第314章 板甲
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湖州钢铁厂的位置只是处在西苕溪边，水流毕竟不够湍急，估摸着用这里的水车带动、木质结构传动的锻机和轧机，充其量也就只能形成二三十吨的锻压压力，要想加工大厚度、致密的钢材还是有些力不从心。
锻造和轧击时钢料本身的温度不能低于*百度，太冷的话钢材变硬，区区几十吨的分量就无法一次性轧制或者锻压成型了。同时钢板的厚度也不能太厚，估摸着最多就只能热处理最多一寸厚的材料。如果再厚，那就只能进一步抬高锻造时钢料的温度，这样不仅对于锻造锤头本身的损耗加重很明显，也会导致材料在热锻情况下应力释放的不充分，机械抗拉、抗扭矩强度不如冷锻出来的材料。
后世为什么会有那么多国家要弄万吨水压机？为啥法国人的空客弄出a380客机后，主起落架还要拿到毛熊国那里请毛熊国用八万吨的模锻机锻压出来？其实就是因为钢材本身的合金配方越强韧、对应力释放的需求越高、厚度越大，就需要用越重型的锻压机来成型锻造。在数十吨的分量下，只能把高温软热的薄铁板压制变形；而在几万吨的液压下，哪怕是一整坨的合金钢钢坯，都能像捏橡皮泥一样在区区200度的低温下冷锻变形。
只能进行应力特性不尽如人意的热锻造，而且还只能加工一寸厚以下的薄料。如此的技术特性，让钱惟昱在为吴越*器监的锻钢车间寻找第一种适合一体成型的实验对象时，着实费了一番脑子。直到这里正式开工前，钱惟昱才选定了第一个目标：可以用这种机械，进行整块钢质胸甲的锻造。西洋板甲的厚度一般也就几个毫米，在*百度的温度下屈服强度还是比较弱的，正好适合练手。
……
钢水在半黏稠状态下被倾倒到一个扁平护框划定的容器内，随后跟着底下经过隔热层后放置的脚踏式牛皮传送带一起传动给进——牛皮传送带是紧绷在两个粗糙的木质轮子上的，然后轮轴延伸线上有曲轴踏轮，如同自行车和车轮舸的踏板一样，在需要给水力锻机投料的时候，就会有工匠过来匀速踏动踏轮好让传送带给进红热的钢坯。
水力给进的传送带在这里并不适合，因为这里的传送带只有在蓄热炉的钢水出炉、等待锻造的时候才需要短暂开工，而大部分时间是没必要转动的。水力那种一天十二个时辰源源不断转动的机构用在这里不仅不高效，还只会徒然增加机械结构的磨损。
人力的灵活在这个工段环节显得很适用，但是却需要考虑一个问题：那就是踏轮给进的工匠在踏板的时候是否可以做到足够匀速？如果动作上有时快时慢的问题的话，摊在传送带上的热钢坯就会存在冷却定型过程中厚薄不均的问题。
为了这个事儿，沈默也是从工匠中挑挑拣拣，训练了许久才略微弄出了几个熟练工。而其他不熟练的，就暂时只能拿便宜得多的稀面团练手——换一条专门供练手艺的传送带，只不过上面倾倒的不是钢水而是面糊，传送带下面也有加热的炭火。让手艺不精的工匠通过踏轮传动练习摊面饼的活计，如果那一天摊出来的煎饼果子厚薄很一致了，才有资格上锻造生产线。
据说，在钱惟昱莅临视察之前，长兴钢铁厂的全部工匠们大半个月都没吃到一口米饭，这些江浙稻作文明的汉子，每人每顿都只能啃煎饼果子。在吃了大半个月煎饼果子之后，才敢拿出来给钱惟昱显摆手艺。
厚薄均匀的钢坯逐渐给进，喂入两个限定厚薄的大石磙子底下，再穿出来的时候，便只有非常标准的一分厚度了。石磙子背后是一道闸门一样的切割刀头，是用凸轮机构循环往复绞起-砸落以便把钢料切成一块块长短合适的钢板——到这一步为止，所有的步骤和隔壁湖州钱监铸币厂里轧铜板的工艺是差不多的。只不过钢铁厂里的轧击锤头分量更重、锻造力度更强，同时热锻时产线上的材料温度也更高。
