先制作好铁胎,待其冷却后,再将铜水浇筑在铁胎外,形成铜壁,利用铜冷凝时的收缩特性压紧铁胎,使两者紧密结合。

        用后世科学的观点来讲,这一工艺可以说是材料力学与热加工工艺的完美结合:

        一方面,铸铁具有高硬度、高抗压强度的特性,能够有效承受火药燃气爆炸瞬间产生的超高膛压,可以为炮身所需的结构刚度和强度基础。

        而外层铜体的延展性好,可缓冲应力,减少炸膛风险,同时铜的致密性好,能降低火药燃气泄漏,提升火炮射程和精度。

        特别是在在高温铁芯上浇铸熔融铜液,利用巨大的温差:确保铜液流动性极佳,能充分填充铁芯表面的微孔和缝隙。在铁芯与铜液的界面发生元素扩散,形成一层冶金结合层。

        冷却过程中,铜的收缩率大于铸铁。冷却后,铜层对铁芯产生强大的箍紧力,提高了铁芯在承受膛压时的抗拉强度。

        第171章铸炮技术的突破

        另一方面:由于铜层提供了良好的韧性和应力缓冲作用,铁芯的厚度可以大幅减薄(减少40%),同时复合结构的整体抗压强度反而提升五成。

        这使得火炮在保持甚至超越威力的前提下,重量减轻三成,机动性显著提高。

        而且采用铁芯铜壁工艺制造的火炮,相比全铜炮可节省约70%的铜料,且管壁较薄、重量较轻,铸造花费也相应减少。

        此法通过复合结构实现了性能和成本的最优解,在17世纪上半叶处于全球领先地位。

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