泉州港,祝家開設的商鋪。
“好劍,好劍呐!”祝季奢撫摸著一把青瑩如玉的寶劍,就像撫摸著十六歲少女緞子般的肌膚。
家世淵源,從小到大見過的寶貝多了去,但像這樣的寶劍實在沒見過第二把。劍身青光瑩瑩如鏡,屈指向劍脊上輕輕一彈,便“錚”的一聲龍吟,就算古之幹將莫邪,也不過如此吧?
如果把這把劍獻給伯顏丞相,恐怕家族的生意就能更上一層樓了……
“楚兄,這把劍能否讓與在下?小弟願以千貫易之。”
楚風漫不經心的說:“一個失敗的實驗品,你要就送給你了。”
是的,百煉鋼技術不過如此,在兩千年前當可稱雄一時,但和現代技術比起來,差距不是一點半點。僅僅是為了見識一下古代冶金技術,楚風才允許馮火山打了十把這樣的劍,當了解古代所謂百煉鋼技術的奧秘後,就禁止再做這種無聊的事了。馮火山和他的徒弟們得知這個消息,差點哭了,直到楚風拍胸脯保證會教給他們更好的鍛劍方法。
但在祝季奢聽來,簡直不可思議:百煉鋼已是寶刀寶劍的最高技術,按楚風的話頭,似乎還有比這更好的?
他試探著說:“難道,楚兄還有更好的劍?”
“不錯。”楚風讓劉喜拿出了另外一柄劍。
這是怎麽一柄醜劍啊,沒有劍鞘、沒有護手、劍柄是光禿禿的,連劍身也沒有疊鍛特有的雲紋,而是白亮亮的一片,看上去死氣沉沉,就像是塊磨光了的鐵片。
祝季奢一下子噎住了:“楚兄、楚兄莫非是戲耍在下?”
楚風高深莫測的笑了笑,“若是讓這兩柄劍互斫,祝兄以為,哪柄劍會斷?”
祝季奢不忙著迴答,先仔仔細細的看了那柄醜劍,確實沒有百煉疊鍛的痕跡,十足的一塊凡鐵嘛。“楚兄說笑了,小弟願以千貫為注,賭這把百煉寶劍勝。若是小弟走眼,千貫奉上;若是僥幸,楚兄的寶劍便姓祝了,如何?”
楚風大笑一聲:“看好了!”
百煉寶劍匹練也似的森森劍光,向劉喜手上的醜劍卷去,兩劍相交,隻聽得叮噹一聲響,半截兒劍尖墜於地上。
斷掉的不是那把“凡鐵”,而是百煉寶劍!
作為具有二十一世紀冶金知識的人,很容易發現百煉鋼的幾個致命缺陷。
鋼的軟硬,與碳素密切相關,含碳量高則硬,低則軟
。刀劍兵器,最理想的情況是外硬內軟,外硬則刃口鋒利,內軟則劍身彈性好、不易折斷。
偏偏百煉鋼在反複鍛打過程中,鋼鐵外層接觸空氣,碳被氧化,鋼質因碳素降低而變軟;內部不與氧氣接觸,碳素減少得不多。如此一來,形成外軟內硬的結構,刃口軟不夠鋒利,劍身脆硬而不夠強韌。
誠然,百煉鍛打有助於除去鋼鐵內部的渣滓,減少殘留渣滓的尺寸,從而使其成分趨於均勻,組織趨於致密,細化晶粒,改善鋼的性能;但含碳量分布不協調,是它不可避免的缺陷。
聰明的中國工匠用局部淬火部分解決了這個難題。鋼件經過淬火,從金相學上看,維氏硬度400左右的奧氏體,轉變為1000左右的馬氏體,簡單的說,就是變硬了。
