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采用金属护甲以为军舰舰体之防卫，实创议于英人康格利夫爵士（Sir William Congreve），其言论之发表见于1805年2月间伦敦泰晤士报。1812年，美人约翰司蒂文氏（John Stevens）继作同样之建议。1814年，法将斐克山（General Paixhan）亦详论军舰装甲之必要。司蒂文父子对于圆炮弹（Cannon Ball）穿甲之定理及舰体必须装配之最厚铁甲等项加以连续之研究，至1842年，约翰之子罗伯司蒂文氏（Robert L Stevens）将其研究所得之效果呈之国会中。一时欧美各邦咸加以深大之注意。1845年，法人洛来氏（Dupuy de lome ）为法政府计定装甲战船一艘。1854年春，“司蒂文炮台”式之装甲舰建立基础于美国霍卜铿海港（Hoboken Seaport）数月之后，法国之装甲舰四艘亦于都龙军港开始经营，未数月而英国亦建立装甲舰三艘。法舰之一艘取名为“康格利夫”。翌年，克里米亚之战，作英法土三国联军合攻景布恩（Kinburn）要塞，法之装甲舰三艘参与此役，此为装甲舰第一次见于疆场也。 铁甲（Iron Armor） 当此时期，金属材料之可以应其需要者，铁而已矣。其种类有锻铁与铸铁之分，以详细考验所得，则锻铁对于炮弹之抵抗力实较等量之铸铁为远胜，以此之故，锻铁遂为海上方面适用之材。最初装甲之数舰，乃以四寸至五寸之实心铁板为其护甲，更以三十六寸坚实之木为其垫背。 铁甲之效验既著，一般当局者从事实验，虽耗费居金而不惜，欧洲各国尤不遗余力，以求铁工厂之极端进步。俾锻铁护甲之用于抵抗，其力益强。当时实验之方法，以制成薄片之锻铁，中镶以木板，使铁甲由层片密合而成。美国南北战争时之各军舰，因按所需厚度以制成纯整铁板之不易，类多采用层片式之锻铁护甲也。 铸铁曾充陆地炮垒防御之用，盖铸铁之量较重，用于陆上绝无防碍，用于军舰则形不适，是以军舰之装甲从未有用铸铁者也。用铸铁之甲于炮垒为最昭著而可考者，实惟德国之著名“古勒森炮塔”（Gruson Turret），是项炮塔以大块铸铁造成，置于制模中之时，其面部加以重量之冷硬铁质，其外状为两端扁平之圆形，因其形状之伶俐，质料之优良，体积之厚实，欧洲各国视之为国防上负有价值之利器。遂广为采用，以使其边疆巩固无虞。第一“格鲁森”炮塔实于1868年由普鲁士政府加以试验者也。 钢甲（Steel Armor） 至1876年之时期，炮力与弹力日臻进步，欲求抵抗最大之炮弹而勿为所伤，非有二十二寸厚之铁甲，惟在此同一年间，意国斯培西亚（Spezia）之海军炼钢厂以悉心试验之余，得于制甲史上予以一大改革，而使其厚度缩减。法国“斯勒德钢铁公司”以试验所得而知，有可锻性之廿二寸钢板施以油质，使其变冷之后，远非各种等厚之铁质所可与之比拟，此种钢板含有百分之0.45之碳素，以七尺高之铸形锻之，使合乎所需之厚度。其制造法之如何，则在当日固严守秘密也，虽然此种钢板苟遇优越之击力更易倾向破裂，由是而更求实在之进步，遂取硬性之钢为面，坚实之铁为里，以制成一种之板。所用之钢以西门马丁之浅底炉炼成之，是即吾人所习闻之西门马丁炼钢法也。 钢铁混合之甲（Compound Armor） 自用西门马丁浅底炉炼钢以来，应时而兴者，有最足注意之法两种。一为“威尓生康木尓式”（Wilson－Cammel），一为“爱力司伯兰式”（Ellis－Brown）。前者以浅底炉炼成钢板之面，而以炙热熟铁为里。