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碳素钢分为低碳钢、中碳钢、高碳钢三种，其性能主要取决于含碳量，含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低，所以低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，高碳钢硬度最高，但不利于塑造和焊接。
至于铸铁，古代的炉子练出来的都是白口铁，这种铸铁含碳、硅较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色，所以叫白口铁，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷，一句话概括，用这种铁铸炮容易炸膛。
刘烨消化了一下，总结道：“也就是说，造枪用钢，造炮——你管它叫铸炮——用铁？”
“对，制作枪管和枪身需要有材质有良好的加工能力，通俗的讲就是能通过捶打制作出来；而炮的制作方法完全不同，相对于轻巧的枪管，动则几百甚至几千斤的炮身无法通过捶打锻造的方式制作出来，只能用融化后的铁水在事先做好的模子里浇铸而成。”
“就不能用造枪的办法用熟铁造炮吗？或者直接用钢水浇铸大炮行不行？”
“也有用熟铁打制成条缠绕成大炮的，不过这不是主流。这种方法造小炮可以，造重炮不行，而且太费时间，效率太低。至于钢水浇铸大炮，等到19世纪末克虏伯公司诞生之后再说吧，现在纯属妄想，现有技术下哪怕造出了钢管炮也只有一个下场——炸膛，再说你拿什么去加工钢管，现有的条件下有什么东西比钢更硬，难不成用牙咬？”
“好吧，我想我基本清楚了制作的方法，那么回到材料问题。”刘烨思路很清晰，工业基础和制作方法决定材质的选择，“低碳钢和铸铁的冶炼技术难度大吗？”
“如果不追求硬度和韧度都完美的钢，只炼化低碳钢的话，技术难度不高，明代已经有成熟的熟铁冶炼技术，其实就是炒钢，工匠也是现成的，我们要做的只是优化流程，改进炉子，实现规模化量产。”梁小明解释说，“但是铸铁的材料就是个问题，白口铁很明显不适合铸炮，而想得到灰口铁则有相当的难度。”
刘烨问：“那灰口铁好在哪里呢？”
“白口铁太脆，容易炸膛，而且硬度高、耐磨，不易加工，导致炮身和炮膛内部粗糙不平，为了顺利发射炮弹，就必须把炮弹直径造的远远小于炮管口径，这样造成炮弹和炮管之间的游隙过大，气密性差，威力、射程、精度都大幅度下降。灰口铁的碳以片状石墨形态存在，断口呈灰色，凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。由于片状石墨存在，故耐磨性好，铸造性能和切削加工较好，石墨对刀具还有润滑作用。”
梁小明想了想：“用你能懂的话来说，灰口铁具备了白口铁坚硬耐磨的优点，但是没有其缺点，用它铸造的大炮基本没有裂纹，脆性适中，不容易炸膛，最关键之处在于易于加工，大炮就可以用刀具切削加工的很光滑，炮膛和炮弹之间的游隙减少，炮弹的直径就可以接近炮管口径，气密性非常好，威力、射程、精度就远远大于白口铁造的大炮。这么说，你能了解吗？”
刘烨揉了揉发胀的脑袋，“我这么理解对不对：白口铁铸造的大炮虽然硬但是很脆，容易炸膛，而且不好加工，非常粗糙，打炮时容易漏气，威力小射程近，打的也不准；灰口铁铸造的大炮完全相反，硬而不脆，非常耐操，不会炸膛，而且容易加工，不会漏气，威力大射程远，打的也准？
梁小明掌叫好：“完全正确，高材生的理解能力果然不是盖的。”
“既然如此，为什么不弄灰口铁呢？在这里啰里啰嗦些什么？”刘烨很不解。
梁小明叹了口气：“哪有那么容易，要是容易的话，清朝不会到了鸦片战争时期还用白口铁铸炮了。高质量的灰口铁直到19世纪才能大量产出，欧洲直到拿破仑时期还是以铜铸炮为主。”
