第235章 定钢法精研材质，造塔钟初立时序（1/2）

天工阁的冶铸工坊内，铁匠们围在一处宽敞的石板旁，手里捧着刚锻打的钢条，脸上满是困惑——有的钢条硬得能划开木头，却一折就断；有的软得能掰弯，却连铁砧都敲不动。扶苏走进工坊时，墨行正蹲在地上，对着几根断成两截的钢条发愁，墨言则拿着锉刀，反复打磨一根钢条的断口，试图找出问题所在。

“都别愁了，钢材的关键，就在‘含碳量’上。”扶苏走上前，接过墨行手里的钢条，在石板上画出一条横线，从左到右标注“低碳钢、中碳钢、高碳钢”，“碳少了，钢就软；碳多了，钢就脆。咱们要做的，就是把碳的量控制在想要的范围里。”

他让内侍取来楮纸，当场写下控制方案，铁匠们凑过来，睁大眼睛看着纸上的字：“低碳钢含碳不到0.3%，软韧，适合做铁丝、船板；中碳钢0.3%到0.6%，又强又韧，做齿轮、轴最好；高碳钢0.6%到1.5%，硬脆，正好做车刀、钻头。”

“那怎么控制碳的多少啊？”铁匠老张忍不住问道，他手里的钢条就是典型的高碳钢，刚锻好时硬得很，一冷就裂了。

“第一步，先做‘熟铁’。”扶苏指着工坊角落堆着的海绵铁，“用木炭反复锻打海绵铁，把里面的碳烧到0.1%以下，这就是低碳的熟铁，软得能锤成薄片。要做高碳钢，就把熟铁切成小块，跟木炭粉一起塞进坩埚，密封严实了加热，碳会慢慢渗进铁里，加热时间越长，碳越多——比如加热两个时辰，碳能到0.8%；加热四个时辰，就能到1.2%。”

墨行立刻让人找来一个黏土坩埚，塞进熟铁块和木炭粉，用泥封好口，架在熔炉上烧。“那要是碳多了怎么办？”墨言指着一根断口发白的钢条，“这根肯定碳多了，脆得很。”

“碳多了就‘脱碳’。”扶苏拿起那根钢条，放进敞口的铁锅里，架在火上烧，“敞着烧，空气里的氧会把表面的碳烧掉，烧一会儿就拿出来锻打，把氧化皮敲掉，多来几次，碳就少了。咱们还能靠‘看’来判断——你们看，把钢条在硬砂岩轮上磨一磨。”

他让老张拿着高碳钢条在砂岩轮上摩擦，火星瞬间溅起，密得像撒了把碎星，还带着细小的爆裂声；再换低碳钢条，火星稀拉拉的，直愣愣地飞出去，没什么分叉。“看到没？高碳钢火花密、爆得厉害；低碳钢火花少、直。还能敲断看断口——高碳钢断口银白，晶粒细；低碳钢断口发灰，晶粒粗。”

为了让大家更清楚，扶苏还让人取来一小块钢样，加热到橘红色，“哗啦”一声扔进冷水里淬火，然后用锉刀去锉——锉刀在钢样上打滑，根本锉不动。“这就是高碳钢，淬完火硬得很；要是低碳钢，淬完火也能锉动。以后你们每次实验，都要记下来：加了多少木炭、烧了多久、火花什么样、断口怎么样，慢慢就摸出规律了。”

“那做车刀的钢，光高碳钢还不够吧？”墨矩想起之前车刀卷刃的问题，“之前的高碳钢车刀，车一会儿就热得软了。”

“问得好，得加‘合金’。”扶苏在纸上画了几种矿石的样子，“找铬铁矿、黑钨矿，把矿石磨成粉，跟高碳钢屑混在一起，塞进坩埚里烧，铬能让钢更耐腐，钨能让钢耐高温，车刀就不容易卷刃了。烧完了反复锻打，再淬火回火——加热到橘红扔油里（用植物油），再放到低温火里烤，烤到钢条变成浅稻草色，就不容易脆了。”还要有东西给车刀降温用石灰水加油脂调制的溶液看看

铁匠们听得连连点头，老张立刻拿起纸笔，把“增碳、脱碳、看火花、加合金”的步骤记下来，“殿下放心，我们天天试，肯定把钢材的法子摸透！”

离开冶铸工坊，扶苏来到基础研究单位——这是他专门设立的小工坊，用来研发天平、计时器这些“基础工具”。工匠们正围着一台青铜天平忙碌，天平的横梁是用硬木做的，两端挂着青铜砝码，砝码上刻着“一两”“半斤”的字样。

“殿下，您定的‘一斤500克、一两50克’，我们已经做出砝码了！”工匠头领拿着一个刻着“一斤”的青铜砝码，放在天平一端，另一端放上50个“一两”的小砝码，天平正好平衡，“现在称重准多了，之前冶铸时凭手感加铁料，经常多了少了，现在按砝码称，铸出来的齿轮大小都一样！”扶苏心想虽然和后世的克重量不一样，但是先有个标准没准以后就复制成功后世的重量单位了。

扶苏拿起“一两”的砝码，掂了掂——分量正好，“下一步，要把最小单位定下来，比如‘一钱’是5克，以后制药、做小零件，都能用。有了准头，不管是冶铸还是造船，都能少走弯路。”