后者以钢板接合于铁板之上，而熔注“别细迈”钢质（Bessemer Steel）于钢铁两板之间（按，“别细迈”钢系以空气之吹力将钢铁中之碳素及其不洁分子散尽而后炼成之者），以上两种之制造法，皆系英人所发明，其钢板合成之后再用机器之碾压，以使之平整无疵。在其后十年中，钢甲之制造除小有进步外，无特别之发展。是时所竞争辨难者，为全钢于混合质优劣之问题。全钢之甲含有百分之0.3之百分之0.4之碳素，混合之甲则其钢质面部含有百分之0.5至百分之0.6之碳素，此两种护甲之价值，悉视其技巧之高下而定。与前之锻铁之甲相较，实超越百分之25之优度，换言之即十寸全钢或混合质之甲与十二寸半锻铁之甲有相等之抵抗力。 镍质钢甲（Nickel－Steel Armor） 关于钢甲之制造，其更进一步之改良则在1889年，斯勒德于全钢之甲参以镍质以制成镍质钢甲。此种护甲产生以后，钢铁混合装甲遂完全归于废弃之列矣。镍质之加于钢质中，可愈增其强御力及坚韧性，最初所制出之样品参加镍质之量在百分之二与百分之五之间，最后决定为百分之四。约在同一时期中，斯德勒复用浸钢板于油与水，以使之变冷之法而获满意之成绩。其详细手续则钢板经锤炼之功，及由强热而使之渐冷，俾无脆性后，复热而锻之，以使其达于所需之硬度，然后以其面部略浸于油，再以低热度烧钝之，此种钢甲之进步使其抵抗力增加百分之五，换言之，即十寸之镍质钢甲可比拟于十三寸之铁甲也。 哈威式钢甲（Harvey Armor） 1890年，有哈威（H.A.Harvey）其人者，生于美国纽瓦克城（Newark N.J），更发明制造钢板之法而予以甚大之进步，哈威氏之法使碳素化合于钢板面部，炽之于火，更于其面部紧黏。以硬性碳至于热度甚高之火力中保持两三星期之久，依次手续，可使钢板面部所含之碳素增高百分之1至1.1，由其面部向下，碳素逐渐减少，至面部下一寸之处，则碳素完全洁尽。其次一步之手续，则浸钢板于油，复浸之于水，在一致之温度中令其变冷，由是其所得成效。因钢板面部含碳素较多，愈加坚硬。 以化学方式解析之，此时期之中，哈威式钢甲所具各化合物成分如下： 碳素约百分之0.20，锰素约百分之0.60，镍素约百分之3.25之百分之3.5 哈威式钢甲发明应用而后，考验之下，其成绩较各式之甲为优，盖其进步之初增加一成之二成之抵抗力，换言之，即十三寸之哈威式钢甲可比拟于十五寸半之镍质钢甲也。 克虏伯式钢甲（Krupp Armor） 当1880年之顷，关于炼钢之法曾另有一种新发明，即以铬素加于生钢以炼之，按照此种方法若以适当热度锻炼之，可制成甚高之硬度，惟彼时之炼钢家虽坚固卓绝以经营，究未能造成大型之镍素与铬素参化之钢块。迨1893年，德国克虏伯厂表现其能力，此问题始告解决。克虏伯亦用以碳素胶合于钢板面部而炼之之法，但哈威之法系采用实质之碳化水素，克虏伯之法则采用气体之碳化水素，盖于钢板炽热时以燃烧之瓦斯熏其面部也。气体之碳化水素固曾流行于一时，但终则为实质之碳化水素所瓜代。 约在同一时期，克虏伯对于炼钢法更求进步，使已经黏合碳素之钢板增其一面之硬度，其法乃以钢板安置于炼钢泥土之中，而露其黏合碳素之一面于外，由是而外露之一面接受甚高火力而速增其热度，当热力逐渐贯穿以后，外露之一面较其背部加有甚高之热度，再为喷之以水，乃成逐渐减硬之性。夫以经过热炼之钢，苟其热力已达某度以上，再浸之于水可令其甚为坚硬。其热度在某度以下，浸之于水，其实质即略生变化。此种热度，吾人可谓之为转机热度（Crtical Temperature） 今使钢板之面部已达转机热度以上，其体质内必有一平面适达转机热度，苟烧炼之工程前进不息，此平面亦愈向内移，将令此转机热度直达其背部。