然后，切下来后还未散去红色的钢板被直接丢进一个陶制的凹坑里面放平，上头一个同样铁质的锻造锤头缓缓落下——注意，接触到钢板之后，是缓缓落下，如果靠瞬间冲击力的话，几十吨的分量下去钢板就直接砸断了。锻造的成功，以及锻造出来材料的应力强度，和锻造时的均匀用力有很大的关联。只有绵绵泊泊地持续均匀发力，才能让钢料不会产生金属疲劳。
钱惟昱盯着锤头目不转睛地看着，一分厚的钢板以肉眼可见的速度凹陷下去，最后紧紧贴合在锻锤和锻坑之间的缝隙上，充分延展、释放、冷却。锤头抬起来的时候，一片钛镍钢的弧形胸甲片就算是锻造出来了，整个过程锤头大约需要做功一两分钟之久。
锤头抬起后，很快有工匠走上去，给锤头重新刷一层矿物油，以免下一次锻造时候钢料粘在上面——钢板是铁基的，锻锤本身也是铁基的。如果不刷矿物油的话，那就相当于用一个面团去锤另一个面团，最后的下场只能是两个面团被和面合在一起。
因为整个生产过程必须保持钢料的温度比较稳定，不能冷却过快导致钢料太硬，所以后段少不得再在产线下面加煤炭粉持续烧热保温。所幸热锻只要保持八百度左右的温度，倒也不需要蓄热设施，只是煤炭的消耗着实不是一个小数目。
锻好的钢甲被工匠用火钳取走，然后用手工的大铁锤再略微修一下形状，然后便是退火、回火等热处理的工艺。热锻的钢铁因为内部应力释放不如冷锻那样充分，而且没有冷锻起到的表面硬化效果，所以热处理是必须做的，为了达到表面渗碳的梯度硬化效果。
这个时代的热处理，尤其是淬火阶段，只知道用冷水。少数非常技艺精湛的工匠想到了用动物的尿液进行淬火，但是却不知道其中原理——不同的液体淬火，其实差距就是在于不同的液体沸点不同，所以可以为金属提供的淬火环境温度不同。尿液只是因为含有尿酸尿素导致沸点比纯水高了那么十几度，这才让分层淬火产生了梯度降温的效果。
钱惟昱知道其中的原理，所以自然不可能让工匠用那么神神叨叨还恶臭的办法处理钢甲，他只是指示沈默让军器监的铁匠分别尝试清水和各种动物油脂、矿物油的淬火效果。后来也就分别找到了沸点从一百度到三百度之间的多种梯度淬火剂，让钢甲最后的热处理和渗碳硬化效果得到了明显提升。
……
一个时辰后，天色已经全黑。在长兴钢铁厂里视察泡了一整天的钱惟昱，终于看到地球上第一件完全具备了微量钛镍合金钢材质、几乎无渣低碳、重锤锻轧、分层退火回火表面渗碳硬化等等诸多工艺特点的弧形胸甲诞生了。
和胸甲配套的，还有背部的甲板和弧形的下摆、大腿正反的四块长圆弧甲板，总共有三条类似的锻轧生产线在为这个全套板甲的制造服务。
因为锻造成型的东西不适合制造细微末节的部位，所以只能涵盖一些大块大块的面积。比如整个躯干前后、腰胯、大腿前后等部位。而前胸后背之间那个需要连缀起来的侧面，锻甲是没办法护住的；大腿的问题也是相同。只有正反，没法护住侧面。
所以，这种弧形钢板的甲胄还是没法单独形成全身防护，需要用钢钉钉在一件皮甲上。手臂和小腿、身体侧边的缝隙就没有钢铁的保护，只有内侧的那层皮革守护了。不过这也让身着铠甲的人在作战时的动作灵活性方面得到了兼顾，护住全身七八成面积的要害，也算是一种兼顾经济实用性和成本的方案了。
“这套钢甲，分量约摸有多重？”钱惟昱掂量了一下，转头向沈默询问道。
沈默略微查了一下，回复说：“前胸后背的上身主甲用钢料11斤，连上身皮甲的里子一共是14斤。下摆重4斤，两腿钢板合计8斤。全身相加，用钢料23斤，皮甲6斤。”
