金相分析(二)
第七卷「大陆」佛山实习卷 | 吹牛者 | 约 3013 字 | 编辑本页
“嗯……那好。我听江大哥的。”少女脸上又露出了那种极为放心的笑容。
“……第三件,最新一批铁件的试样到了,你去初步检查一下吧。”江公子也再次被这笑容击中了内心某处柔软的地方,语气不自觉地温和了几分。
“好!”
……
陈英轻车熟路地打开侧面墙壁上的门,走入书房的里间。这个房间是她近两个月最常来的地方,也是她最喜欢的地方。
这里是江记铁铺的铸铁金相分析室。
名为实验室,其实除了两台临高产的 100 倍显微镜外,没什么别的设备。莫说和马袅重工业中央实验室相比,即便是佛山钢铁厂的归化民实验员过来,大约也会嗤之以鼻。然而这却已是本地炉户们所能接触到的最先进技术了。连李家和陈家的大炉房,也偶尔会送些试样过来求分析。
李、陈两家,或者说,整个传统的铸造手工业并无所谓的“性能检验”意识,所以在当初的铸铁民品生产线转让协议中,元老院几乎没有提供与生产线配套的产品测试和分析技术。只有受控制程度最高的隆和炉房,建设了一间小实验室。好在他们以铸造生活用铁制品为主、靠廉价量大取胜,倒不用太在乎这个。
中小炉户们就更没这个条件了。然而,他们承接的元老院订货,却有许多是有一定机械强度要求的工业、船用或者基建用铸件,因此每包铁水都要按规定制备试样,送来进行初步检验。金相检验不合格的,自然会拒收。检验合格后,仍有一定几率被抽去实测机械性能——这就需要送到钢铁厂的检验中心去了。
事实上,若是在旧时空,直接进行机械强度检验才是较为普遍的做法,金相检验一般只在机械性能检验结果异常、需要分析原因时才进行。不过手工业作坊的铸件质量参差不齐,管委会不敢大意,所以才规定每批次都要进行金相分析。
达标一次容易,次次达标却难。元老院的各批订单往往并非同种铸件,用途不同,性能指标自然不同,附加的工艺要求也就不同。只有那些真正技艺过人、并且还能迅速适应新工艺的手工业者,才能生存下来。
曾经有自作聪明的炉户,从一炉铁水中制备了多个试样,一个送检合格后,往后每次都送同一批次的样品试图蒙混过关。这种做法很快就被识破了,“传统智慧”在元老院带来的新体系面前不怎么灵光。
数不清的细微工艺改进,以及从原料存放,到生产过程,再到铸品检验的各种规矩和制度,正一点一滴地改变佛山的冶铸行业,无论大炉房还是小炉房、机器工厂还是手工业作坊,都渐渐开始脱去“传统”的底色,走向近代化。
这一切并不像看起来那样润物无声,破茧成蝶的终究只是一小部分人,更多跟不上时代者只能倒在半路上。特别是最近几批铁件,好些炉户因为连续三次试样不合格而被取消了元老院订单的承接资质。
试样架子上放着十几个 1 厘米见方的小铁块,形制基本一致,同样是有统一规格要求的。每个铁块后面附有一张标签,写明是谁家送来的样品,铸铁的种类,工件的用途、规格等信息。陈英注意到架子边缘还放着一只木匣,木匣一角有个熟悉的“陈”字徽记,应是陈家大炉房委托分析的样品。
她走到衣柜前,从里面拎出一件蓝色大褂穿在外面、又取出一副手套戴上,然后才拿起一枚试样,来到房间一角的工作台前,那里放着一台手动砂轮机。
这些试样只是在尺寸上相对统一,还不能直接进行观察,需经过十分繁琐的磨制和抛光过程。陈英先用手动砂轮机平整金相磨面,偶尔还拿起锉刀修几下边缘。看到差不多了,她拉开工作台的抽屉,取出一张砂纸,准备细磨。
抽屉分为若干格子,分别放着三种不同的砂纸、由粗到细。她依次用一号和二号砂纸细磨样品的磨面。其中,第二次细磨的时间较长、力道也较轻。