馮火山打成鋼劍,淬火時,他穩穩的平夾劍身,隻把劍尖和兩側的刃部浸入水中,一陣白霧滋滋響著騰起,這樣就隻有鋒刃部經過淬火變硬,劍脊仍然相對柔軟,這樣就得到了外硬內軟的寶劍。
磨製、安柄、裝鞘,馮火山捏著自己打造的寶劍,洋洋自得,現在,輪到楚風出手了。
“我就用這塊鐵煉劍吧。”
當楚風說出這句話的時候,所有的人都以為他瘋了,因為那是最軟的一塊熟鐵,拿去打鍋鏟都嫌軟的熟鐵。
“張驢兒,把那塊鐵給我稱稱,再打成鐵片裝到坩堝裏麵。把上好的木碳磨成粉,給我弄個半斤。對了,石灰也弄點細粒的。”
看看不像開玩笑,說話有條理也沒瘋,隻好按他說的去做,張驢兒一會兒辦完了事。
大家看著楚風拿塊小石頭,蹲在地下寫寫算算,很快抬起頭來:“碳粉要三兩半,石灰少點,都放坩堝裏,給我攪勻了。”
石灰、碳粉、鐵片,全裝在坩堝裏,像是盤披薩餅。它被送進了烘箱,哦不,是耐火磚做的坩堝爐。
底部進風,頂部煙囪抽風,煤炭堆到坩堝四周——燃料和鋼鐵不接觸,所以使用便宜的煤炭。
點火之後四個小時,鐵片完全化作了鋼水,和碳粉融為一體;造渣用的石灰粒浮在鋼水的表麵,把磷、硫等有害物質盡可能的吸附到自己身上。
等它自然冷卻,連鍋端出來,把坩堝砸碎,敲掉鋼渣,得到了非常純淨的鋼餅。
這是碳含量被嚴格控製在0.77%左右的共析鋼,它在紅熱狀態下自然冷卻,到723攝氏度時內部生成多邊形珠光體組
織,片狀的鐵素體和滲碳體平行排列,從金相學上看,其強度硬度和加工性能都很優秀,特別適合調質。
“從鋼錠上截下一塊,直接打成劍,不用百煉疊鍛。”
張驢兒遵照楚風的指示,很快打出了劍型——不用百煉法,直接成型的速度快的很。
該淬火了。
張驢兒夾起鋼劍,準備像師父那樣局部淬火,隻把劍刃放進水裏。
“全放進去。”
張驢兒迴頭一看,楚風的神情不容置疑,他一狠心,把劍全放進水裏。
“嘶—”的一聲響,一半是紅熱的鋼劍激起的水蒸氣,一半是圍觀工人們倒抽一口涼氣:剛才那打成劍的鋼餅,人人都看出是舉世無雙的好鋼,但楚風不許多層疊鍛,不能成百煉鋼,大家都有點惋惜;現在看到這麽淬火,這劍必然發脆,一旦與其他兵刃相碰,非常容易斷碎。
豈不是浪費一塊好鋼了麽?真是暴殄天物啊!
難道,楚大人還有迴天之術?大家有點不甘心,盼著楚風再出妙招。
直到楚風命令把鍛爐熄滅了,眾人這才死心,哀歎著慢慢散去。正在此時,隻見楚風操起劍胚插到已經熄滅的爐火中,攪動幾下又拿出來。
“好了,現在可以拿去打磨開鋒,絕對是一柄神兵利器。”
這、這是什麽意思?
張驢兒將信將疑的拿到砂輪機上,一邊澆水避免退火,一邊打磨開鋒。不一會兒,粗磨出了鋒刃,楚風急著試驗,讓他不用細磨了,安上個簡易的劍柄就和馮火山打製的百煉寶劍互斫。
結果和祝季奢看到的那次完全相同。
馮火山的驚訝比他更甚。
百煉寶劍啊!百煉!自幹將莫邪以來,製劍師的最高頂峰,就這麽輕而易舉的被踩在腳下了?
