卡洛斯从马德里返回后的第三天,海军大臣戈麦斯请求紧急觐见。
他带来的是一块装甲钢板,准确地说,是一块碎成了三片的装甲钢板。
钢板的断口呈灰白色,裂纹从中心向外辐射,像一道冻结的闪电。
“陛下,”戈麦斯把钢板放在橡木桌上,“这是十二月五日浇铸的那一批。
帕切科教授说,问题出在锰钢配比。”
卡洛斯没有坐下。
他拿起一块碎片,翻过断面,对着窗外透进来的光线仔细观察。
他前世在大学里学过金属工艺学。
是二十世纪末的那本《机械工程材料》。
他记得锰钢的韧脆转变温度、奥氏体晶粒度和淬火裂纹的产生机制。
但这些知识在这里只能帮上一半的忙,另一半必须靠这个时代的人自己摸索。
“帕切科在哪里?”
“在船厂冶金实验室。
他已经连续工作了三天,没有回学院。”
“让他来见我。立刻。”
戈麦斯让副官去传令,自己留在原地。他的海军大臣礼服上沾着一些煤灰,显然他也是刚从船厂赶过来的。
“船体分段的情况呢?”卡洛斯问。
“第一和第三分段已经合拢。
第二分段,就是需要安装这块装甲板的位置目前空着。
诺布雷加总监说,如果装甲钢不能在一个月内解决,合拢进度就会开始影响下水节点。”
“恩里克航海王号那边呢?”
“波尔图的进度暂时不受影响。
他们用的是同一批装甲钢配方,但首批钢板要到明年二月才会浇铸。
如果我们现在修正配方,来得及。”
卡洛斯把碎片放回桌上。“费用呢?”
戈麦斯显然已经算过这笔账。“报废的这批装甲钢板,材料费、工时费、运输费,合计约八万米尔雷斯。
重新浇铸的成本大约还要再增加十二万米尔雷斯。
总计约两万英镑的额外支出。”
“这些钱不是问题。”
卡洛斯说,“问题是时间。无畏舰的建造周期每延长一个月,英国和德国的海军参谋部就会重新评估我们的实力。
评估的结果会体现在外交谈判的每一个条款上。”
戈麦斯沉默了片刻,然后说:“陛下,我明白。
但装甲钢的配方,这不是能靠行政命令解决的问题。
我们给帕切科的钱已经够多了。”
“行政命令不能解决技术问题。”卡洛斯坐下来,“那什么能解决?”
“时间。”
“我们没有时间。”
门开了。
加斯帕尔·帕切科教授走了进来。
这位皇家理工学院造船与轮机系主任的胡子已经三天没有修剪,白色的工作服上沾着黑色的油污和金属碎屑。
他手里拿着一个文件夹,里面夹着几张手写的数据表格。
“陛下。”帕切科的声音有些沙哑,“我带来了裂纹分析报告。”
“说吧。”
帕切科把文件夹摊开,指着一张表格上的几行数字。
“我们的锰钢配方是参照哈德菲尔德先生的1882年专利改进的。
含锰量百分之十二到十四,含碳量千分之九到千分之一十二。
这个配方在生产一百毫米以下厚度的钢板时性能优异,韧性好,硬度适中,实弹测试中未被两百毫米穿甲弹击穿过。”
“但二百八十毫米厚的主装甲带不行。”卡洛斯接过他的话。
“不行。”
帕切科翻到第二页表格,“问题出在冷却速率。
薄钢板在热处理时,内外温度差只有两百度左右,奥氏体转变均匀。
但二百八十毫米厚的钢板,中心部位和表面部位在淬火过程中的冷却速率完全不同。
表面的锰钢形成了稳定的奥氏体组织,中心部位却因为冷却太慢,析出了碳化物。”
他指着碎片断口上那些灰白色的斑点,“这些就是碳化物。
它们是脆的。
穿甲弹打中的即使不是这里,震动也会让裂纹沿着碳化物扩展。
我们做的落锤实验表明,超过一百六十毫米厚度后,裂纹扩展的概率急剧上升。”
卡洛斯看着那些斑点。
“那解决方法呢?”
帕切科深吸一口气。
“第一,调整锰碳比。含碳量从千分之九降到千分之六,牺牲一部分硬度换韧性。但这会降低表面硬度约百分之八,我们担心防弹性能会受影响。”
“第二?”
“第二,改变热处理工艺。用油淬代替水淬。
油淬的冷却速度慢,内外温差小,碳化物析出会减少。
但油淬的最大冷却速度不足以穿透二百八十毫米的全厚度,芯部硬度仍然不达标。”
帕切科犹豫了一下。“第三,分层装甲。
不浇铸整块的二百八十毫米钢板,而是分别浇铸两层一百四十毫米的钢板,用铆接或者焊接的方式叠合在一起。
每层单独热处理,工艺成熟,裂纹风险可以控制。”
“但铆接会让装甲带的总重量不变,而防弹性能低于整块装甲。”
“是的。”
帕切科承认,“两层铆接的防弹性能大约相当于整块装甲的百分之八十五。
铆钉本身是弱点,实弹测试中我们发现炮弹打到铆钉附近时,即使弹丸没有穿透,冲击波也会震松铆钉的固定。”
卡洛斯站起来,走到窗边。窗外是塔霍河的入海口,几艘驱逐舰正排队通过贝伦塔。
他记得1904年那次刺杀未遂之后,他站在同一个位置,看着同一道河水,想着完全不同的事情。
“英国人是怎么解决的?”