全身铠甲29斤，再加上靴子腰带和内衬衣物，一个武士不拿兵器情况下，大约也有33斤的负重了（唐宋一斤690克，所以相当于后世22公斤左右），对于体格相对力气小一些的南方人，这个也算是挺重的了。
后来北宋的步人甲全重换算到后世有30公斤，米兰全身板甲25公斤。如今吴越板甲相较于步人甲的优势，也就在于可以让腰部和腿部分担大量的重量，而不是像步人甲那样“挂”在肩膀上的。所以肩膀和上臂的负重只有步人甲的三分之一，挥舞兵器时的余力会明显更大。
“已经如此沉重了……手臂和小腿便不必再钻研钢甲保护的措施了——哦，不过士卒的靴子底下可以在皮底之间衬一层钢片缝在其中，这样误跌入陷坑也不会被竹枪扎穿。还有，最重要的——从此以后头盔全部给寡人换了，马上弄出一套一体化锻轧钢盔的产线来。”
“整个兜鍪一次性用锻机锻轧出来？那可不好做，兜鍪的弧度太大了，目前的钢料还无法延展那么大的距离而不断裂，除非是在钢料更热的软化状态下先浇铸出个大概的样子，然后再慢慢锻打致密……”
“具体用什么手段寡人不管，哪怕是整体浇铸出来的，只要比普通铸钢致密刚硬一些，也便罢了。寡人还有一件事情要问——目前咱这铁厂，锻轧加工的，只能是做到锻出钢甲了么。寡人去年问的钢质战船龙骨，可有眉目了。”
“大王，那东西实在太大了。战船龙骨，动辄粗厚数寸，甚至逾尺，至少也要万钧之力的锻轧才能搞得动。如今长兴这边西苕溪带动的锻机没有一个合用的。只能是指望严州的千岛湖堤堰修好后，用高水头的大水车催动锻锤，而且木材传动的机械，本身也吃不住那么多分量。真要弄那么大的锻锤，只怕水车的转轴本身就会扭断了——合抱粗细的大树，都难以吃住最后输出万钧锤击之力的锻锤啊！变速传动的牛皮带子，就更加无法绷住那么大的力道了。”
湖州钢铁厂的位置只是处在西苕溪边，水流毕竟不够湍急，估摸着用这里的水车带动、木质结构传动的锻机和轧机，充其量也就只能形成二三十吨的锻压压力，要想加工大厚度、致密的钢材还是有些力不从心。
锻造和轧击时钢料本身的温度不能低于*百度，太冷的话钢材变硬，区区几十吨的分量就无法一次性轧制或者锻压成型了。同时钢板的厚度也不能太厚，估摸着最多就只能热处理最多一寸厚的材料。如果再厚，那就只能进一步抬高锻造时钢料的温度，这样不仅对于锻造锤头本身的损耗加重很明显，也会导致材料在热锻情况下应力释放的不充分，机械抗拉、抗扭矩强度不如冷锻出来的材料。
后世为什么会有那么多国家要弄万吨水压机？为啥法国人的空客弄出a380客机后，主起落架还要拿到毛熊国那里请毛熊国用八万吨的模锻机锻压出来？其实就是因为钢材本身的合金配方越强韧、对应力释放的需求越高、厚度越大，就需要用越重型的锻压机来成型锻造。在数十吨的分量下，只能把高温软热的薄铁板压制变形；而在几万吨的液压下，哪怕是一整坨的合金钢钢坯，都能像捏橡皮泥一样在区区200度的低温下冷锻变形。
只能进行应力特性不尽如人意的热锻造，而且还只能加工一寸厚以下的薄料。如此的技术特性，让钱惟昱在为吴越*器监的锻钢车间寻找第一种适合一体成型的实验对象时，着实费了一番脑子。直到这里正式开工前，钱惟昱才选定了第一个目标：可以用这种机械，进行整块钢质胸甲的锻造。西洋板甲的厚度一般也就几个毫米，在*百度的温度下屈服强度还是比较弱的，正好适合练手。
……