接下来,她从抽屉里拿出一个玻璃瓶,拔掉木制瓶塞,向一张干净碟子里倒了些溶液。这是硝酸酒精溶液,用于试样的浸蚀。
陈英不知道这是什么溶液,她只是按照墙上贴着的过程要求来操作,并小心地不使液体沾到皮肤。
浸蚀过后,她没有倒掉那些溶液——后面还有其它的试样需要处理。用干净布吸干样品上的液体,她拿起一张三号砂纸,并未直接使用,而是放在一块平玻璃板上。
这时她发现抽屉里少了样东西,不由呆了一瞬,但很快她便恍然大悟地把手伸进衣兜里,摸出来半块石蜡——这也是石出由元老的儋州页岩油炼化产品之一。陈英轻轻把石蜡涂在三号砂纸的表面,然后拿着平板玻璃走到了房间中央。
地面上放着一个不大的方形铁架,铁架下方是个没有点火的炭盆,现在已是夏天,自然不能总烧着炉子。她点燃了木炭,把平玻璃板摆在架子顶端,温火烘烤平铺其上的三号砂纸,使涂在表面的石蜡形成薄而均匀的蜡层。
处理结束,她把平板玻璃放回去,又急忙熄灭了炭火——那一张砂纸应该足够今天使用了。
石蜡化处理过的三号砂纸是细磨的最后一道工序。磨好这块试样后,陈英又按照同样的操作流程,一丝不苟地把其余所有样品都逐一磨制好了,包括木匣里那块陈家大炉房送来的样品。
溶液倒掉,碟子刷好,台面擦净,砂纸、玻璃瓶还有剩下的小半块石蜡统统放回抽屉,陈英又清扫了附近的地面,这才在一旁的水盆里洗过手并擦干,从一侧的玻璃门书柜里拿出一叠印刷资料,摆在临窗的试验台上,旁边就是那两架宝贝的显微镜。
试样还未抛光,仍不到观察的时候。
她拉开这张试验台的抽屉,取出一方丝绒布——这布仿佛非常高档的样子,只怕连她的“祖父”也是舍不得用来做衣服的,没想到在江公子这里磨铁。
这个抽屉里也有一个玻璃瓶,瓶中上层是清水,下方则沉淀着一些不明物。陈英把玻璃瓶拿在手里晃了晃,瓶中的液体变得浑浊起来。这是氧化镁悬浮液,用做抛光剂的。她把少许抛光剂倒在丝绒布上,仔细地对试样进行抛光处理。
一切工序结束后,终于可以把试样夹在显微镜的物镜下方观察了。这些试样与生物及化学样品不同,是不透光的。因此,金相分析所用的显微镜都是反射光源,结构上比透射型的普通显微镜略复杂一些,有聚光镜、反光镜等部件。
……
视野中,片状石墨清晰可见。陈英不觉点头,这间炉房的铸件质量始终很稳定,最近承接的订单量还有增加趋势。大浪淘沙之下,算是过得不错的炉户了。
不过为了保险,她还是翻开了一旁的资料,比对自己看到的试样磨面和资料上的金相组织图案。珠光体灰口铁,她终于做出了结论。
这一厚沓的资料,是江记铁铺的“机密”。里面开宗明义地写着钢铁的本质:铁和碳的合金,各种牌号的钢铁,都是二者含量和形态的改变而已。后面则列举了各种铸铁和钢的金相组织图案,包括白口铸铁、灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁以及不同含碳量的钢。灰口铸铁里,又可以分为铁素体、珠光体、渗碳体灰口铁。
白口铸铁是机械性能最差的铸铁,其中的碳大部分以渗碳体的形式存在,导致铸铁性质硬脆。虽然硬度高、耐磨,但难以进行任何锤锻、辗轧、冷拔、切削加工,几乎没有任何用处。而传统手工业炉房所铸造的铁货,大多就是白口铸铁。
比白口铸铁强一些的,是灰口铸铁。灰口铸铁中的碳,全部或部分以游离的石墨片形式存在,使铸铁的断面呈暗灰色,故而得名。游离石墨片会使铸铁在相应位置变得易断,但碳以石墨形式在铸铁中析出,却会增强铸件整体的强度。灰口铸铁在拉力强度上表现不佳,但在耐压方面性能较好。各类灰口铸铁中,则以珠光体灰口铁的机械性能最好。元老院的直属铸造厂里,已经能较好地控制不同种类铸铁的质量,而佛山的民间冶铸业,距离这点还差得很远。