蘇承羽又繼續道:“雖然鐵鑄重炮有很大的風險,搞不好便有炸膛的可能。”
“但是,”他話鋒一轉,“隻要有合適的鑄造方法,外加我們鐵場出的鐵質量甚高,我可以保證,用鐵鑄出來的重炮絕不會比銅鑄得差。”
用生鐵鑄炮最大的難度在於炮管冷卻。由於重炮的炮管壁非常厚,管壁內外冷卻速度不一致。且通常是外層先冷卻收縮,而內層還處在熱膨脹狀態,導致外層拉裂。
另外炮身冷卻速度過快會導致產生白口鐵。所謂白口鐵是指鐵中的碳元素和鐵結合成了碳化三鐵,這種物質會使整塊金屬發脆,極易裂縫。
蘇承羽雖然不是鑄造專業的,但是對這些基礎的金屬加工知識還是懂的。炮管冷縮問題最佳解決方案是羅德曼鑄炮法,給炮管內壁通水冷,讓內壁先冷卻收縮,外壁冷卻之後還能對內壁形成“箍緊”效果,製出的炮管甚至比青銅炮還可靠。
但羅德曼法這種十九世紀的技術對水冷控製要求極高,有數萬參數,蘇承羽根本不可能記得。
他的解決方案是分層鑄造。先澆鑄一半厚度的炮管,由於厚度,避免了出現外層縮裂問題。
等炮管冷卻後,再澆鑄外層,使炮管達到需求的厚度。此時外層冷卻就不會產生拉裂,甚至還有部分羅德曼法的箍緊效果。
其實若非鐵場鋼產量不夠,他真想直接造鋼炮,那質量絕對秒殺這個時代所有的火炮。
此外分層鑄造還能有效解決白口鐵問題。對於白口鐵,其實隻用煆燒一下就能使其灰口化。灰口鐵中的碳以石墨形勢存在,能極大提高鐵的韌性。但若炮身太厚的話就無法徹底燒透,僅有表層灰口化,裏麵仍是白口鐵。分層鑄造則可以鑄造一層,煆燒一層,整炮幾乎都能轉為灰口鐵。
但在場的工匠們哪知道他有這般成竹在胸,都以為東家是因搞不來銅,病急亂投醫而已。
待蘇承羽向他們大致講解了分層鑄造法,眾工匠聽得雲裏霧裏,都尋思著東家咋就咋幹。
隻有宋應星雙眼放光,拿筆拚命抄記,什麼白口鐵、灰口化、冷卻拉裂,聽都沒聽過,簡直為他打開了一扇通往鑄炮學新世界的大門。
蘇承羽又繪製出火炮鐵範的圖紙,開始安排具體事宜,“分層鑄造所需的鐵範也要分製兩層。”
製範工匠來到蘇記鐵場已數月,早就會認這種標準工業圖紙了,又有宋應星在一旁指導,到次日己時,二十四磅巨炮的內外兩層泥範便已製成。
蘇承羽立刻又拿出昨晚畫好的兩套圖紙交給工匠。分別是一門六磅炮和一門九磅炮的泥範。
雖然鐵場裏有一副六磅炮的鐵範,但那是用來鑄銅炮的,鑄鐵炮需要更厚的炮身,所以必須重新製作。
自從上次成立炮兵營之後,龍衛軍已有四個連的炮兵。但由於在外征戰無法補充火炮,故而一直隻有8門六磅炮。
這個搭配比例是很不合理的,蘇承羽一直計劃為炮兵營配置16門六磅炮,再加上4門九磅炮,以達到滿編。這樣火力便已接近之前的三倍之多!