瑞典工程师埃里克森就已经站在熔炼炉前,实验室是三个月前刚落成的,砖墙还泛着潮气,里面塞满了从瑞典运来的玻璃器皿、蒸汽驱动的拉力测试机,以及巴库支援的小型锻压机——列维为了这场合金研发,前前后后投入了5万卢布,几乎占了芬兰当月工业预算的15%。
“列维先生来了!”学徒卡尔的喊声刚落,列维就推开了实验室的木门,身后跟着两名穿着厚帆布工装的巴库工程师。他们刚从火车站赶来,行李箱上还沾着拉普兰支线的煤尘,其中一位名叫安德烈的工程师,手里紧紧攥着一卷牛皮纸图纸:“这是巴库210毫米炮架的详细尺寸,查尔斯先生特意让我们带来,说芬兰的生产线要和巴库的标准完全一致。”
埃里克森立刻接过图纸,铺在橡木工作台上。图纸上用红笔圈出了炮架的关键部位——承重横梁和牵引挂钩,旁边标注着“-30℃下需承受8吨牵引力”的字样。他指着圈出的部分,眉头皱了起来:“上个月我们在拉普兰测试普通高锰钢,-20℃时就出现了裂纹,要是到了高加索的冬天,炮架拉着炮管爬雪山,很可能会直接断裂。”
列维俯身看着图纸,指尖划过牵引挂钩的尺寸:“萨米族的驯鹿雪橇在-40℃都能跑,它们的蹄铁是用掺了铜的铁做的,我们能不能在高锰钢里加其他金属?”
埃里克森眼睛一亮,转身从铁柜里拿出几个贴着标签的金属锭:“我试了铜、铬、镍,其中镍的效果最好。上次加3%镍的样品,-20℃下韧性提升了35%,但还没测过-30℃的极限。今天正好安德烈先生来了,他带了巴库的低温测试设备,我们可以模拟高加索的冬季。”
当天下午,低温测试就开始了。安德烈带来的测试箱是用双层铁皮做的,中间填着锯末保温,里面铺着冰盐混合物——这种混合物能把温度降到-35℃,和高加索山脉1月的最低温一模一样。卡尔小心翼翼地把掺了3%镍的高锰钢样品放进箱里,埃里克森则守在旁边的温度计前,每隔10分钟记录一次温度。
“降到-30℃了!”两小时后,卡尔大喊着打开测试箱,一股寒气立刻涌了出来,他的睫毛瞬间结上了白霜。安德烈迅速将样品固定在蒸汽拉力测试机上,转动阀门——机器的蒸汽压力表缓缓升到10兆帕,钢索开始收紧,样品两端的夹具发出“咯吱”的声响。
实验室里静得能听到蒸汽管的“嘶嘶”声。列维攥着拳头,看着测试机上的拉力指针——8吨、8.5吨、9吨,样品依旧没有裂纹。直到指针指向9.5吨时,“啪”的一声脆响,样品才断裂开来。安德烈立刻取下断裂的样品,用放大镜查看断面:“断面是韧性断裂,有明显的纤维纹路,普通高锰钢在-30℃下7吨就会脆性断裂,这个3%镍的配方,韧性提升了40%,完全能满足炮架需求!”
