关于轴承的问题，仍需要配套的磨床与加工设备，用以制造滚珠、滚针与内外圈，尤其是测量量具和热处理工艺，尤其是热处理与装配工艺对轴承至关重要。

    而在化石燃料驱动力与金属切削机床成熟之前，金属加工部分仍然只能以手工完成，即便是滚磨工作，只能以人力或是畜力、水力风力，一切可用的动力去完成。

    轴承的原理很简单，但要做好，具备最基本的周期寿命，热处理和钢材，都是重要很大问题。前者可以凑合，但后者凑合不起来。

    去年砡工派在岁当郡发现了锰矿，无疑提供了锰钢的可能。但直到两月前，永兴城才解决弹簧钢材问题，为此先后调拨了十八万贯钱，用一百斤的试验炉炼废一百二十多缸铁水，才摸索出高碳弹簧钢工艺，用于解决弹簧所需钢材。

    同时还在进行的炮钢冶炼已经持续两年之久，先后投入六十余万贯钱，至今没有正式成果，不禁让人感到绝望。前后试来试去，只有添加有铜镍白铜的低铜镍合金钢耐受性更强，

    而铜镍白铜与铜锌白铜、铜锌镍白铜，最大的区别在于铜镍白铜质地非常坚硬，传说中的陨铁，本质就是一种含有镍的铁元素。

    掌握这一规律，进行对比试验，便可轻易筛选出只含有镍的白铜，而无需通过金相实验和化学试验，再判别其是否含有镍。

    当然，如果铜镍白铜偶尔会有其他伴生物出现，但情况较少，伴生物或是铅、锌，或是银、锡，无论那种，其冶炼后的金属标本硬度较软，通过简单的硬度试验，即可筛选。

    然问题却是镍元素密度与铜几乎一致，且镍金属惰性强，无法在冶炼中通入空气进行氧化，也无法使用炭还原原理，使之还原分离，因此也就无法通过密度法分离镍和铜，在没有冶炼催化剂或电解、酸解措施下，很难以冶炼手段使之与铜分离，而镍合金与钨化合物都有个特点，其合金的熔点较低。

    镍的熔点高于一千四百五十度，铜的熔点高于一千度，铜镍白铜的熔点低于一千度，这意味着镍合金的熔点比铜低。

    当熔点较高的镍，与熔点低的金属形成合金之后，镍铜合金的熔点随之变低，想要通过密度温差法提炼镍将很困难，而镍的密度与铜大致相当，因此单纯依靠冶炼获非常困难。

    而分布于自然界的镍矿资源百分之九十以白铜形势存在，要获取镍元素，多数情况下只能用白铜，少数情况也会出现镍银矿，但情况并不多见。

    因此当铁水中铜含量过高时，令钢材的耐压性会显着降低。但铜太少，将使得钢材变的很硬而变脆。如果有铬元素，可以通过调控铬元素中和钝化猛和镍的硬度。

    铬元素兼具高硬度和高韧性特点，是铅的主要伴生物，但铬的提取极为困难，至少当下很困难，无法以传统冶炼法分离。

    而添加化学还原剂，则需要极高的温度，将铅和铬分别还原，不仅推升冶炼所需的温度和焦炭，而且铅、铬的蒸发气体有毒性。

    而含铅较高的铬元素对钢材品质有害，百里燕尝试过红铅矿后，便放弃了使用铬铅的打算，仍然需要等待化工的配套发展。

    在铜无法提取干净，而没有铬元素情况下，最终只能无奈以铜元素调和镍、锰的特性。

    铜是低成本炼取性能较高合金钢的传统替代手段，通过减少铬的使用，添加铜元素，改善金属材料的性能。

    然而铜的性能并不如铬元素在高级合金中的优势，铬元素的提取和冶炼当下十分困难，且成本高昂，以牺牲少数性能指标而降低成本，无疑是是可行的。

    正如航母甲板所用钢材，千分之三的铜含量，多不行，少也不行，就是那么一点，才恰到好处，但要做到这个精度，金属冶炼过程受高温影响，金属本身存在汽化挥发，因此千分之三的含量其实很难控制，即便是近现代，能冶炼航母钢的国家一只手都数的过来。

    于是在向钢水中添加铜镍白铜之前，必须先以较低的炉温，利用矿石部分铜镍元素分离，并未形成天然合金的特点，用镍熔点比铜高得多的原理，将部分铜分离出白铜矿石。

    由于铜镍白铜的镍含量少于铜，因此多数铜元素无法在自然环境下，与矿体中的镍元素充分融合为合金，因此铜镍白铜矿石冶炼之初通过温度差法，将大量单晶体的铜元素剥离，而剩下的都是含镍量较高的铜镍合金。

    此时所剩铜镍因密度相近，原子缠绕紧密而新成的合金，在没有电解或酸解工业化规模提取镍的情况下，只能以化学冶炼剂还先原铜，形成铜化合物亦或者纯铜。

    由于铜和镍的密度相仿，极难令镍或铜因密度而沉淀，无法沉淀，以镍的特性会很快与铜再次形成合金。

    因此可利用镍熔点比铜高的特性，通过降低炉温，减少镍的液态流动性，而铜的流动性高于镍，此时只需打开炉门，将炉中熔融液体引出，在冶炼剂的还原分离起效，而未再次形成合金的相对时间内，卸出部分熔融液体，流的最快的会是铜，而流的最慢的将是镍。

