第三百零八章 炼钢和淬火

    中国在春秋战国时期，就进入到铁器时代，战国时候吴越的铁剑制作，已经到了相当的程度了，比青铜更加坚固的铁，成为了工具，也推进了时代的发展。

    从铁到钢，按理说，几乎没有什么界限，不停的消耗铁之中的碳，达到一定数量就是钢了，可是有史以来的记载之中，很多冠上钢名字的，大部分都是铁，真正称之为钢的少之又少。

    主要问题就是，封建时代，对于铁跟钢之间，没有一个明显的认识，只知道百炼成钢，知道钢比铁好，好到哪里，却不知道。

    赵信给予标准化，还有对于钢的了解，直接决定了，哪怕是手工，也可以比较高效的制作钢。

    北宋的钢，主要还是手工打造的，是用炼铁的方法，百炼成钢，所以价格极高，原因就是在于成品率不高。

    一般出色一点的铁匠，10次炼制，能够最终成功个一两次，已经算的上非常惊人的，差一点，可能要上百次才能够成功。

    这样的耗费，只是一个人力成本，就是一个非常高昂的数字，更别说千锤百炼未必一定会出，如果几率高一点，废品率低一点，这个精铁就不会那么贵了。

    赵信既然敢于开启这个常识，就是对这个有绝对的信心，后世那种纯手工打制，已经可以保证成品率了。

    不是说，后世的大师，比起封建时代的大师强，实际上，远远不如，但是后世对于钢铁的了解，已经深入到一定程度了，哪怕是普通人，也懂钢和铁的区别。

    说白了，钢就是含碳量在0.2-2.06%之间的一种合金，后世的手工打造的方法，借助着熟铁和生铁进行折皱打造，不过跟封建时代的随便打造不一样，这里会控制比例。

    熟铁之中，几乎不含什么碳，生铁也就是大于2%的那种，一般都在5%以下，后世的锻造师们，会根据经验，去一个平均量，同时计算生铁和熟铁的数量，让碳的含量保持在0.8-1.2%之间。

    超过0.6%的，就是高碳钢，跟生铁相比，有差不多0.6%左右的余量，就算有误差，也可以保证在八成九成以上，这样可以保证效率。

    10次成功9次，这样下来，就可以把钢的价格，降低到跟铁差不多，或者稍稍高一点的程度，这就极大的降低了成本。

    这个比例，是高碳钢，是硬度最大的钢，柔韧度差一点，可是用来制作铠甲，兵器，是出色的选择，历史上的不少名剑，就是使用的这样的材料。

    相对于全程没有参与水泥实验，关于钢铁打造的实验，赵信全程参与了，因为其中的一些关键的点，步骤还有比例之类，也必须他来把握，甚至说一次性也未必能够成功，必须要多次实验。

    这里就展现出最终的目标，还有记录方面的好处了，古代中国虽然创造了辉煌的科技文明，也创造了举世瞩目的四大发明，对于中国和世界科技，有了巨大的推动作用。

    可是一点，没有形成完整而有序的体系，没有一个培养和学习技能书，往往经过战乱之后，某些技术一失传，就消失了。

    当然了，这也跟整个中国并不是特别重视，有很大的关系，中国重视的是儒学，连更加生僻难懂的医学，都也因为跟儒学沾边，而拥有了完整的体系和培养的方法，可偏偏工学没有，这或许是跟百家争鸣有关。

    除了已经并入到儒学和朝堂之中的兵学，法学，有一定的发展之外，诸子百家之中的其他行业，都是被压制的，特别从北宋开始，儒学发展上升到了一个巅峰，工匠就被压制的更加厉害，有些发明，也是没有什么重要意义。

    薛玉抵达的时候，赵信的这个实验，正好进行到了比较关键的程度。

    赵信根据不同的比例，测算，然后对于失败的产品进行扫描，通过卡牌系统，大体上分析出了一部分的数据，然后根据成功的和失败计算，最终测算出了不同色泽，性能生铁的一个大体上面的含碳量。

