第113章 章一一二 不會炸膛的炮
第113章 章一一二 不會炸膛的炮
路上,奧德瑪跟蘇文倒起苦水,最大的問題就是鑄炮模具不過關。
「團長,我們費好大勁塑好模具,可鋼鐵一澆進去就變形。」奧德瑪皺著眉頭,「火山灰燒的耐火磚能扛住高溫不假,但精度實在達不到鑄炮模具的要求。光是為調整這模具的配方,我們就折騰好久了!」
蘇文沉吟道:「之前不是找了兩個會造鐘的鐵匠嗎?他們新搞的那種砂質模具也不行?」
隊伍規模擴大後,蘇文確實從新招攬的鐵匠里物色到了兩位有鑄鐘經驗的熟手。他對此其實寄予厚望,因為教會大鐘的鑄造精度和厚重程度,理論上是能遷移到鑄炮上的。
可惜,聽奧德瑪的意思,這個方法也不盡如人意。奧德瑪解釋原因道:「團長,鍾和大炮的要求差別不小。鐘壁有時候相對薄一些,澆鑄溫度也未必有大炮這麼高。
更要命的,鍾稍微有什麼問題,敲擊是不會顯現出來的,但能敲鐘,不代表能塞火藥開炮。
「我覺得核心問題還是,我們沒有辦法解決氣密性的問題。」
「我們前後試了三批炮,」奧德瑪聲音里透著無奈,「每次都有形狀差異。鐘壁相對均勻,炮身卻厚薄懸殊得多。
「這樣在鐵水冷卻凝固時,厚薄部位收縮程度就差了老大一截,熱脹冷縮不協調。一旦收縮變形,炮彈和炮膛之間的間隙就會變得不均勻,火藥點燃那點力氣全從縫隙漏氣跑了,炮彈射出去綿軟無力甚至炸膛!」
奧德瑪這段時間確實從蘇文這裡學到了很多知識,講的都挺科學的。可是就是因為他講的這麼科學,蘇文聽著,心中才愈發感到棘手。
一行人很快走到了鑄炮試驗區。那兩位造鐘鐵匠正蹲在那裡,比劃著名討論如何改進模具。蘇文默不作聲地靠近旁聽。
他們的核心思路其實很簡單,就是傳統的失蠟法:先用蠟精心塑出完美的炮管內壁模型,然後在蠟模外面一層層敷上由火山灰、粘土混合特殊粘合劑組成的外殼泥漿,做成堅固的外范。最後高溫烘烤時,蠟模融化流出,就得到了一個內壁光滑的空腔模具。
但問題也隨之而來。奧德瑪指出:「這種耐火泥外范在烘烤燒制時本身會收縮變形,最終澆鑄鐵炮這麼厚重的東西,注入滾燙鐵水時溫差劇烈變化,氣孔問題非常嚴重,炮管的氣密性根本無法保證。」
蘇文思索片刻,提出了一個思路:「現在的問題關鍵在於模具整體太大,一次性整體鑄炮必然導致各部分冷卻速度不同,收縮變形加劇,模具也容易開裂。那我們為什麼不嘗試使用鐵范分段鑄造?」
那兩個造鐘鐵匠聽了都面露茫然。
蘇文繼續解釋他所知的鐵范鑄炮法要點:「核心是用鐵製模具分段鑄炮管部件,比如炮膛核心段。鐵范能保證每段尺寸精準,冷卻時收縮均勻,減少變形。鑄件接合面刮平後塗一層草木灰泥漿,既保溫又密封,讓接縫嚴絲合縫。
「最後把分段部件拼合後套上整體,用鐵箍緊固成一體,通過螺杆旋緊施加持續壓力,使泥漿層進一步壓實。靠機械咬合和泥漿密封保證炮膛氣密性,應力分散在各段,成品率自然更高。鐵范還能反覆使用,批量造的部件尺寸也能一致。」
蘇文提出的方法,其實就是清代龔振麟提出的的分段鑄造與卯定位法。
「這樣,奧德瑪,你先去安排一下,我們需要調整一部分產能去生產純鐵的鏟模,而不要使用鐵包木的鏟子。這幾天我下午都會過來,我們一起跟進一下鐵炮的生產問題。」
連續幾天,蘇文在完成梯田定額挖掘任務後,就一頭扎進鐵廠,和工匠們一起研究鐵范鑄炮法。
他們先使用炒鋼法,將生鐵加熱至半熔融的糊狀,通過反覆攪拌,讓生鐵中的碳與空氣中的氧結合,生成二氧化碳,從而精準地降低生鐵中的含碳量,最終得到含碳量可控的低碳鋼或熟鐵。