    当炉温降低至无法继续提供高温流动性时，关闭炉门，继续回温，炉内剩余的大量金属，镍的含量将显着提升。而炉外的铜水和镍水会因为温度降低与流动性的改变，形成铜和镍的金属固体。

    两者均含有铜镍元素，但镍固体的铜含量显着会下降，而铜固体的镍含量则大幅降低，取铜含量降低后的镍固体回炉再炼，可逐步分离一些铜元素。

    由于铜镍合金容易形成的特点，始终无法全部分离。合金将随着铜的不断减少，而越发难以分离，而成本也将急剧攀升。

    于是这部分的镍和铜形成镍含量较高的高镍白铜，经过初级冶炼铜镍白铜，再投入铁水中冶炼，从而炼取铜镍铁基合金。

    整个冶炼过程纯粹只能依靠数学推算和时间掌控元素的比例和冶炼时间，最终如何取舍，如何调配配方，都需要人工试验，以找出最佳配方。

    在没有金相试验和实验室设备的当下，只能以一炉一炉的原始穷举法探寻技术规律。

    这等办法也是无奈下的土法，由于技术超前，基础薄弱，必然导致技术跨度过大，而由此带来的时间、金钱、失败的风险成本成倍增加。

    百里燕以能解决问题为宗旨，在此前提下保证成本、质量以及效率的相对平衡的取舍。

    当然，知识的预知性提供了对镍、锰、铜在材料领域的预先认知，从某程度上而言，减少了必要的探索过程。

    当然，如果成功，所得到的收益，将极大的超过预期，对政治、军事、经济领域的影响将是不可估量的。

    在摊子已经全面铺开的情况下，再上马锰钢探索项目，情况显然不会太乐观，尤其是永兴城的财政支出，每年以百万单位计算。百货堂和永兴侯府每年进项虽多，但六成以上都扔在了永兴城。

    此外国库仍不充裕，钱坊刚刚盈利，咸王并没有投资技术研发和教育推广的打算，而更多在指望永兴城自己养活自己。

    显而易见，永兴城这个下金鸡蛋的母鸡，每年的收益巨大，如果再让国库贴钱，咸王当然是想不通的，更别说是文武百官。

    当然，如果退而求其次，完全可以最低的代价，赚取最高的利益回报，攒下惊人的财富，就此做个安乐侯。

    但百里燕相信，真理永远在大炮的射程之内，没有军事斗争准备，富足的生活都是奢谈。

    花费巨资攻关炮钢，其科研意义远大于军事意义。籍此可以令砡工派和永兴工匠明白冶金的真正意义，其二积累经验和数据，为日后建立相关的学科和门类打下基础，因此这笔钱和时间的花费是值得的。

    而且由炮钢冶炼过程中得出的一批的合金材料多达上百种，冶炼工艺都有完整记录，并非一无所获，经过筛选和剔除，完全可以选择其中金属性能符合其他领域需求的钢材工艺配方。

    十二月下旬，永兴西城铁水开炉，十门十六斤炮陆续下线，经过七天砂箱保温和自然冷却，花费四天去砂打磨探伤，探明缺陷剔除废品，然后送入砖窑之内回火消除应力，在此之后还需露天堆放两月，自然消除潜在可消除应力，最后进行第二次全面探伤和试炮。

    通过金属和非金属的敲击，辨别金属材质不同部位的异常声响，可以籍此大致判断铸件内部的铸造缺陷和瑕疵，最大程度避免热试炮发生事故。

    而保温冷却、回火和自然应力消除，都是保障火炮通过全部验收之后，降低炸膛事故的必要技术措施。

    如果是近现代，完全可以使用大型锻压机消除材料缺陷，或是放射性探伤仪。

    而事实上，当下对热处理仍停留在金属材质软硬的层面，对金属内部肉眼不可见的应力一无了解。

    如长孙国早前铸炮，都是刚刚凝固不久，炮身滚烫发红，直接拆毁砂箱强行冷却，冷却后直接试炮，发生炸膛的概率也就高得多。

    每门新炮出厂前，无一例外需要经过三十次预热试炮，五十次热试炮，五十次淋雨试炮

    预热炮是在火炮作战前的第一次发射，是危险系数最大的发射操作，尤其是热带使用的火炮拉到寒带使用，炸膛往往出现在头几炮的预热。

    热试炮可检验火炮连续发射时的稳定状态和极限状态，淋雨试炮检验火炮恶劣条件下热胀冷缩的耐受力。

    以长孙国火炮为例，其火炮对骤冷骤热的雨水极为敏感，炮身热胀冷缩之间加剧材料的应力变化，高压之下引发炸膛。

    这与其冶炼工艺，以及添加有生铁有关，其他诸侯国火炮同样都有此种现象。为解决这一问题，长孙国的作法是加厚了火炮壁厚，并增加铜箍，以增强耐压值。

    但永兴城的钢炮对雨水浸润的耐受性却是要高得多，至目前为止，还没出现冷热不均，而导致的炸膛事故。