铜炮和铁炮虽然都是炮，但在技术工艺上就差很多了，成熟的铁炮铸造技术到了十八世纪才开始逐渐普及，用青铜铸造大炮十四世纪末就有了，一下子差了三四百年呢。有了铁铸大炮技术，火炮的生产成本就将大大降低，而且还意味着一件事儿，那就是成品率会很高。因为用铁铸造大炮的工艺和铜铸不一样，掌握了这个工艺，成品率必然上升，还不是一星半点，这是跨了好几个世纪的技术革命啊。
“对，就是用你说的那种内冷术，也怪了，让炮身自己冷却它就不结实，还有很多气泡，里面加上一根水管，炮身是越往里面越紧密，气泡也少。”齐祖口口声声说是按照洪涛教授的办法试验成功的，但脸上的自豪神情却一点也没收住。确实，在这些工作上，洪涛也就是给他们提了一个醒儿、指了一个方向，99％的实际工作都是他们亲手完成的，这些成果很值得骄傲。
“嗯，退火退的不错，是一边加热一边用水冷却的吗？”齐祖所说的内冷术其实应该叫内膜可控冷却技术，这和洪涛的专业息息相关，虽然他没真正玩过这种技术，但了解得比冶炼、锻造、化工方面要清楚的多。
用铸铁铸造大炮的缺点就是铁水没有铜水易流动，所以在铸造过程中很容易产生气泡。并且在自然冷却过程中，炮身的外层会先冷却，内层最后才冷却，受到整体的冷热不均影响，最后冷却完的炮管内壁很可能是凹凸不平甚至大窟窿小眼的。再由于铸铁的加工性很差，内壁太不平整的话，这根炮管就废了。
就算不废，这样铸造出来的炮管结构也不理想，它外层质地很紧密，越往里越松，膛压稍微一高，就容易炸膛。最初英法两国铸造铁炮的时候，就是因为这个问题，不得不把铁炮铸造得比铜炮壁厚，这样一来，铜倒是省下了，但是铁炮的重量不光没降低，还比铜炮重了，个头也大，安全性还差，没人乐意用。
这种困扰一直到美国南北战争时，才被联邦军队里一名叫做托马斯·j·罗德曼的炮兵少校给完美解决了，所以这种铸造法又叫罗德曼法。据说当年美国联邦军队用罗德曼法铸造出来的铁炮寿命要提高五倍以上，最让人惊喜的是，用这种铸造法铸造的大炮，废品率非常低，只要操作不出现失误，几乎就没有废品！
罗德曼少校使用的办法很简单，就是把炮管中心的模具换成空心钢模，并且在里面连上水管。在浇筑铁水的时候，通过空心钢管用循环水的炮管的内壁先进行水冷。众所周知，水的比热要比空气大得多，所以水冷也要比空气快得多。炙热的炮身内层受冷那必须玩命收缩，但外层还是热的，这样就等于是从内到外一层一层冷却了下来。现在用到物理常识了，那就是热涨冷缩，内层先缩，然后外面一层一层的往里缩，全部冷却之后，这根炮管越往内层密度越大、越光滑，稍微镗一镗就是一门好炮。而且采用这种铸造法可以大大增加炮管的强度，不用玩命把炮管加厚，造出来的铁炮不仅能达到铜炮一样的安全性，还不会比铜炮重。
当然了，这只是粗略的原理，真正做起来肯定没这么简单，最麻烦的就是水冷速度。如果太快的话，铸铁照样会开裂，那到底多快算快、多慢算慢呢？这就需要不断的试验了。罗德曼少校为了弄清楚这些数据，整整试验了十年才掌握了其中的奥秘。可是齐祖只试验了两年不到就把这一套玩熟练了，甚至比罗德曼玩得还好，他铸造出来的铁炮已经是灰口铸铁。这玩意金河湾还冶炼不出来，那他是怎么弄出来的呢？难道他比罗德曼还罗德曼？