虽然此转机热度所达之平面不可如上述情况以进行，仅容达至钢板厚度之三成至四成之间，即需将钢板自炉内取出，再置于喷水器中，先将超热之一面猛喷以水，稍缓须臾更于两面均喷以水，双方喷水兼行并进，然后无一方倾于弯曲之虞。 此种方法名为由面部递减坚硬之法，其所得效果使钢板外面部分有三成至四成之厚甚为坚硬，其余之六成之七成部分仍保持其原有坚硬之度，其可特为注意者，此种炼硬之法，全恃火力之由面部依次递减而无关于碳素容积之有无变动也。 面部之炼硬为最后之手续，所以使钢板之强力增加，并使其具有柔韧性也。 克虏伯炼钢法发明以后，立操胜利之权，各炼钢家皆取法于斯，克虏伯式钢甲达五寸厚以上者，实优于其最近之先进者哈威式钢甲约一成五之强，换言之，即十一寸九之克虏伯式钢甲可比拟于十三寸之哈威式钢甲也。 在近十五六年中，关于炼钢法已有种种之细微进步，其弹性力所表现，当较往昔约增一成之优胜成绩。 现代克虏伯式炼化钢甲（Present Manufacture of Krupp Cenmented Armor） 钢板之加坚硬应以碳之一物为其主要之配合质料，碳素之成分愈高，其效果愈加，似为自然之趋向，惟关于制造方面则适得其反，盖碳之质料愈厚，则制造愈难，锻冶之时破裂堪虞，拉炼工程之进行尤形非易。在弹性力之试验，因其质脆，尤易使其有碎片之脱落。为免除上述之困难，遂有镍素之配合，以增其坚硬之性，于筋力更有铬素之配合，以增其坚硬而免其过脆。铬之为用，尤足以使钢质经过火候中，有特别之感应力，而于浸水炼硬之最后手续大有辅助也。 新式克虏伯炼化之钢板，其中所有之各化合物以化学方式解析之，其所示成分如下： 碳素0.35，镍素3.90，铬素2，汐0.07，磷0.025，硫0.02 非炼化之钢甲（Non－Cenmented Armor） 钢板之制造使其坚硬有不必一定经过炼化之功者，盖克虏伯炼化钢甲其碳化面部在锻冶或变为曲形时较之其余部分尤易破裂，因有如是之情形，故制造细薄钢板较之制造深厚者更为困难。虽美国著名之“伯棱棱炼钢厂”（Bethlehem Steel Company）有鉴于斯，遂即克虏伯式之炼钢常法加以改良，而舍弃炼化之法，继其后者有“密得非鲁炼钢厂”（Midvale Steel Company）采取同样之步骤。此种钢甲名为非炼化之克虏伯钢甲，其坚硬部分视克虏伯式钢甲且较优胜，关于其中化合物之组织，则碳素与铬素之成分视克虏伯式炼化钢甲或较为厚，镍素之成分则或与之相等或较为薄也，兹以化学方式解析其所示成分如下： 碳素为百分之0. 5，镍素为百分之3.50，铬素为百分之2.3至2.5 非炼化之钢甲具有弹性力完全与克虏伯炼化钢甲相若，而在事实上且可使之较优，惟因受炮弹之冲击与其内部涨力之影响，常不幸而有钢质剥落之趋向，以是之故，此法行之数年之后遂不复存在矣。 结论 综合以上之状况而观，关于甲之制造每一变化，必有少许质料加入，最初用于海上者为锻铁之甲，旋改为钢铁混合之甲，更进一步而有全钢之甲，由是而有加镍质之发明，次则入于钢板面部坚硬之时代，由同样之结构而有哈威式之改进，最后发明引用铬质及克虏伯式炼化钢板与非炼化钢板之递减坚硬法。 制造坚强之钢甲不但需有超卓之冶金技巧，并需有耗费之器具与设备，此中质料与制造之种种进步，实与冶金术之创造与发明有密切之关系，如贸易发达之钢铁工业是也，苟于其性质及其各次进步之时期具能明了，庶知钢铁效用之变迁矣。 （原载于：民国《海军期刊》第七期） (责任编辑：admin) |