待到皇帝离开之后,徐乐池仿佛打开了新世界的大门,他迫不及待的通宵投入研究工作之中。
首先他要解决的难题,就是用于制作蒸汽机的钢材。
之前模型机用的是“炒钢法”铸造,其实,还有另一种冶炼技艺,“灌钢法”。
灌钢法,发明于东汉末年,即,将生铁(含碳量>2。1%)与熟铁(含碳量<0。02%)混合,并加热到生铁熔点之上,相互熔融混合成为“钢”。
这样冶炼出来的钢,硬度和韧性平衡,在现代学术名为高碳钢。
“灌钢法”的横空出世,让中原冷兵器遥遥领先全世界一千多年,17世纪以前,世界各国仍然使用的熟铁低温冶炼的办法。
这就是为什么,中原王朝一直压着草原政权虐杀的根本原因。
不管是硬度还是韧性,或者锋利程度,用“灌钢法”制造出来的武器,在对拼中占据极大的优势。
“灌钢法”从东汉末年,发展到明朝,技术已经相当进步。
在宋朝,就出现了两种不同的工艺。
例如生铁陷入法、生铁覆盖法,在《天工开物》中有详细的记载。
到了明朝中期,更是发明出“生铁浇淋法”,即“待其极熟,生铁欲流,则以生铁于‘熟铁’上,擦而入之。”
由于是江苏工匠所创,因此又被称之为“苏钢”。
“生铁浇淋法”,即便到了现代,1956年炼钢厂依旧采用类似操作。
就明朝炼制出来的钢强度,西方要到18世纪中期才追得上,而蒸汽机出现在17世纪末。
知道早期蒸汽机,为什么无法大范围铺设应用吗?
因为他们只能用落后的“炒钢法”锻造出来的熟铁,以此制作成蒸汽机。
熟铁有个严重问题,因为熔点高(1538°c),而生铁的熔点(1130-1200°c)又太低,极大的增加了锻造难度,成本实在太高了。
最初的蒸汽机,只能在工厂中使用,而且体型巨大。
为了寻求突破,法拉第只能日以继夜的研究乌兹钢。
虽然最终没能造出乌兹钢,不过摸索出了高碳钢的冶炼方法,再次完善了坩埚炼钢法。
而华夏,早在东汉时期就已经知道利用“灌钢法”冶炼更先进的高碳钢了。
所以,你还觉得明朝时期的冶炼工艺,很落后吗?
所以,你还认为,在明朝制造蒸汽机,最大的困难是钢铁强度吗?
真正受钢铁强度制约发展的,应该是机械镗床和火器的发展。
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在制作蒸汽机模型机的时候,工部里熟练“灌钢法”的老工匠请假还乡了。
徐乐池当初向皇帝表述的工艺难题是,熟铁锻造有点麻烦,并非钢材强度不够,或者耐热不行。
那么问题来了,用“灌钢法”锻造出来的高碳钢,能用来制造蒸汽机吗?
答案是肯定的,当然可以。
但是,从现代回来的朱祁钰却知道,高碳钢虽然在常温下很硬,但是一旦温度到达200c就不行了。
所以第二代蒸汽机在工作一段时间后,不得不熄火降温。
改善钢材最好的办法,就是将多种金属材料混合制作成合金。
朱祁钰将这个想法告知徐乐池,是希望对方能广开思路。
科学的进步,需要日复一日的实验探索。