海圆历1492年10月10日,李察开炉炼剑。
铁元素虽然在自然中十分常见,储量也很高,但是单质铁的化学性质却非常活泼,与氧气结合后成为高熔点的氧化物。
所以其实在李察前世,历史上的大多数时间,人类甚至没有见过真正的“铁”——除非有大型陨铁从天而降,才有可能给帝国的君主打造一两把锋利的匕首。
一般认为,有效的冶铁术最早出现于公元前18世纪的赫梯——如前17世纪国王Anitta的泥板书上记录,那是用来制造王冠和权杖的贵重材料,要被当作国家机密保守起来......
回忆着前世所了解的知识,因为条件有限,所以李察决定使用最古老的冶铁方法。
先将铁矿石锤成小块,再加入木炭研磨而成的炭粉、草木灰、水,像和面一样和均匀,再用草纸包裹成拳头大小的一坨。
然后李察点燃火炉,将一坨处理过的铁矿石放到火上,拉动风箱,熔烧矿石,其间还要不停的添加木炭清理碳灰。
半小时后,李察将矿石夹出,等它冷却后敲下碎屑,得到了一坨海绵铁。
纯铁的熔点高达1500°C以上,燃烧木柴和木炭的烘炉都不能融化它,只能把铁矿还原成饱含杂质的海绵铁。
李察在海绵铁的缝隙中塞入草木灰和碳粉,再次烧炼,然后取出锻打,不断有玻璃状的渣子被敲打出来,那是硅和其他一些杂质。
再次放入烘炉中烧炼,然后取出敲打,以李察现在接近10点的力量,只见锤出如风,锤点如雨,铁匠铺“乒乒乓乓”的打铁声响成一串。
烧炼锻打十次之后,李察得到了杂质较少的熟铁,通常来说这样就可以进入下一道工序了。
但是因为是给自己打造刀剑,李察的强迫症病发了,所以一直反复烧炼锻打,直到再也敲打不出杂质后才罢手。
这时,天色已经全黑了。而李察忙活了一天,成果只是一块巴掌大的铁片。
“咕——咕咕——”
放下锤子,李察才发觉腹鸣如雷,原来他一整天都没吃东西了。
匆匆熄了炉火,李察提着木刀就往海边走,今天的晚饭还没着落呢。
来到海岸边,这次李察连衣服都没脱,助跑几步之后,一个猛子扎进了海里。
海下还是和昨天一样,游鱼往来穿梭,完全没有因为李察昨天扎了几条鱼而有什么变化。李察挑选了几条肥大的鱼,游到它们身边,猝然出剑刺出,剑剑不落空。
就凭这一手,李察都可以转职渔夫了。
懒得回铁匠铺,李察索性就在岸边生火,就地烤鱼。等李察觉得肚子有八分饱的时候,身边的鱼头鱼骨也已经堆成一座“小山”了。
第二天,李察接着冶炼铁矿石,因为有了昨天的经验,这次李察炼出了三块铁片。
如此一连七天,李察饿了就去海里扎鱼,吃饱了就接着打铁,几乎不眠不休,终于勉强凑够了打造一把刀所需的铁料。
看着手中的铁片,李察手指微微用力,铁片就被捏弯对折。
虽然李察千锤百炼,清除了铁中的杂质,但是铁中的碳含量也降到了%以下,成为了过于柔软的熟铁,还做不得刀剑。
李察又需增加铁中的碳含量,打乱过分整齐的晶格,让熟铁变成坚硬的合金钢。
李察前世历史上沿用最久的是“渗碳法”:将熟铁打成薄片,放在炭火里煅烧,碳元素就会在高温下渗进去,形成含碳量较高的坚硬表面。
然而要想得到令人满意的钢材,也就是含碳量在2%到%之间的铁碳合金,锻炼的历程才刚刚开始。
李察将使用“渗碳法”得到的铁片与熟铁片重叠在一起,放进烘炉中烧软,再用铁锤反复锻打,让两者融合起来。
含碳较少的熟铁和充分碳化过的生铁,经过反复折叠锻打,两种合金均匀地混合起来,形成钢材。
这样的钢材表面能看到两种铁合金黑白相间的层叠花纹,因此被称为“花纹钢”,大马士革钢就是这样,扶桑刀也同样如此。
但现在的问题是,锻造一把刀分为芯铁、皮铁、刃铁,每一种都对铁料的坚硬度、韧性、柔软度等性质有不同要求,这通常都是通过刀匠的经验来判断的。
而李察对这些知识一无所知,不知道具体的合金混合比例,那就只有不断试验来判断不同比例的合金性质了。
“淦!!!”想到这里,李察感觉头都大了,那意味着需要大量的试错和繁复的工作。
不过李察也毫不气馁,根据材料、工艺、手法的变化,从而锻造出不同的刀剑,这不正是打铁的乐趣所在吗?
打开属性面板的“日记本”准备记录,李察决定用控制变量法来攻克这个难关。
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