王貺派来的督导在一旁冷眼旁观,记录着“白土”的用量和炉子形状,似乎想找出“邪异”之处,但看来看去,无非是泥巴炉子,并无出奇,也就渐渐放松了警惕。
数月后,一座造型古朴(实则内藏玄机)的新型实验加热炉建成了。赵楷将其命名为“永固炉”,取“坚固耐用”之意,听起来十分“稳妥”。
点火试炉!
过程依旧小心翼翼。赵楷亲自控制加炭量、风门大小,观察火焰颜色,用自制的高温陶土温度计(不同配方的陶土锥在特定温度软化变形)粗略监测炉温。
效果出乎意料的好!
硅藻土炉衬优异的保温性能使得炉温更稳定,热量散失少,确实更“省炭”。炉膛结构改善了热循环,加热更均匀。锻打出来的铁件,受热均匀,氧化脱碳减少,质量明显提升!
最让赵楷惊喜的是,在持续鼓风下,炉温似乎能够达到比旧式锻炉更高的温度,且更加稳定!这为后续可能的高温热处理奠定了基础!
“好炉子!”
“确实省炭!烧出来的铁件颜色都正!”
“赵先生又弄出好东西了!”
工匠们纷纷称赞。连工部的督导也不得不承认,这炉子确实实用。
赵楷心中狂喜,但表面不动声色。他严格按照“砲械零件热处理”的用途使用炉子,记录数据,稳步提升砲械部件的质量,一副全心全意服务生产的样子。
暗地里,他却在不断测试这座炉子的性能极限,摸索更精确的温控方法,并让鲁小鱼在秘密实验室里,用小型坩埚试验硅藻土在不同配方和烧结温度下的性能。
一切都在“稳妥”的伪装下,悄然进行。
然而,赵楷并未满足于此。硅藻土解决的是“炉子”的问题,但热处理的核心——工艺,尤其是淬火介质和工艺曲线,依旧是个黑箱。
他再次将目光投向了那个被封印的领域,但这次,他更加小心。
他不敢再碰危险的盐浴和气体渗碳,而是尝试研究更“温和”的淬火介质。
现有的淬火介质主要是水和油(菜油、豆油)。水淬冷却速度快,易得,但容易导致工件开裂变形;油淬冷却速度慢,较安全,但淬硬效果差,且油料昂贵。
有没有冷却性能介于水油之间、更易控制、成本更低的淬火介质?
赵楷再次开始了“土法科研”。他尝试了各种稀奇古怪的液体:盐水(不同浓度)、皂角水、石灰水、甚至稀粥汤和尿液(再次偷偷尝试)……
他设计了一个极其简陋的冷却性能测试装置:用同样材质和尺寸的小铁棒加热到同样温度(目测),然后分别浸入不同介质中淬火,再测试其硬度,观察其是否开裂。
过程粗糙,数据波动大,但多少能看出一些趋势。
他发现,一定浓度的盐水冷却速度比清水慢,淬硬效果不错,开裂倾向似乎有所降低?某些植物汁液也有类似效果,但不稳定。
这些发现微不足道,但至少是在现有条件下,一点点地积累经验数据。
他还尝试了分级淬火和等温淬火的雏形——将工件先在温度较高的介质(如热油或熔融金属锡?太危险放弃)中短暂停留,再转入低温介质中冷却。但这需要对温度和时间的精确控制,以现在的条件几乎不可能实现,失败率极高。
就在他沉迷于淬火介质的研究时,狄明月又带来了一个意外的消息。
“赵楷!听说河北路那边,有些匠人打铁时,会用一种‘黑水’淬火,说是效果奇特,但秘不外传!”狄明月神秘兮兮地说。
“黑水?”赵楷一愣,“什么黑水?”
“说不清,好像……好像是石炭挖出来时,旁边渗出来的一种油乎乎的臭水……没人要的玩意。”狄明月努力回忆着商队伙计的描述。
煤焦油?! 或者是原油渗漏?
赵楷的心脏再次不争气地猛跳起来!聚合物淬火介质的雏形?!虽然煤焦油成分复杂,直接使用危险且效果难以控制,但这无疑又打开了一扇新的大门!
他立刻让狄明月想办法去搞一点“黑水”样品。
然而,这次狄明月却面露难色:“那边……那边好像闹起来了……听说挖石炭的窑工和用地的大户打起来了,还死了人,官府封了矿,怕是弄不到了……”
赵楷闻言,如同被浇了一盆冷水。是啊,任何新资源的获取,都可能触及复杂的利益和矛盾。他叹了口气,暂时打消了这个念头。
资源、利益、地缘……技术的发展,永远无法脱离社会的桎梏。他再次感受到了个人的渺小。
就在他以为材料热处理的研究又将陷入僵局时,砲械的广泛应用,却从另一个角度,给他带来了新的契机。