馮火山愣愣的看著斷掉的百煉劍,一時癡了。
楚風知道原因。百煉鋼加工中反複折疊鍛打,層與層之間形成了氧化膜,多次折疊又造成金屬疲勞,所以鋒利的同時,也變得很脆,經不起大力碰撞。
而共析鋼在淬火中形成堅硬的馬氏體,硬度極高;他在爐火熄滅後把劍插進去,使劍身加溫到500-600度,這叫做迴火。淬火後迴火,鋼鐵內部形成迴火索氏體,變得更加堅固、強韌、鋒利無匹。
淬火和高溫迴火的綜合熱處理工藝,叫做調質。
經過調質處理的共析鋼,和百煉鋼相比,在技術上超越了兩千年,他們的碰撞會有什麽樣的結果,不言而喻。
楚風把這些知識用普通鐵匠聽得懂的語言,教授給這些鋼鐵廠工人。
大家都豎起耳朵,唯恐聽漏了一個字,像馮火山這種站在本時代冶煉技術高峰的人物,更是眼前豁然開朗,覺得楚風替自己打開了一扇全新的大門。
人群後麵,年輕的小學徒指指老君塑像,問身邊的工友:“天哪,總督大人別是咱們祖師爺爺下凡的吧?”
―――――――――――――――――――――――――
順便說一句,現代冶金學界關於百煉鋼的爭議很大,有三種觀點:
1.認為百煉鋼是含碳低於0.5%的低碳鋼或熟鐵在鍛打過程中加碳粉,通過滲碳提高碳含量達到0.7%左右的高碳鋼。
2.認為百煉鋼是含碳2%左右的高碳鋼或生鐵在鍛打中氧化脫碳,除去碳素降低到0.7%的高碳鋼。
3.認為百煉鋼關鍵不在於碳素含量,而是反複鍛打除去雜質,並細化晶粒。
貓跳認同2、3號觀點的綜合,首先,鍛打確能除雜並消去疏鬆多孔的結構,3成立;其次,現代科學分析,百煉鋼內部碳素高而外部低,這隻能是脫碳的結果。
“好劍,好劍呐!”祝季奢撫摸著一把青瑩如玉的寶劍,就像撫摸著十六歲少女緞子般的肌膚。
家世淵源,從小到大見過的寶貝多了去,但像這樣的寶劍實在沒見過第二把。劍身青光瑩瑩如鏡,屈指向劍脊上輕輕一彈,便“錚”的一聲龍吟,就算古之幹將莫邪,也不過如此吧?
如果把這把劍獻給伯顏丞相,恐怕家族的生意就能更上一層樓了……
“楚兄,這把劍能否讓與在下?小弟願以千貫易之。”
楚風漫不經心的說:“一個失敗的實驗品,你要就送給你了。”
是的,百煉鋼技術不過如此,在兩千年前當可稱雄一時,但和現代技術比起來,差距不是一點半點。僅僅是為了見識一下古代冶金技術,楚風才允許馮火山打了十把這樣的劍,當了解古代所謂百煉鋼技術的奧秘後,就禁止再做這種無聊的事了。馮火山和他的徒弟們得知這個消息,差點哭了,直到楚風拍胸脯保證會教給他們更好的鍛劍方法。
但在祝季奢聽來,簡直不可思議:百煉鋼已是寶刀寶劍的最高技術,按楚風的話頭,似乎還有比這更好的?
他試探著說:“難道,楚兄還有更好的劍?”
“不錯。”楚風讓劉喜拿出了另外一柄劍。
這是怎麽一柄醜劍啊,沒有劍鞘、沒有護手、劍柄是光禿禿的,連劍身也沒有疊鍛特有的雲紋,而是白亮亮的一片,看上去死氣沉沉,就像是塊磨光了的鐵片。
祝季奢一下子噎住了:“楚兄、楚兄莫非是戲耍在下?”
楚風高深莫測的笑了笑,“若是讓這兩柄劍互斫,祝兄以為,哪柄劍會斷?”