“英国人在1903年为君权级战列舰铺设克虏伯装甲时,采用的是渗碳硬化法。表面渗碳,芯部保持韧性。”
帕切科的声音里带着一丝无奈,“但那是克虏伯的专利。
我们去年三月和克虏伯谈判过,对方要价太高,不止是专利费,还要求在席尔瓦工业集团中占股百分之二十。
马丁斯阁下当场拒绝。”
“百分之二十?”卡洛斯冷笑一声,“克虏伯以为我们在向他们乞讨吗?”
“去年四月十日谈判破裂后,我们就走上了自主攻关的路。
从那时到现在,我们做了三十七次不同配方的浇铸实验,其中三十一次失败。
最近十次成功率在百分之五十左右,但全部都只限于一百五十毫米以下厚度。”
卡洛斯转过身。
“帕切科,我问你一个问题:如果我们继续用现在的配方走下去,需要多久才能实现二百八十毫米整块装甲的稳定量产?”
帕切科沉默了一会儿。“如果运气好,一年。
运气不好,两年或者更久。”
“那如果换一条路呢?
分层装甲。
什么时候能做出来?”
“三个月。
铆接版只要三个月,焊接版如果新焊接工艺能通过测试,大概四个月。”
“铆接版百分之八十五的防弹能力,能在实战中面对什么级别的炮弹?”
帕切科翻开另一份数据。“英国最新的无畏舰装备的是三百零五毫米口径、四十五倍径的主炮。
在六千米距离上,该炮的穿甲弹可以击穿约三百二十毫米厚的克虏伯装甲。
我们的装甲如果只有百分之八十五,等效能——
”他心算了一下,“大约相当于两百三十八毫米的克虏伯装甲。
在这个距离上,扛不住。”
“但在九千米距离上呢?”
帕切科重新算了一遍。
“九千米距离上,三百零五毫米炮弹的穿深降到约两百五十毫米。
等效两百三十八毫米的装甲差十二毫米。
很悬。”
戈麦斯一直沉默地站在一旁,听到这里插了一句。
“实战中,六千米以上交战距离的命中率本来就低。
日俄海战的对马海战中,双方在六千到八千米距离上的命中率不到百分之四。
我们如果能用焊接工艺提高效率,也许能在首舰下水时就用上第二层装甲。”
卡洛斯重新坐回椅子上。
他的手指在橡木桌面上敲了敲。
“帕切科,你刚才说的分层装甲。
如果第一层用一百六十毫米的锰钢板,第二层用一百二十毫米的高硬度铬钼钢板,会怎样?”
帕切科愣住了。
铬钼钢,这种合金钢材在1906年还鲜为人知。
他在脑子里快速运转参数,然后眼睛亮了起来。
“双层异质装甲?
外层是韧性锰钢,用来震碎弹头;内层是硬质铬钼钢,用来阻止残余侵彻。”
“能做吗?”
“理论上能。
但铬钼钢的热处理和锰钢完全不同,两种不同材质的钢板怎样焊接在一起,这是最大的问题。
我们没有现成的焊接工艺。”
“那就开始做。”
卡洛斯的语气斩钉截铁,“三件事同时推进。
第一,继续攻关整块装甲的配比,这条技术路线不能停。
第二,启动分层铆接的三个月方案,确保路易斯一世号最晚在明年夏天完成全部装甲铺设。
第三,铬钼钢研究和异质焊接工艺纳入皇家理工学院的科研课题,拨款十万米尔雷斯,约合一万英镑。
明年年底前我要看到实验数据。”
帕切科往文件夹上快速记录着。
“三层方案并行,人力需要补充。
我们至少还需要两个冶金工程师和四个焊接技工。”
“人事调配找教育大臣卡布拉尔。钱找财政大臣费雷拉。”
卡洛斯站起来,“戈麦斯,诺布雷加那边,你告诉他,船体合拢不要等装甲板。
先把不需要装甲的非受击部位,船首、船尾、上层建筑基础段全部组装起来。
装甲板到货后,在舾装阶段补装。”
“陛下,这样会增加补装工时。
但确实能保住船台占用周期,不影响下水节点。”
“工期和性能之间没有最优解,只有两害相权取其轻。”
卡洛斯看着桌上那块碎钢板,“这块板我带走了。
让它在这里放着,是提醒所有人,二百八十毫米的这道坎,跨不过去,我们就永远只能买别人的船。”
帕切科点了点头,合上了文件夹。
戈麦斯退下时,在门口停下了脚步。他犹豫了片刻,然后说:“陛下,我必须说一句实话。”
“说吧。”
“您在要求三件事同时推进的时候,就像您知道哪条路一定能走通一样。”
卡洛斯没有回答这个问题。
他只是微微笑了笑,然后拿起那块碎钢板,放到了书桌最显眼的位置。