钢水在半黏稠状态下被倾倒到一个扁平护框划定的容器内，随后跟着底下经过隔热层后放置的脚踏式牛皮传送带一起传动给进——牛皮传送带是紧绷在两个粗糙的木质轮子上的，然后轮轴延伸线上有曲轴踏轮，如同自行车和车轮舸的踏板一样，在需要给水力锻机投料的时候，就会有工匠过来匀速踏动踏轮好让传送带给进红热的钢坯。
水力给进的传送带在这里并不适合，因为这里的传送带只有在蓄热炉的钢水出炉、等待锻造的时候才需要短暂开工，而大部分时间是没必要转动的。水力那种一天十二个时辰源源不断转动的机构用在这里不仅不高效，还只会徒然增加机械结构的磨损。
人力的灵活在这个工段环节显得很适用，但是却需要考虑一个问题：那就是踏轮给进的工匠在踏板的时候是否可以做到足够匀速？如果动作上有时快时慢的问题的话，摊在传送带上的热钢坯就会存在冷却定型过程中厚薄不均的问题。
为了这个事儿，沈默也是从工匠中挑挑拣拣，训练了许久才略微弄出了几个熟练工。而其他不熟练的，就暂时只能拿便宜得多的稀面团练手——换一条专门供练手艺的传送带，只不过上面倾倒的不是钢水而是面糊，传送带下面也有加热的炭火。让手艺不精的工匠通过踏轮传动练习摊面饼的活计，如果那一天摊出来的煎饼果子厚薄很一致了，才有资格上锻造生产线。
据说，在钱惟昱莅临视察之前，长兴钢铁厂的全部工匠们大半个月都没吃到一口米饭，这些江浙稻作文明的汉子，每人每顿都只能啃煎饼果子。在吃了大半个月煎饼果子之后，才敢拿出来给钱惟昱显摆手艺。
厚薄均匀的钢坯逐渐给进，喂入两个限定厚薄的大石磙子底下，再穿出来的时候，便只有非常标准的一分厚度了。石磙子背后是一道闸门一样的切割刀头，是用凸轮机构循环往复绞起-砸落以便把钢料切成一块块长短合适的钢板——到这一步为止，所有的步骤和隔壁湖州钱监铸币厂里轧铜板的工艺是差不多的。只不过钢铁厂里的轧击锤头分量更重、锻造力度更强，同时热锻时产线上的材料温度也更高。
然后，切下来后还未散去红色的钢板被直接丢进一个陶制的凹坑里面放平，上头一个同样铁质的锻造锤头缓缓落下——注意，接触到钢板之后，是缓缓落下，如果靠瞬间冲击力的话，几十吨的分量下去钢板就直接砸断了。锻造的成功，以及锻造出来材料的应力强度，和锻造时的均匀用力有很大的关联。只有绵绵泊泊地持续均匀发力，才能让钢料不会产生金属疲劳。
钱惟昱盯着锤头目不转睛地看着，一分厚的钢板以肉眼可见的速度凹陷下去，最后紧紧贴合在锻锤和锻坑之间的缝隙上，充分延展、释放、冷却。锤头抬起来的时候，一片钛镍钢的弧形胸甲片就算是锻造出来了，整个过程锤头大约需要做功一两分钟之久。
锤头抬起后，很快有工匠走上去，给锤头重新刷一层矿物油，以免下一次锻造时候钢料粘在上面——钢板是铁基的，锻锤本身也是铁基的。如果不刷矿物油的话，那就相当于用一个面团去锤另一个面团，最后的下场只能是两个面团被和面合在一起。
因为整个生产过程必须保持钢料的温度比较稳定，不能冷却过快导致钢料太硬，所以后段少不得再在产线下面加煤炭粉持续烧热保温。所幸热锻只要保持八百度左右的温度，倒也不需要蓄热设施，只是煤炭的消耗着实不是一个小数目。
锻好的钢甲被工匠用火钳取走，然后用手工的大铁锤再略微修一下形状，然后便是退火、回火等热处理的工艺。热锻的钢铁因为内部应力释放不如冷锻那样充分，而且没有冷锻起到的表面硬化效果，所以热处理是必须做的，为了达到表面渗碳的梯度硬化效果。
这个时代的热处理，尤其是淬火阶段，只知道用冷水。少数非常技艺精湛的工匠想到了用动物的尿液进行淬火，但是却不知道其中原理——不同的液体淬火，其实差距就是在于不同的液体沸点不同，所以可以为金属提供的淬火环境温度不同。尿液只是因为含有尿酸尿素导致沸点比纯水高了那么十几度，这才让分层淬火产生了梯度降温的效果。