这时候就得往这边看了，不是还有个金属热处理专业的洪涛嘛！玩别的他都是兼职、爱好、好奇……唯独弄这些有关热处理的问题，他是百分百的专业。水冷太快了咋解决？好办，两种办法，一个是控制水温，一个是控制模具温度。前者没有现代化的加热设备和加压设备，在宋朝基本不可能完成；后者相对来说费事儿、消耗大，但技术更简单，无非就是让外层模具加热，把温度保持在二百多到三百多度的区间，不用太准确。这种技术是个铁匠就会，别提什么温度计，他们的皮肤就是天然温度计，可以精确到正负十度左右。
再有一个问题就是循环水的流量一定要保证，这个问题更简单了，直接在金河湾南岸挖井，必须挖深到十米以下，再装上水压设备提水。井水基本是恒温的，一口井水量不够没关系，多挖几口，连在一起用。想冷却一门155口径、15倍径的炮身，差不多需要一百五十吨左右的井水，还要用几十个人不停的用简易手动泵灌入钢摸中。整个过程要持续四十个小时，这门大炮的炮身才算冷却完毕。这时候铸铁由于冷却速度很慢，得以让基材里的石磨完全析出，自然就形成了灰口铸铁，等于是一举两得。再经过后期机械加工之后，就可以进行试射检测了。
四十个小时多吗？真不多，比起原来的铸造法简直就是神速了，最喜人的是用这种技术铸造大炮铸一门就成功一门。假如这套工序熟练之后，两个月的产量就能顶以前一年的，耗费的无非就是井水和人力而已，这两种东西金河湾都不缺，要多少有多少。但是它带来的变化可就大了，金河湾的战舰再也不用因为没有大炮而发愁、再也不用因为昂贵的铜矿而让泊福老人咧嘴呲牙、再也不用把火炮限制在155口径的短管炮。有了这种技术，火炮的重量会下降，炮身还可以相应加长，带来的直接效果就是打得更远、弹道更平、准头更好。
齐祖用内膜可控冷却技术铸造出来的铸铁大炮有一个非常显著的特点，就是外形很怪异。由于炮管的内壁结构紧密、硬度高，所以炮身的前二分之一都可以薄一些，这样能有效降低大炮的整体重量，只需把黑火药爆炸的后端加厚就能保证射击安全。这样造出来的大炮就像个保龄球瓶或者酒瓶子，前面细后边粗，但性能很优异，至少也是十九世纪初的水平了。
其实这种炮在历史上是真实存在的，叫做达尔格伦炮，它的发明者也是美国人，叫约翰·阿道夫·达尔格伦，一听这个名字就是日耳曼后裔啊！他在南北战争之前就在华盛顿海军造船厂负责研发大炮，造出来的就是这种类似酒瓶子一样的玩意。别看它模样不济，但实际使用效果非常好，为此他还当上了美国太平洋舰队司令。当然了，目前全世界都不知道达尔格伦海军少将是谁，见过这种大炮的人都管它叫大肚汉，因为它的后部确实滚圆滚圆的。
达尔格伦炮的主要优势并不是轻型火炮，它的造型更适合铸造大口径重炮，当年美国打南北战争时，这位少将就曾经铸造出来380毫米的巨炮，专门用来对付南方军的装甲战舰。不过洪涛选用这种炮型并不真的打算造大口径火炮，他还有另一个想法，那就为线膛炮的产生提供了基础。
第066章 省钱就是胜利
整体炮膛拉膛线技术洪涛肯定搞不出来，但是用一根钢管手工拉膛线的技术就容易多了。只要有合适硬度的高碳钢刀具，就可以做这个事儿。其实齐祖他们已经再搞这种试验，只不过因为高碳钢不太好获得，光用表面渗碳的方式又达不到加工硬度，所以进度比较慢。一旦可以手工拉制膛线了，那洪涛立刻就能得到线膛炮。制作起来很容易，把这根拉过膛线的钢管塞进一门大口径达尔格伦炮的炮管里固定好，就是一门前装线膛炮了。或者直接用这根带膛线的钢管做空心模具，直接铸造在炮管里，比后期塞进去还结实可靠。