然後根據熟鐵,造出熔點在1500度的鐵製摸具,並小心翼翼地採用新的分段鐵范法鑄成了一門試驗炮。然而,炮管上依然出現了影響氣密性的微小縫隙。這門炮試射了兩響後就啞了,炮膛壁上赫然出現了一道猙獰的裂縫。
萬幸當時沒有炸膛,否則後果不堪設想。
蘇文面色凝重地檢視著廢炮,對奧德瑪說道:「看來,在我們現有鑄造精度和鋼材純淨度的極限下,完全避免氣孔縫隙和開裂是不可能的。我們現在只能加厚炮壁設計,做一些妥協了。」
他心中原本計劃製造的是標準規格的前膛炮,現在為了保證安全和基礎威力,必須做出修改。
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另外,奧斯瑪提議用魔化鋼來鑄炮,理論上能緩解甚至徹底解決這些問題。但蘇文還是否定了這個想法。
「現階段用魔化鋼鑄炮太奢侈。」蘇文解釋道,「魔化鋼產量極其有限,我們剛剛打通和蒙德利家族的交易渠道,每一磅魔化鋼都是換取領地發展資金的關鍵。容不得半點浪費。
「等我們鑄炮技術相對成熟、穩定後,再來考慮用少量魔化鋼來製造核心部件或進行關鍵強化吧。眼下,先保證能造出能用、不會炸膛的炮!」
這門炮的重量差不多達到了一噸重,蘇文拿它試射六公斤的炮彈,最終成功的命中了接近一千兩百米外的靶子,而且通過回音術進行探查,整體的大炮的密封性依然完好。
蘇文不由得心情大悅,就目前他們的進度,很快就能造出早期蒸汽機一事實上能解決大炮的氣密性,基本也就解決了蒸汽機的氣密性問題。
而就在這個時候,由蒙德利家族寄來的調令,送到了蘇文的案頭。
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路上,奧德瑪跟蘇文倒起苦水,最大的問題就是鑄炮模具不過關。
「團長,我們費好大勁塑好模具,可鋼鐵一澆進去就變形。」奧德瑪皺著眉頭,「火山灰燒的耐火磚能扛住高溫不假,但精度實在達不到鑄炮模具的要求。光是為調整這模具的配方,我們就折騰好久了!」
蘇文沉吟道:「之前不是找了兩個會造鐘的鐵匠嗎?他們新搞的那種砂質模具也不行?」
隊伍規模擴大後,蘇文確實從新招攬的鐵匠里物色到了兩位有鑄鐘經驗的熟手。他對此其實寄予厚望,因為教會大鐘的鑄造精度和厚重程度,理論上是能遷移到鑄炮上的。
可惜,聽奧德瑪的意思,這個方法也不盡如人意。奧德瑪解釋原因道:「團長,鍾和大炮的要求差別不小。鐘壁有時候相對薄一些,澆鑄溫度也未必有大炮這麼高。
更要命的,鍾稍微有什麼問題,敲擊是不會顯現出來的,但能敲鐘,不代表能塞火藥開炮。
「我覺得核心問題還是,我們沒有辦法解決氣密性的問題。」
「我們前後試了三批炮,」奧德瑪聲音里透著無奈,「每次都有形狀差異。鐘壁相對均勻,炮身卻厚薄懸殊得多。
「這樣在鐵水冷卻凝固時,厚薄部位收縮程度就差了老大一截,熱脹冷縮不協調。一旦收縮變形,炮彈和炮膛之間的間隙就會變得不均勻,火藥點燃那點力氣全從縫隙漏氣跑了,炮彈射出去綿軟無力甚至炸膛!」
奧德瑪這段時間確實從蘇文這裡學到了很多知識,講的都挺科學的。可是就是因為他講的這麼科學,蘇文聽著,心中才愈發感到棘手。
一行人很快走到了鑄炮試驗區。那兩位造鐘鐵匠正蹲在那裡,比劃著名討論如何改進模具。蘇文默不作聲地靠近旁聽。