“这个我听说过，铜铸炮在炼铁业不发达的时候是最好的铸炮材料，可是铜很贵，不划算。话说回来，琼州产铜吗？”
“整个中国铜的产量都不算太高，琼州石碌铁矿有伴生铜矿，不过产量也不高。而且在古代中国，铜是贵金属，是制作钱币用的，欧洲一门铜炮的价格相当于五门同样的铁炮，在中国就远不止这个比例了。用铜来铸炮，你这个资本家舍得？”梁小明揶揄他。
刘烨自然表示了反对：“舍不得，我不做亏本生意。”
不过还有个原因刘烨没说，他心中有个长远计划，铜是战略物资，是与货币挂钩的贵金属，用来铸炮是暴餮天物。现在时机不成熟，这个计划暂时不告诉梁小明。
梁小明不知道他的小算盘，只是做进一步的技术分析。
“灰口铁的关键在于硅，含硅量大于1％就能得到灰口铁，小于1％则是白口铁，而炉温是还原硅的关键，炉温低于1500度就无法得到灰口铁，而传统的木炭炼铁炉温不会超过1300度，得到的只能是白口铁。”
刘烨直指问题的关键，“那么如何提高炉温？”
梁小明仔细考虑了一番，他努力把现代化的钢铁生产线剔除出自己脑海，代换成17、18世纪的高炉，考虑了各种因素后，他谨慎地回答了刘烨的疑问。
“由于没有蒸汽机，提高炉温的方法就是用焦炭代替木炭，建造蓄热室，用水力代替蒸汽机鼓风，采用预热鼓风技术，这样应该可以得到含硅量较高的灰口铁。蓄热室、鼓风等技术上的问题可以通过实践慢慢攻克，问题不大。”
“可焦炭的问题比较麻烦，琼州只出产褐煤，这是一种煤化程度很低的劣质煤，不适合炼焦。炼焦一般用烟煤，中国最大的烟煤产地在山西，可是离我们太远，沿海省份当中只有我老家山东的烟煤产量比较可观，不过对我们来说仍然鞭长莫及，明王朝不可能让我们去开采煤矿的，那里还是朝廷的腹心之地，离北直隶很近。”
刘烨所有所思：“你负责技术，实施的事情交给我。不过，你确定挖个煤一定得去山东这么远吗？”
梁小明一摊手：“广东也产煤，可是储量太少，而且不是浅层矿，以我们的技术，勘探不到。山东有几个煤矿是很容易勘探开采的浅层矿，所以”
刘烨拍了拍手说：“明白了，山东的事可以纳入长远规划，先说眼前，没有焦炭就不能铸炮吗？没了张屠夫，就得吃带毛猪吗？”
“办法其实也有，就是将白口铁石墨化退火处理。也就是缓慢加热后控制在一定速度冷却，就能得到可锻铸铁，欧洲人叫展性铸铁，比灰口铸铁有更好的塑性和韧性，硬度和韧性接近于优质碳素钢，而且比钢更好加工”
刘烨凌乱了：“我有点乱，让我捋一捋。你的意思是说，那种垃圾白口铁随便烧一烧，就能比灰口铁更好，还接近钢的特性？我日哦，那你费老鼻子劲弄灰口铁干嘛啊？”
梁小明觉得很委屈，和外行解释就是这么麻烦：“这种方法得到的展性铸铁虽好，可是实施起来局限性很大，只限于比较小而且结构简单的铸件，壁厚不能大于100毫米，一般在80毫米左右为佳。先用白口铁铸造出来，然后放进大型处理炉焖烧，退火时间很长，效率不高，只是灰口铁出现前的过渡办法。这办法造不了海军重炮，小口径野战炮还是可以的。”
“我去，白高兴一场，感情就只能造小炮。”刘烨表示了鄙视。
他梳理总结了一下梁小明的话，造枪——可以利用已有的炒钢技术，造炮——有了焦炭才有可能铸造重炮，目前只能铸造小炮。当务之急是解决有没有的问题，然后才有精力解决重炮的问题。至于目前铸造小炮时间长效率低，不是大问题，他们可以等，有了枪就对付现在所能遇到的大部分对手。
于是刘烨拍板了：第一，立刻上马炒钢或者说低碳钢项目；第二，得到合格的低碳钢之后建造兵工厂造枪；第三，利用退火处理技术生产小口径炮；第四，把焦炭和开发山东列入长期规划。
梁小明乐了，手一摊，“资本家同志，你嘴皮一碰就行了，人呢？总得给我几个铁匠吧，这可是技术活，不像织布培训半天就行了。然后你得去广州买生铁，目前我们还没开采铁矿，只能买现成的。”
某资本家恶狠狠地盯着他：“等着，我就算去绑架，也会给你绑几个铁匠来，其余的工人，你自己培训，散会！”
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