法脱硫脱磷的方法后，才算真正彻底解决这个问题。 所以，虽然明末中国的火炮是由外国引进，但通过仿制与自力研究，实际上生产出来的新炮的各项性能不比西洋火炮差，一门铸好的铜胎铁芯炮，使用寿命平均可达近900发，而且在量产性与生产速度上，都比欧洲同类产品要好。 据说，当日孙元化制出这种中国独有的铜胎铁芯红夷炮后，一同参与研制的葡萄牙人都在感叹，中国人的智慧与能力，绝对只会在自视甚高的欧洲人之上。 故而，现在赵杰他们，继承使用这种孙元化在登州研发的铸炮技术，实是再正常不过的事情。 只不过，原本兴致勃勃地观看赵杰他们带着一众工匠忙碌不停的李啸，让他没想到的是，最终，他却只听到了赵杰一声惋惜的轻叹。 “唉，怎么炮管又铸差了。”