他們的核心思路其實很簡單,就是傳統的失蠟法:先用蠟精心塑出完美的炮管內壁模型,然後在蠟模外面一層層敷上由火山灰、粘土混合特殊粘合劑組成的外殼泥漿,做成堅固的外范。最後高溫烘烤時,蠟模融化流出,就得到了一個內壁光滑的空腔模具。
但問題也隨之而來。奧德瑪指出:「這種耐火泥外范在烘烤燒制時本身會收縮變形,最終澆鑄鐵炮這麼厚重的東西,注入滾燙鐵水時溫差劇烈變化,氣孔問題非常嚴重,炮管的氣密性根本無法保證。」
蘇文思索片刻,提出了一個思路:「現在的問題關鍵在於模具整體太大,一次性整體鑄炮必然導致各部分冷卻速度不同,收縮變形加劇,模具也容易開裂。那我們為什麼不嘗試使用鐵范分段鑄造?」
那兩個造鐘鐵匠聽了都面露茫然。
蘇文繼續解釋他所知的鐵范鑄炮法要點:「核心是用鐵製模具分段鑄炮管部件,比如炮膛核心段。鐵范能保證每段尺寸精準,冷卻時收縮均勻,減少變形。鑄件接合面刮平後塗一層草木灰泥漿,既保溫又密封,讓接縫嚴絲合縫。
「最後把分段部件拼合後套上整體,用鐵箍緊固成一體,通過螺杆旋緊施加持續壓力,使泥漿層進一步壓實。靠機械咬合和泥漿密封保證炮膛氣密性,應力分散在各段,成品率自然更高。鐵范還能反覆使用,批量造的部件尺寸也能一致。」
蘇文提出的方法,其實就是清代龔振麟提出的的分段鑄造與卯定位法。
「這樣,奧德瑪,你先去安排一下,我們需要調整一部分產能去生產純鐵的鏟模,而不要使用鐵包木的鏟子。這幾天我下午都會過來,我們一起跟進一下鐵炮的生產問題。」
連續幾天,蘇文在完成梯田定額挖掘任務後,就一頭扎進鐵廠,和工匠們一起研究鐵范鑄炮法。
他們先使用炒鋼法,將生鐵加熱至半熔融的糊狀,通過反覆攪拌,讓生鐵中的碳與空氣中的氧結合,生成二氧化碳,從而精準地降低生鐵中的含碳量,最終得到含碳量可控的低碳鋼或熟鐵。
然後根據熟鐵,造出熔點在1500度的鐵製摸具,並小心翼翼地採用新的分段鐵范法鑄成了一門試驗炮。然而,炮管上依然出現了影響氣密性的微小縫隙。這門炮試射了兩響後就啞了,炮膛壁上赫然出現了一道猙獰的裂縫。
萬幸當時沒有炸膛,否則後果不堪設想。
蘇文面色凝重地檢視著廢炮,對奧德瑪說道:「看來,在我們現有鑄造精度和鋼材純淨度的極限下,完全避免氣孔縫隙和開裂是不可能的。我們現在只能加厚炮壁設計,做一些妥協了。」
他心中原本計劃製造的是標準規格的前膛炮,現在為了保證安全和基礎威力,必須做出修改。
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另外,奧斯瑪提議用魔化鋼來鑄炮,理論上能緩解甚至徹底解決這些問題。但蘇文還是否定了這個想法。
「現階段用魔化鋼鑄炮太奢侈。」蘇文解釋道,「魔化鋼產量極其有限,我們剛剛打通和蒙德利家族的交易渠道,每一磅魔化鋼都是換取領地發展資金的關鍵。容不得半點浪費。
「等我們鑄炮技術相對成熟、穩定後,再來考慮用少量魔化鋼來製造核心部件或進行關鍵強化吧。眼下,先保證能造出能用、不會炸膛的炮!」
這門炮的重量差不多達到了一噸重,蘇文拿它試射六公斤的炮彈,最終成功的命中了接近一千兩百米外的靶子,而且通過回音術進行探查,整體的大炮的密封性依然完好。
蘇文不由得心情大悅,就目前他們的進度,很快就能造出早期蒸汽機一事實上能解決大炮的氣密性,基本也就解決了蒸汽機的氣密性問題。
而就在這個時候,由蒙德利家族寄來的調令,送到了蘇文的案頭。
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