314.第314章 板甲
湖州鋼鐵廠的位置只是處在西苕溪邊，水流畢竟不夠湍急，估摸著用這裡的水車帶動、木質結構傳動的鍛機和軋機，充其量也就只能形成二三十噸的鍛壓壓力，要想加工大厚度、緻密的鋼材還是有些力不從心。
鍛造和軋擊時鋼料本身的溫度不能低於八九百度，太冷的話鋼材變硬，區區幾十噸的分量就無法一次性軋制或者鍛壓成型了。同時鋼板的厚度也不能太厚，估摸著最多就只能熱處理最多一寸厚的材料。如果再厚，那就只能進一步抬高鍛造時鋼料的溫度，這樣不僅對於鍛造鎚頭本身的損耗加重很明顯，也會導致材料在熱鍛情況下應力釋放的不充分，機械抗拉、抗扭矩強度不如冷鍛出來的材料。
後世為什麼會有那麼多國家要弄萬噸水壓機？為啥法國人的空客弄出A380客機后，主起落架還要拿到毛熊國那裡請毛熊國用八萬噸的模鍛機鍛壓出來？其實就是因為鋼材本身的合金配方越強韌、對應力釋放的需求越高、厚度越大，就需要用越重型的鍛壓機來成型鍛造。在數十噸的分量下，只能把高溫軟熱的薄鐵板壓制變形；而在幾萬噸的液壓下，哪怕是一整坨的合金鋼鋼坯，都能像捏橡皮泥一樣在區區200度的低溫下冷鍛變形。
只能進行應力特性不盡如人意的熱鍛造，而且還只能加工一寸厚以下的薄料。如此的技術特性，讓錢惟昱在為吳越國軍器監的鍛鋼車間尋找第一種適合一體成型的實驗對象時，著實費了一番腦子。直到這裡正式開工前，錢惟昱才選定了第一個目標：可以用這種機械，進行整塊鋼質胸甲的鍛造。西洋板甲的厚度一般也就幾個毫米，在八九百度的溫度下屈服強度還是比較弱的，正好適合練手。
……
鋼水在半黏稠狀態下被傾倒到一個扁平護框劃定的容器內，隨後跟著底下經過隔熱層後放置的腳踏式牛皮傳送帶一起傳動給進——牛皮傳送帶是緊繃在兩個粗糙的木質輪子上的，然後輪軸延伸線上有曲軸踏輪，如同自行車和車輪舸的踏板一樣，在需要給水力鍛機投料的時候，就會有工匠過來勻速踏動踏輪好讓傳送帶給進紅熱的鋼坯。
水力給進的傳送帶在這裡並不適合，因為這裡的傳送帶只有在蓄熱爐的鋼水出爐、等待鍛造的時候才需要短暫開工，而大部分時間是沒必要轉動的。水力那種一天十二個時辰源源不斷轉動的機構用在這裡不僅不高效，還只會徒然增加機械結構的磨損。
人力的靈活在這個工段環節顯得很適用，但是卻需要考慮一個問題：那就是踏輪給進的工匠在踏板的時候是否可以做到足夠勻速？如果動作上有時快時慢的問題的話，攤在傳送帶上的熱鋼坯就會存在冷卻定型過程中厚薄不均的問題。
為了這個事兒，沈默也是從工匠中挑挑揀揀，訓練了許久才略微弄出了幾個熟練工。而其他不熟練的，就暫時只能拿便宜得多的稀麵糰練手——換一條專門供練手藝的傳送帶，只不過上面傾倒的不是鋼水而是麵糊，傳送帶下面也有加熱的炭火。讓手藝不精的工匠通過踏輪傳動練習攤麵餅的活計，如果那一天攤出來的煎餅果子厚薄很一致了，才有資格上鍛造生產線。
據說，在錢惟昱蒞臨視察之前，長興鋼鐵廠的全部工匠們大半個月都沒吃到一口米飯，這些江浙稻作文明的漢子，每人每頓都只能啃煎餅果子。在吃了大半個月煎餅果子之後，才敢拿出來給錢惟昱顯擺手藝。
厚薄均勻的鋼坯逐漸給進，喂入兩個限定厚薄的大石磙子底下，再穿出來的時候，便只有非常標準的一分厚度了。石磙子背後是一道閘門一樣的切割刀頭，是用凸輪機構循環往複絞起-砸落以便把鋼料切成一塊塊長短合適的鋼板——到這一步為止，所有的步驟和隔壁湖州錢監鑄幣廠里軋銅板的工藝是差不多的。只不過鋼鐵廠里的軋擊鎚頭分量更重、鍛造力度更強，同時熱鍛時產線上的材料溫度也更高。
然後，切下來后還未散去紅色的鋼板被直接丟進一個陶制的凹坑裡面放平，上頭一個同樣鐵質的鍛造鎚頭緩緩落下——注意，接觸到鋼板之後，是緩緩落下，如果靠瞬間衝擊力的話，幾十噸的分量下去鋼板就直接砸斷了。鍛造的成功，以及鍛造出來材料的應力強度，和鍛造時的均勻用力有很大的關聯。只有綿綿泊泊地持續均勻發力，才能讓鋼料不會產生金屬疲勞。
錢惟昱盯著鎚頭目不轉睛地看著，一分厚的鋼板以肉眼可見的速度凹陷下去，最後緊緊貼合在鍛錘和鍛坑之間的縫隙上，充分延展、釋放、冷卻。鎚頭抬起來的時候，一片鈦鎳鋼的弧形胸甲片就算是鍛造出來了，整個過程鎚頭大約需要做功一兩分鐘之久。
鎚頭抬起后，很快有工匠走上去，給鎚頭重新刷一層礦物油，以免下一次鍛造時候鋼料粘在上面——鋼板是鐵基的，鍛錘本身也是鐵基的。如果不刷礦物油的話，那就相當於用一個麵糰去錘另一個麵糰，最後的下場只能是兩個麵糰被和面合在一起。