    这个含碳量，远没有精确到小数点后面几位，可是有一个大体上面的范围，0.5%以内的误差，已经可以实际上进行了。

    这个基础的数据，会通过不停的实验，不停的记录和计算，而变的越来越精确，可惜这个工作不可能交给别人来做。

    哪怕是最简单一个比例的计算，如果是有精确的数字，四则运算，这对于北宋来说，有些难，一些精研的人，未必算不出。

    可是赵信要的是一个概率，一个混合，一个模糊，根据一些数据，最终给出来一个相对精确，误差较小的，这就只能够使用高等数学，或者数论的方法。

    这玩意，就算是在后世，一个出色高中毕业生，都不太可能做出来，更别说这个时代，整个大宋，懂得这个计算的，只有赵信一人。

    得到了薛玉确切的消息之后，赵信却不能立刻离开，因为这个炼钢已经到了关键的程度。

    在经过了众多铁匠的磨合之后，加上赵信数据，出钢比例，已经从最开始的1%，提升到了50%，这已经让铁匠们喜出望外了。

    这些铁匠，都是附近的，或者是从禁军之中来的，后者在整个北宋，已经称得上比较精锐的那种了，可是跟工部局的相比，差的很远。

    一个大匠，或者是领匠之类的，在打造精铁的时候，能够有3成，已经算是登峰造极了，他们却可以达到五成，还不是一个两个，而是大部分人都达到五成，他们兴奋不已，就只是凭借着这个，他们的级别就能够升一升，就算是回到军营之中，月俸也能够升一升。

    才5成这算什么，动用了数论，练废了最少500次材料，虽然每一次不多，人工和原料的消耗也不少，才5成，这太低了，好在，经过大量的累积，数论和概率这种东西，累积的数据越多，最终的结果越精确，钢铁，不同于后世的特种型材，必须要精确到小数点之后好几位，不过是2%左右，甚至还有差不多1.4的误差范围，这还能只有5成。

    赵信继续下去，他负责数据计算，让铁匠们也凑到一起，回想一些经验，争取能够解决掉问题的。

    终于，通过比对，计算，大体算出来各种各样的生铁的含碳量，用熟铁跟生铁褶皱打造，计算出了一系列的数据，用模糊的方法，给出了一定的余量，给了一个比较完整方法。

    包括了大部分的身体和熟铁的配比和混合方法，也把打造的步骤，给精炼了，减少了没有意义的步骤的，要求每一次都达到一定的效果，节约人力成本。

    这样下来，效率显著的提升了，以前打造一件兵器，可能需要三到五天，一些比较贵重的宝物，甚至需要十来天。

    拿落月弓作为例子，单纯他的身体，都不是一次性成型的，在天然陨铁之中，经过了几轮，去掉了杂质，并且逐步的敲打成型，现在，哪怕是精铁，最多需要4个时辰的时间，这比起以前，大大的减少了。

    减少的时间，就是成本，这个北宋还没有意识到，可是后世在无数的论文之中都表述了，人力也是成本，生产的越快，实际上，是减少了这个成本，变相的让成本降低了。

    就在众多铁匠兴高采烈，可以稳定达到九成的几率的炼钢手段，他们就这么的得到了，这有些出乎预料，而且大部分的钢的性能都很好，几乎比得上天然精铁了。

    可是赵信的传授，依然没有结束，这些炼钢的过程都没有错，他少了一项最关键的步骤，淬火。

    中国的金属冶炼工艺，很长时间，都在世界上占据着领先的位置，可是有一项，一直以来，都是弱点，那就是淬火。

    淬火也被称之为蘸火，主要是把高温材料，迅速的降低温度，形成常温下的合金，从青铜器时代，就一直沿用至今，大部分的中国冶炼，都是用水来淬火，甚至一直延续到整个封建时代。

    水是比较常见的淬火材料，能够迅速的降低温度，保证淬火的效率，对于铁，和普通材料，淬火的效果还可以，可是上升到钢这种程度了，就有些不足了。

    大部分时间，没有形成稳定的合金，应力释放不均，炼钢的损失，一半以上，是淬火造成的，淬火失败的钢，甚至连铁都不如，这也是良品的钢价格居高不下的根本原因。

    赵信却知道，如何淬火的办法，最简单的，也就是游牧民族和后世还在保存着冷兵器工艺的民族惯用，水和油分段淬火。

    这个就是时机的问题，经验丰富大师，可以把握住这个时机，让合金形成的更好，水和油不同的释放环境和冷却，会让内部应力得到巨大的释放，最终性能更好，哪怕没有掌握着这个时机，这样的淬火方法，也比单纯的用水，把烧红的兵器放在水里要好。

    这是最简单的，也是最容易掌握的，水跟油都是现实生活之中常见的，这个时机也可以通过不停的实验来完成。