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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。

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