祝季奢不忙著迴答,先仔仔細細的看了那柄醜劍,確實沒有百煉疊鍛的痕跡,十足的一塊凡鐵嘛。“楚兄說笑了,小弟願以千貫為注,賭這把百煉寶劍勝。若是小弟走眼,千貫奉上;若是僥幸,楚兄的寶劍便姓祝了,如何?”
楚風大笑一聲:“看好了!”
百煉寶劍匹練也似的森森劍光,向劉喜手上的醜劍卷去,兩劍相交,隻聽得叮噹一聲響,半截兒劍尖墜於地上。
斷掉的不是那把“凡鐵”,而是百煉寶劍!
作為具有二十一世紀冶金知識的人,很容易發現百煉鋼的幾個致命缺陷。
鋼的軟硬,與碳素密切相關,含碳量高則硬,低則軟
。刀劍兵器,最理想的情況是外硬內軟,外硬則刃口鋒利,內軟則劍身彈性好、不易折斷。
偏偏百煉鋼在反複鍛打過程中,鋼鐵外層接觸空氣,碳被氧化,鋼質因碳素降低而變軟;內部不與氧氣接觸,碳素減少得不多。如此一來,形成外軟內硬的結構,刃口軟不夠鋒利,劍身脆硬而不夠強韌。
誠然,百煉鍛打有助於除去鋼鐵內部的渣滓,減少殘留渣滓的尺寸,從而使其成分趨於均勻,組織趨於致密,細化晶粒,改善鋼的性能;但含碳量分布不協調,是它不可避免的缺陷。
聰明的中國工匠用局部淬火部分解決了這個難題。鋼件經過淬火,從金相學上看,維氏硬度400左右的奧氏體,轉變為1000左右的馬氏體,簡單的說,就是變硬了。
馮火山打成鋼劍,淬火時,他穩穩的平夾劍身,隻把劍尖和兩側的刃部浸入水中,一陣白霧滋滋響著騰起,這樣就隻有鋒刃部經過淬火變硬,劍脊仍然相對柔軟,這樣就得到了外硬內軟的寶劍。
磨製、安柄、裝鞘,馮火山捏著自己打造的寶劍,洋洋自得,現在,輪到楚風出手了。
“我就用這塊鐵煉劍吧。”
當楚風說出這句話的時候,所有的人都以為他瘋了,因為那是最軟的一塊熟鐵,拿去打鍋鏟都嫌軟的熟鐵。
“張驢兒,把那塊鐵給我稱稱,再打成鐵片裝到坩堝裏麵。把上好的木碳磨成粉,給我弄個半斤。對了,石灰也弄點細粒的。”
看看不像開玩笑,說話有條理也沒瘋,隻好按他說的去做,張驢兒一會兒辦完了事。
大家看著楚風拿塊小石頭,蹲在地下寫寫算算,很快抬起頭來:“碳粉要三兩半,石灰少點,都放坩堝裏,給我攪勻了。”
石灰、碳粉、鐵片,全裝在坩堝裏,像是盤披薩餅。它被送進了烘箱,哦不,是耐火磚做的坩堝爐。
底部進風,頂部煙囪抽風,煤炭堆到坩堝四周——燃料和鋼鐵不接觸,所以使用便宜的煤炭。
點火之後四個小時,鐵片完全化作了鋼水,和碳粉融為一體;造渣用的石灰粒浮在鋼水的表麵,把磷、硫等有害物質盡可能的吸附到自己身上。
等它自然冷卻,連鍋端出來,把坩堝砸碎,敲掉鋼渣,得到了非常純淨的鋼餅。
這是碳含量被嚴格控製在0.77%左右的共析鋼,它在紅熱狀態下自然冷卻,到723攝氏度時內部生成多邊形珠光體組
織,片狀的鐵素體和滲碳體平行排列,從金相學上看,其強度硬度和加工性能都很優秀,特別適合調質。
“從鋼錠上截下一塊,直接打成劍,不用百煉疊鍛。”
張驢兒遵照楚風的指示,很快打出了劍型——不用百煉法,直接成型的速度快的很。
該淬火了。
張驢兒夾起鋼劍,準備像師父那樣局部淬火,隻把劍刃放進水裏。
“全放進去。”
張驢兒迴頭一看,楚風的神情不容置疑,他一狠心,把劍全放進水裏。
“嘶—”的一聲響,一半是紅熱的鋼劍激起的水蒸氣,一半是圍觀工人們倒抽一口涼氣:剛才那打成劍的鋼餅,人人都看出是舉世無雙的好鋼,但楚風不許多層疊鍛,不能成百煉鋼,大家都有點惋惜;現在看到這麽淬火,這劍必然發脆,一旦與其他兵刃相碰,非常容易斷碎。
豈不是浪費一塊好鋼了麽?真是暴殄天物啊!
