彻底聊透：现代火炮的炮管是怎样制造出来的（1）用什么样的钢？

作为最终极的身管武器，炮在战场上可以说是无处不在。

而如何制造一门炮的炮管正是很多军迷特别感兴趣的事情。

简单地说就是经过这么几个步骤：

1. 取一块优质钢并加热到可以锻造的状态 —— 今天讲这块
2. 锻造成桶状，会比最终尺寸大
3. 将锻造好的桶状钢进行加工，将中心加工成几乎正确的直径大小
4. 将硬化塞穿过中心以对炮管施加预应力
5. 将内炮管加工成正确的尺寸并添加膛线
6. 将外部尺寸加工成正确的大小
7. 添加后膛配件
8. 测试炮管以确保其符合标准

详细说说，在早期，炮管并不是使用特殊钢材来制作，“取一块优质的钢”在一战甚至二战的时候都是指取一块完整的没有裂纹的钢坯。这个东西在很多国家都是可以生产的。

其实也没有什么炮弹钢或者炮管钢的说法，因为这些东西都是合金钢，制造炮管的钢材唯一需要的指标就是含磷量要低。通常钢材内部的含磷量要小于0.015%，现在我国生产的用于制造炮管的钢材最优质的可以做到含磷量小于0.007%。这个指标已经足以了，过多的磷会导致

很简单，电弧炉的成本太高了。人类在炼钢的技术上的发展其实是相当缓慢的，例如我们现在比较熟悉的向钢水里面插入一根管子吹氧气的操作是在1948年才由瑞士发明出来的，而真正形成生产规模则是在1960年的事情了。在此之前的70多年时间里，只是知道得往钢炉里通入氧气（顶吹法），氧气也就只能停留在钢水表面而已，但是并不会影响钢的品质——这主要是由于钢水中有搅拌装置不断的翻动钢水。甚至早期的转炉甚至连搅拌装置都没有，只是通过炉子底部向上通入高压空气而已。

其实也没有什么炮弹钢或者炮管钢的说法，因为这些东西都是合金钢，制造炮管的钢材唯一需要的指标就是含磷量要低。通常钢材内部的含磷量要小于0.015%，现在我国生产的用于制造炮管的钢材最优质的可以做到含磷量小于0.007%。这个指标已经足以了，过多的磷会导致钢材结构疏松变脆，难以承受过大的压力。磷是钢材中的有害杂质，对于目前生产的钢材其实都严格控制了磷的含量，就连我们很常用的45钢在现代生产环节中不断优化就含磷量来说也是足够低的，可以胜任炮管的的制造。

当然了，45钢还有自己的缺点，就是它的锰含量相对较低。锰的事情回头再说，还继续说普通钢。最早的钢是中国生产的，古代的中国人将打得极其薄的熟铁片层层的叠在一起，再利用碳火加热，反复锤打，不断地重复这个过程，就生产出来了钢。看到这里有人就会说了这不就是打造刀剑的过程吗？没错！

在很长一段时间内，人类并不能得到液态的钢水，只能依靠锻打加热的方式去除掉铁内的含有磷的杂质而直接得到固态的钢。

直到1740年，英国的亨茨曼利用耐高温材料制造坩锅，才第一次让人类得到的液态的钢水，咱们在前面说的钢胚才真正的成为人类文明中的存在。

而人类制造钢，主要用途就是用来制造枪管和炮管的！当年用作其他领域也没有什么太大的意义。

从1740年人类第一壶钢水出炉之后，欧洲的冶金技术就有了不断的发展，直至130年后的1870年，德国的克虏伯钢厂开发出了巨大的坩锅可以生产出巨大的钢锭，这时候用于制造大口径火炮的钢才真正的出现。

这也是为什么在18世纪克虏伯炮这么闻名于世的最主要原因。

当然了，当年的克虏伯炮用的钢比起咱们现在看不起的45钢还要差。

别看不起，就是用了上面的火炮，普鲁士打赢了法国，世界上才有了德意志帝国。

克虏伯炮虽然厉害，但是在咱们大清朝还是出了两个乌龙，当年三万两白银一门买来的120mm大炮，有两枚卡壳了，炮弹就硬生生的卡在了炮膛里面。

有的人说是德国人卖给大清的炮是伪劣产品，W君也相当同意这样的看法，放在现在看这就是妥妥的伪劣产品，用来做大炮的钢中锰含量太低，以至于在开炮的时候炮的磨损会特别严重。克虏伯知不知道这件事呢？当然知道了，人家把炮弹标上序号，要按照由小到大的次序来打，只不过大清的炮兵没文化，直接塞了个大号炮弹进去，于是卡壳了。

这种事情，一直到第一次世界大战之前的二十几年才真正有解。这就是咱们之前提到的锰。1882年英国的一个神棍兼炼金术士将刚刚发现不久的锰元素加入到钢水中。这时候他发现当加入了足够量的锰之后，钢材的耐磨特性就会翻天覆地的增强，这个人叫罗伯特·哈德菲尔，他做的这种钢材叫做哈德菲尔合金，俗称“锰钢”，当然了，他也因为这项成就成了大英帝国的院士。

最初这个哥们用这种超级耐磨的钢做有轨电车的轨道和车轮，经过5年改进后在1887年申请了相关的专利。更有敏锐的头脑的克虏伯买入了这个专利的使用权，用来制造更加耐磨的大炮，以至于在1905年以后生产的克虏伯炮都是利用锰钢来制造的。这里面就有我们熟悉的克虏伯 75mm野战炮和大家津津乐道的88mm高射炮了。

从那个时候起，火炮都是用锰钢制造的了，这个配方100多年都没有变化过。

随着第一门锰钢炮克虏伯 75mm野战炮的成功，世界列强开始跟风，不断地将自己的火炮都改用锰钢制造。

至于很多人说的电弧炉炼钢来制造火炮，这件事本身是和事实有出入的。

电弧炉只是现代炼钢设备之一，并不是什么特别高大上的设备，只不过将热源由烧焦碳转化为了用电。不过电弧炉的产量并不大，主要用来精炼和次级冶炼。由于能耗高产出少，更主要的是用来冶炼更高档的合金钢。直接用来炼锰钢有点大材小用。

有这种说法的一个原因是德国的Rh-120火炮的制作过程给大家误导了。德国的这款坦克炮的炮管部分是利用电渣重熔技术来制造的。

这个技术并不是冶炼钢材的一个普遍技术，生产坦克炮钢材胚料的设备只有这么大：

一炉只能做出一根炮管，加工时间和成本都极高。当然了，这里一定是有好处的：

好处就是用这种电渣重铸的方法可以让金属在其中逐步熔化、沉积、凝固而成铸锭，在金属凝固过程中，能造成有利的结晶方向，使铸件的性能有很大提高。说白了这种制作方式就是制造单晶合金。通常都会用在飞机发动机叶片的制造上。

坦克炮用这个方法自然有优势，但并不是必须的，只是德国人做了一个有益的尝试，是一根特例而已。

而目前大多数的火炮其实都不用这种方法来做，所以说是什么炉子炼出来的钢并不重要。关键就是看成分，高锰低磷的钢都是制造炮管的合适材料。

预告：下篇文章会给大家讲讲钢胚是如何做成“炮筒子”的。