鑄炮時,因為炮管本身形狀的問題,炮管的內部的散熱速度肯定要小于外部。在鑄造冷卻時,先冷卻的外部先收縮,炮管內部的應力最終是向外的,這種向外的應力容易在炮管的內壁上造成一些暗傷,這些暗傷就是導致鑄鐵大炮容易炸膛的罪魁禍首之一。
一般來說,鑄鐵大炮在最初的試射中,就會有超過一大半會直接炸裂,即使沒有炸裂的,也并不代表安全。
大炮發射時,內部膛壓對炮管的作用力也是向外,這就導致膛壓和炮管本身的應力是同向的,在這兩個合力的作用下,鑄鐵炮的使用壽命遠不如銅炮。
壽命短,炸膛前沒有征兆,這兩個因素綜合在一起,就讓鑄鐵炮變成了比敵人更可怕的炮兵殺手。
而用銅鑄炮,就能避免這些問題。
首先,銅的熔點只有1083℃,比生鐵還低。
其次,無論是黃銅還是青銅,都有很好的韌性,這就讓銅炮在炸膛之前,會產生一些形變,通過這些征兆,銅炮的炸膛就變得可以預見,這就讓銅炮安全系數大幅度提高。
用銅鑄炮過程中,雖然也有內外冷卻速度不一致的問題,但因為銅有著優良的韌性和延展性,所以這個過程中產生的應力會被炮體材質消化掉大部分,也就是說,銅炮會直接產生變形,釋放掉大部分應力,而硬脆的生鐵則無法做到這一點。
這就讓鑄銅炮的成品率大大提高,使用壽命也比生鐵炮更長。
所以,要鑄炮,最好還是用銅,至少在內模水冷法被發明之前,鑄鐵炮是遠遠比不上鑄銅炮的。
炮的鑄造,作為古代戰爭愛好者的陳憲本身就比較了解,在那位網絡作者的資料庫里甚至有著名的拿破侖炮的具體尺寸參數,各種技術資料更是十分全面,從翻砂法到鐵范鑄造法,再到羅德曼鑄炮法,應有盡有。
陳憲兩年來,無論是制作軋鐵機,制作水輪機上的各種齒輪,輪軸,都是用鑄造方法,在鑄造方面已經積累了相當豐富的經驗和技術基礎。
所以,鑄造本身,對陳憲來說,并沒有太大的問題,問題在于銅的質量。
這個時代的銅錢,沒有不摻錫鉛的,所謂的優質銅錢,也只是摻的少一些,而陳憲要鑄造銅炮,自然是奔著最好的去的,否則就是對手下人的性命不負責任。
要想鑄出最好的炮,材料當然是重中之重。
在那位網絡寫手的資料中,記錄了一種名叫炮銅的銅合金,這種銅合金屬于青銅的一種,含銅88%,含錫10%,含鋅2%。這應該就是鑄造銅炮,最佳的合金方案,可惜陳憲費了老大的功夫,也沒有在這個時代找到鋅,也許這個時代鋅還沒有被發現,又或者這個時代的鋅并不叫做鋅。
沒有鋅,自然無法配置炮銅,但即使做不出炮銅,只采用銅錫合金的普通青銅,也肯定有一個比較好的配比比例。
要得到配比準確的合金,自然要先要有純度較高的金屬。
所以,在鑄炮之前,先將手中的銅和錫進行精煉,就成了必不可少的步驟。
在那位網絡寫手的資料中就有不少銅,錫,鋅的火法精煉資料。
這位網絡寫手也考慮到了古代金屬純度的問題。
要去除銅錢中含量很高的錫和鉛,可以利用錫、鉛熔點低于銅的原理,通過將原料加熱到錫鉛熔點以上,銅的熔點以下,來去除銅錢中混雜的錫鉛雜質。
為了實現這個目的,陳憲設計了一個內部帶有斜槽的反射爐。