因為整個生產過程必須保持鋼料的溫度比較穩定，不能冷卻過快導致鋼料太硬，所以後段少不得再在產線下面加煤炭粉持續燒熱保溫。所幸熱鍛只要保持八百度左右的溫度，倒也不需要蓄熱設施，只是煤炭的消耗著實不是一個小數目。
鍛好的鋼甲被工匠用火鉗取走，然後用手工的大鐵鎚再略微修一下形狀，然後便是退火、回火等熱處理的工藝。熱鍛的鋼鐵因為內部應力釋放不如冷鍛那樣充分，而且沒有冷鍛起到的表面硬化效果，所以熱處理是必須做的，為了達到表面滲碳的梯度硬化效果。
這個時代的熱處理，尤其是淬火階段，只知道用冷水。少數非常技藝精湛的工匠想到了用動物的尿液進行淬火，但是卻不知道其中原理——不同的液體淬火，其實差距就是在於不同的液體沸點不同，所以可以為金屬提供的淬火環境溫度不同。尿液只是因為含有尿酸尿素導致沸點比純水高了那麼十幾度，這才讓分層淬火產生了梯度降溫的效果。
錢惟昱知道其中的原理，所以自然不可能讓工匠用那麼神神叨叨還惡臭的辦法處理鋼甲，他只是指示沈默讓軍器監的鐵匠分別嘗試清水和各種動物油脂、礦物油的淬火效果。後來也就分別找到了沸點從一百度到三百度之間的多種梯度淬火劑，讓鋼甲最後的熱處理和滲碳硬化效果得到了明顯提升。
……
一個時辰后，天色已經全黑。在長興鋼鐵廠里視察泡了一整天的錢惟昱，終於看到地球上第一件完全具備了微量鈦鎳合金鋼材質、幾乎無渣低碳、重鎚鍛軋、分層退火回火表面滲碳硬化等等諸多工藝特點的弧形胸甲誕生了。
和胸甲配套的，還有背部的甲板和弧形的下擺、大腿正反的四塊長圓弧甲板，總共有三條類似的鍛軋生產線在為這個全套板甲的製造服務。
因為鍛造成型的東西不適合製造細微末節的部位，所以只能涵蓋一些大塊大塊的面積。比如整個軀幹前後、腰胯、大腿前後等部位。而前胸後背之間那個需要連綴起來的側面，鍛甲是沒辦法護住的；大腿的問題也是相同。只有正反，沒法護住側面。
所以，這種弧形鋼板的甲胄還是沒法單獨形成全身防護，需要用鋼釘釘在一件皮甲上。手臂和小腿、身體側邊的縫隙就沒有鋼鐵的保護，只有內側的那層皮革守護了。不過這也讓身著鎧甲的人在作戰時的動作靈活性方面得到了兼顧，護住全身七八成面積的要害，也算是一種兼顧經濟實用性和成本的方案了。
「這套鋼甲，分量約摸有多重？」錢惟昱掂量了一下，轉頭向沈默詢問道。
沈默略微查了一下，回復說：「前胸後背的上身主甲用鋼料11斤，連上身皮甲的裡子一共是14斤。下擺重4斤，兩腿鋼板合計8斤。全身相加，用鋼料23斤，皮甲6斤。」
全身鎧甲29斤，再加上靴子腰帶和內襯衣物，一個武士不拿兵器情況下，大約也有33斤的負重了（唐宋一斤690克，所以相當於後世22公斤左右），對於體格相對力氣小一些的南方人，這個也算是挺重的了。
後來北宋的步人甲全重換算到後世有30公斤，米蘭全身板甲25公斤。如今吳越板甲相較於步人甲的優勢，也就在於可以讓腰部和腿部分擔大量的重量，而不是像步人甲那樣「掛」在肩膀上的。所以肩膀和上臂的負重只有步人甲的三分之一，揮舞兵器時的餘力會明顯更大。
「已經如此沉重了……手臂和小腿便不必再鑽研鋼甲保護的措施了——哦，不過士卒的靴子底下可以在皮底之間襯一層鋼片縫在其中，這樣誤跌入陷坑也不會被竹槍扎穿。還有，最重要的——從此以後頭盔全部給寡人換了，馬上弄出一套一體化鍛軋鋼盔的產線來。」
「整個兜鍪一次性用鍛機鍛軋出來？那可不好做，兜鍪的弧度太大了，目前的鋼料還無法延展那麼大的距離而不斷裂，除非是在鋼料更熱的軟化狀態下先澆鑄出個大概的樣子，然後再慢慢鍛打緻密……」
「具體用什麼手段寡人不管，哪怕是整體澆鑄出來的，只要比普通鑄鋼緻密剛硬一些，也便罷了。寡人還有一件事情要問——目前咱這鐵廠，鍛軋加工的，只能是做到鍛出鋼甲了么。寡人去年問的鋼質戰船龍骨，可有眉目了。」
「大王，那東西實在太大了。戰船龍骨，動輒粗厚數寸，甚至逾尺，至少也要萬鈞之力的鍛軋才能搞得動。如今長興這邊西苕溪帶動的鍛機沒有一個合用的。只能是指望嚴州的千島湖堤堰修好后，用高水頭的大水車催動鍛錘，而且木材傳動的機械，本身也吃不住那麼多分量。真要弄那麼大的鍛錘，只怕水車的轉軸本身就會扭斷了——合抱粗細的大樹，都難以吃住最後輸出萬鈞錘擊之力的鍛錘啊！變速傳動的牛皮帶子，就更加無法繃住那麼大的力道了。」