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青铜的熔点只有八百摄氏度,正好可以在第二步时用来掌握温度。
昨夜赵弛与其他几位学徒轮流拉风箱保持炉温,现在正在一间偏房里休息,听见刘策过来了,迅速跑来,生怕错过些什么。
“小人赵弛,见过护国公,不知道护国公到来,还请恕罪!”赵弛对着刘策恭敬地行礼说道。
刘策摆摆手说道:
“不必这么拘谨,我不在意这些礼数,昨日是不是熬得很晚才睡?”
赵弛挠挠头,有些不好意思地说道:
“昨夜没怎么睡,直到今日凌晨才去睡了一会儿。”
“你们都不必如此,炼制镔铁并不是什么难事,只要几个人轮换好时间,控制好温度就行了,不需要全部守在这里,有什么不明白的可以随时问我,我都会向你们讲清楚。”刘策认真对众人说道。
众人见刘策如此平易近人,都笑着点头说道:
“我们谨听护国公教诲!”
……
时间很快到了午后,刘策见火候已经差不多了,便让学徒们把熔炉的温度降低,并将一块青铜放到炉中。
第二步需要将炉温控制在八百摄氏度左右保持十二小时以上,这个温度正好是青铜的熔点,只要让炉中的青铜保持在半融半固的状态就说明温度是合适的。
这一步的作用是为了形成坚硬的碳化铁晶体,均匀地分布在铁体的海绵状微孔中,这是镔铁的主要成分,也是镔铁中布满了点状花纹的原因。
因为并没有什么技术要求,与昨天相比只是需要保持的温度降低了而已,学徒们已经有了经验,刘策只是简单交待几句后就放心离开了。
第三天上午。
卡着时间过来的刘策看了看熔炉里的坩埚,发现一切都没有问题,便对众人说道:
“可以了,把坩埚拿出来冷却。”
学徒们立刻依照刘策所说,将坩埚从熔炉内移出,冷却后又将其中的钢锭取了出来。
此时的钢锭硬度很高,含碳量很高,属于生铁的范畴,所以需要进行第三步,脱碳处理。
很多人认为生铁是铁,不是钢,这个认知是错误的。
其实不含碳的纯铁才是铁,也被称为熟铁,它是由单一的铁原子构成,不含其他成分,质地较软,是真正意义的铁。
而钢是一个泛称,基本上所有的铁合金都可以称为钢,含碳的就是碳钢,含有其他元素的就属于合金钢。
碳钢根据含碳量的不同,可以简单划分为低碳钢、中碳钢、高碳钢以及超高碳钢。
含碳量越低,硬度就越低,但韧性强,不易断。
相反,含碳量越高,硬度就越高,但韧性差,也就是俗称的脆,很容易断。
而生铁其实是属于超高碳钢的范畴,硬度很高,但却很脆,几乎没有韧性。
“现在将钢锭直接放到炉火中加热到刚才的温度,也就是青铜快要融化的温度,再拿到铁砧上反复捶打,就像你们平时捶打百炼钢那样。”
刘策认真地对周围的学徒进行示范,并强调关键点:
“温度一定不能太高,加热到青铜半融的温度即可,如果温度过高,镔铁就会成为一块普通的碳钢。”
直接将裸露的钢锭加热到八百摄氏度左右会让其表面氧化脱碳,然后进行敲打,重复这个热处理过程,直到钢锭达到合适的碳含量,这个过程也叫做退火。
赵弛在一旁认真地听着,默默记下。
如果温度超过九百摄氏度,会形成奥氏体,而且温度越高,碳化晶体也会随之溶解,这些点状花纹就会损失掉。
经过脱碳处理后的钢锭,碳含量从超高碳钢范畴的铸铁降低到了高碳钢的水平,一块镔铁就这样诞生了。
学徒们欣喜若狂,兴奋地大喊:
“煅出来了!”
“煅出来了!”
……
与此同时,有人已经跑去向蜀王禀报。
许多没有参与的铁匠听到这边学徒的欢呼声,纷纷皱眉,带着质疑的表情朝这边走过来。
当他们穿过围成几圈的学徒,看到这块镔铁时,一脸难以置信的表情,瞪大了眼睛,嘴角也不自觉的扬起。
“真是镔铁!真的煅出来了!”
随后纷纷向这一群学徒打听这锻造之法。
然而这哪是三句两句就能听得明白的,学徒们七嘴八舌的说了半天,但那些铁匠师傅们却是一脸茫然。
几分钟后,正在忙着打制甲片的军器监主事听说镔铁已经煅成,半信半疑地让身边一位铁匠大师前去查看。
当那位大师看到镔铁时,脸色一惊,拿起镔铁就往回跑去。
军器监主事陈应接过他手中的镔铁仔细端详,脸上的表情是说不出的精彩。
“这……怎么可能?”
陈应一脸惊讶,随即又对身旁的人说道:
“快!去拿些黄矾过来!”
黄矾是一种天然矿物,其成分就是硫酸铁,有一定的腐蚀性。
融水后涂抹在镔铁上,能让镔铁表面的花纹全部显现。
黄矾在古代也是一味中药,通常外用治疗一些皮肤疮瘢。
《唐草本》中就有记录,黄矾,疗疮生肉。《新唐书地理志》也记载了“黄色明矾,瓜州土贡。”
意思是陕西瓜州出产的黄矾矿石品质高,是贡品。
而唐初的《新修本草》又记载:“黄矾亦疗疮生肉,人于绿矾中炼出黄色者充之,非真也。”
意思就是有人从绿矾中提炼出黄色物质充当黄矾,不是真的黄矾。
唐初的《皇帝九鼎神丹经诀》中就记载了“炼石胆取精华法”,就是干馏石胆(胆矾)获得硫酸的方法,被称为“绿矾油”。
而绿矾加热冷凝后就能得到绿矾油(硫酸)和铁锈(三氧化二铁),黄矾就是硫酸铁,现代人都知道,用硫酸和铁锈就能生成黄色物质硫酸铁,这比天然的黄矾矿石纯度更高,但《新修草本》中却说这样合成的是假货。
可见古人虽然很聪明,但也难免会有愚昧的时候,太过于讲求天然。
只不过别说古人了,就是现代人中,过度追求天然,抵制化合提纯的人也不少,殊不知很多天然物质反而含有大量有害杂质,化合提纯的反而更纯净。
一味地追求天然,那为什么还要吃精制盐呢?直接用海水做菜不就行了。
如果唐朝的这些人工化合物成能够被认可,华夏的化工产业早就能领先世界了。