埃里克森兴奋地拍了拍桌子:“但还有个问题——镍的熔点是1455℃,比高锰钢的熔炼温度高55℃,上次熔炼时,镍锭沉在炉底没化开,导致样品成分不均匀。我们得把熔炼炉的温度再提高100℃,还要加个搅拌装置。”
列维立刻让人联系赫尔辛基机械厂:“让他们把熔炼炉的耐火砖换成芬兰坦佩雷产的碱性砖,再赶制一个蒸汽驱动的搅拌桨,一周内必须完工。”
接下来的十天里,实验室几乎没熄过灯。熔炼炉改造好后,第一次试熔炼就出了岔子——温度升到1500℃时,搅拌桨的轴突然断了,滚烫的钢水溅出来,在地面烧出一个个小黑坑。埃里克森蹲在断裂的轴旁,发现轴是用普通铸铁做的,根本承受不了高温。“得用我们新研发的高锰钢-镍合金做搅拌轴,”他对列维说,“虽然成本会增加,但能保证熔炼时不出问题。”
8月7日,用新合金做的搅拌轴装上了熔炼炉。这次熔炼很顺利,镍锭完全化开,钢水呈现出均匀的银白色。当钢水倒进模具时,安德烈忍不住感叹:“这钢水的流动性比巴库的好太多,铸出来的炮架零件肯定更致密。”
就在合金研发取得突破时,赫尔辛基高锰钢厂的炮架生产线也在紧锣密鼓地建设。9月1日,列维带着巴库的10名工程师来到钢厂,只见厂区东侧新搭起了一排厂房,50吨的蒸汽锻压机正冒着白烟,几名工人正在安装从瑞典进口的车床。
“生产线分三个工序,”钢厂厂长伊万指着厂房介绍,“第一个厂房是锻造,用50吨锻压机把钢锭压成炮架的横梁和挂钩;第二个是加工,用蒸汽镗床镗孔;第三个是组装,把零件拼起来再热处理。现在每天能锻造2个炮架的零件,等加工设备调试好,日产能就能达到2台。”
安德烈走到蒸汽镗床旁,皱了皱眉:“这台镗床是人工进给的,误差至少有0.5毫米,炮架的轴孔误差必须控制在0.1毫米以内,否则炮管装上去会晃动。”
列维早就想到了这个问题,他让人把赫尔辛基机械厂的老技师奥尔森请来。奥尔森手里拿着一张图纸,上面画着一个带凸轮的装置:“我想在镗床上加个‘自动进给器’,用蒸汽驱动凸轮,凸轮的轮廓按轴孔的尺寸设计,这样进给量就能精确控制,误差能降到0.1毫米以下。”
这个“蒸汽驱动数控镗床”的研发,又花了半个月。9月15日,第一台改造后的镗床开始试工。工人把炮架的轴套固定在工作台上,打开蒸汽阀门——镗刀缓缓靠近工件,随着凸轮的转动,镗刀均匀地进给,切削下来的铁屑呈螺旋状落在地上。两小时后,加工完成,安德烈用千分尺测量轴孔的直径:“200毫米,误差0.08毫米,比人工加工快了2倍!”
当天下午,第一台在芬兰生产的210毫米炮架就完成了组装。当炮架被吊到测试台上时,列维给查尔斯发了一封加急电报:“芬兰炮架生产线投产,日产能2台,合金韧性达标,可满足高加索冬季使用。”
可没等查尔斯回电,德国克虏伯钢铁厂的代表弗雷德里希就找上门来了。9月20日,弗雷德里希坐在列维的办公室里,手里拿着一份《北欧工业报》,报纸上刊登着“芬兰研发高锰钢-镍合金,低温性能突破”的新闻。“列维先生,”弗雷德里希放下报纸,语气带着几分傲慢,“克虏伯愿意和芬兰合作,我们提供先进的炼钢设备,你们共享合金配方,怎么样?”
列维端起咖啡,不急不慢地说:“弗雷德里希先生,克虏伯需要的是铁路钢轨用的普通高锰钢,而我们的合金是专门用于军工的,两者用途不同。如果克虏伯愿意合作生产铁路钢轨,我们可以共享普通高锰钢的冶炼技术,还能保证每年给克虏伯供应5000吨高锰钢坯。”
弗雷德里希脸色沉了下来:“你们的军工合金要是没有克虏伯的设备支持,根本无法量产。”
“恰恰相反,”列维拿出一份订单,“我们已经和瑞典的乌德瓦拉机械厂签订了合同,他们会给我们供应10台50吨锻压机,下个月就能到货。而且,芬兰每年向俄国出口的高锰钢,为俄国带来了20万卢布的关税,俄国陆军部也很支持我们的军工生产。”
弗雷德里希盯着订单,沉默了许久,终于松口:“好,就按你说的办。我们合作生产铁路钢轨,你们提供普通高锰钢技术,克虏伯负责在德国市场销售。”
9月25日,双方签订了合作协议。当天晚上,列维收到了查尔斯的回电:“巴库的炮架生产线已经开始拆卸,10月底前会把所有设备运到芬兰,以后210毫米榴弹炮的炮架,全由芬兰生产。”
列维走到办公室的窗边,看着外面的夜色。赫尔辛基港的灯火比上个月更亮了,新泊位上,工人还在卸载从澳洲运来的精矿;高锰钢厂的高炉依旧火光冲天,第一台芬兰产的炮架正准备通过跨境铁路运往巴库。他正看得入神,秘书突然敲门进来:“列维先生,气象站发来预警,今年波罗的海的冬季可能提前,11月就会出现厚冰,港口可能要封冻。”
列维心里一紧——芬兰的精矿80%来自澳洲,要是冬季港口封冻,精矿运不进来,炮架生产线就要停工。他拿起笔,在纸上写下“破冰船”三个字,心里清楚:芬兰的工业要想稳定发展,必须解决冬季通航的问题。