钱惟昱知道其中的原理，所以自然不可能让工匠用那么神神叨叨还恶臭的办法处理钢甲，他只是指示沈默让军器监的铁匠分别尝试清水和各种动物油脂、矿物油的淬火效果。后来也就分别找到了沸点从一百度到三百度之间的多种梯度淬火剂，让钢甲最后的热处理和渗碳硬化效果得到了明显提升。
……
一个时辰后，天色已经全黑。在长兴钢铁厂里视察泡了一整天的钱惟昱，终于看到地球上第一件完全具备了微量钛镍合金钢材质、几乎无渣低碳、重锤锻轧、分层退火回火表面渗碳硬化等等诸多工艺特点的弧形胸甲诞生了。
和胸甲配套的，还有背部的甲板和弧形的下摆、大腿正反的四块长圆弧甲板，总共有三条类似的锻轧生产线在为这个全套板甲的制造服务。
因为锻造成型的东西不适合制造细微末节的部位，所以只能涵盖一些大块大块的面积。比如整个躯干前后、腰胯、大腿前后等部位。而前胸后背之间那个需要连缀起来的侧面，锻甲是没办法护住的；大腿的问题也是相同。只有正反，没法护住侧面。
所以，这种弧形钢板的甲胄还是没法单独形成全身防护，需要用钢钉钉在一件皮甲上。手臂和小腿、身体侧边的缝隙就没有钢铁的保护，只有内侧的那层皮革守护了。不过这也让身着铠甲的人在作战时的动作灵活性方面得到了兼顾，护住全身七八成面积的要害，也算是一种兼顾经济实用性和成本的方案了。
“这套钢甲，分量约摸有多重？”钱惟昱掂量了一下，转头向沈默询问道。
沈默略微查了一下，回复说：“前胸后背的上身主甲用钢料11斤，连上身皮甲的里子一共是14斤。下摆重4斤，两腿钢板合计8斤。全身相加，用钢料23斤，皮甲6斤。”
全身铠甲29斤，再加上靴子腰带和内衬衣物，一个武士不拿兵器情况下，大约也有33斤的负重了（唐宋一斤690克，所以相当于后世22公斤左右），对于体格相对力气小一些的南方人，这个也算是挺重的了。
后来北宋的步人甲全重换算到后世有30公斤，米兰全身板甲25公斤。如今吴越板甲相较于步人甲的优势，也就在于可以让腰部和腿部分担大量的重量，而不是像步人甲那样“挂”在肩膀上的。所以肩膀和上臂的负重只有步人甲的三分之一，挥舞兵器时的余力会明显更大。
“已经如此沉重了……手臂和小腿便不必再钻研钢甲保护的措施了——哦，不过士卒的靴子底下可以在皮底之间衬一层钢片缝在其中，这样误跌入陷坑也不会被竹枪扎穿。还有，最重要的——从此以后头盔全部给寡人换了，马上弄出一套一体化锻轧钢盔的产线来。”
“整个兜鍪一次性用锻机锻轧出来？那可不好做，兜鍪的弧度太大了，目前的钢料还无法延展那么大的距离而不断裂，除非是在钢料更热的软化状态下先浇铸出个大概的样子，然后再慢慢锻打致密……”
“具体用什么手段寡人不管，哪怕是整体浇铸出来的，只要比普通铸钢致密刚硬一些，也便罢了。寡人还有一件事情要问——目前咱这铁厂，锻轧加工的，只能是做到锻出钢甲了么。寡人去年问的钢质战船龙骨，可有眉目了。”
“大王，那东西实在太大了。战船龙骨，动辄粗厚数寸，甚至逾尺，至少也要万钧之力的锻轧才能搞得动。如今长兴这边西苕溪带动的锻机没有一个合用的。只能是指望严州的千岛湖堤堰修好后，用高水头的大水车催动锻锤，而且木材传动的机械，本身也吃不住那么多分量。真要弄那么大的锻锤，只怕水车的转轴本身就会扭断了——合抱粗细的大树，都难以吃住最后输出万钧锤击之力的锻锤啊！变速传动的牛皮带子，就更加无法绷住那么大的力道了。”