難道,楚大人還有迴天之術?大家有點不甘心,盼著楚風再出妙招。
直到楚風命令把鍛爐熄滅了,眾人這才死心,哀歎著慢慢散去。正在此時,隻見楚風操起劍胚插到已經熄滅的爐火中,攪動幾下又拿出來。
“好了,現在可以拿去打磨開鋒,絕對是一柄神兵利器。”
這、這是什麽意思?
張驢兒將信將疑的拿到砂輪機上,一邊澆水避免退火,一邊打磨開鋒。不一會兒,粗磨出了鋒刃,楚風急著試驗,讓他不用細磨了,安上個簡易的劍柄就和馮火山打製的百煉寶劍互斫。
結果和祝季奢看到的那次完全相同。
馮火山的驚訝比他更甚。
百煉寶劍啊!百煉!自幹將莫邪以來,製劍師的最高頂峰,就這麽輕而易舉的被踩在腳下了?
馮火山愣愣的看著斷掉的百煉劍,一時癡了。
楚風知道原因。百煉鋼加工中反複折疊鍛打,層與層之間形成了氧化膜,多次折疊又造成金屬疲勞,所以鋒利的同時,也變得很脆,經不起大力碰撞。
而共析鋼在淬火中形成堅硬的馬氏體,硬度極高;他在爐火熄滅後把劍插進去,使劍身加溫到500-600度,這叫做迴火。淬火後迴火,鋼鐵內部形成迴火索氏體,變得更加堅固、強韌、鋒利無匹。
淬火和高溫迴火的綜合熱處理工藝,叫做調質。
經過調質處理的共析鋼,和百煉鋼相比,在技術上超越了兩千年,他們的碰撞會有什麽樣的結果,不言而喻。
楚風把這些知識用普通鐵匠聽得懂的語言,教授給這些鋼鐵廠工人。
大家都豎起耳朵,唯恐聽漏了一個字,像馮火山這種站在本時代冶煉技術高峰的人物,更是眼前豁然開朗,覺得楚風替自己打開了一扇全新的大門。
人群後麵,年輕的小學徒指指老君塑像,問身邊的工友:“天哪,總督大人別是咱們祖師爺爺下凡的吧?”
―――――――――――――――――――――――――
順便說一句,現代冶金學界關於百煉鋼的爭議很大,有三種觀點:
1.認為百煉鋼是含碳低於0.5%的低碳鋼或熟鐵在鍛打過程中加碳粉,通過滲碳提高碳含量達到0.7%左右的高碳鋼。
2.認為百煉鋼是含碳2%左右的高碳鋼或生鐵在鍛打中氧化脫碳,除去碳素降低到0.7%的高碳鋼。
3.認為百煉鋼關鍵不在於碳素含量,而是反複鍛打除去雜質,並細化晶粒。
貓跳認同2、3號觀點的綜合,首先,鍛打確能除雜並消去疏鬆多孔的結構,3成立;其次,現代科學分析,百煉鋼內部碳素高而外部低,這隻能是脫碳的結果。