待到皇帝离开之后，徐乐池仿佛打开了新世界的大门，他迫不及待的通宵投入研究工作之中。
首先他要解决的难题，就是用于制作蒸汽机的钢材。
之前模型机用的是“炒钢法”铸造，其实，还有另一种冶炼技艺，“灌钢法”。
灌钢法，发明于东汉末年，即，将生铁（含碳量＞2.1%）与熟铁（含碳量＜0.02%）混合，并加热到生铁熔点之上，相互熔融混合成为“钢”。
这样冶炼出来的钢，硬度和韧性平衡，在现代学术名为高碳钢。
“灌钢法”的横空出世，让中原冷兵器遥遥领先全世界一千多年，17世纪以前，世界各国仍然使用的熟铁低温冶炼的办法。
这就是为什么，中原王朝一直压着草原政权虐杀的根本原因。
不管是硬度还是韧性，或者锋利程度，用“灌钢法”制造出来的武器，在对拼中占据极大的优势。
“灌钢法”从东汉末年，发展到明朝，技术已经相当进步。
在宋朝，就出现了两种不同的工艺。
例如生铁陷入法、生铁覆盖法，在《天工开物》中有详细的记载。
到了明朝中期，更是发明出“生铁浇淋法”，即“待其极熟，生铁欲流，则以生铁于‘熟铁’上，擦而入之。”
由于是江苏工匠所创，因此又被称之为“苏钢”。
“生铁浇淋法”，即便到了现代，1956年炼钢厂依旧采用类似操作。
就明朝炼制出来的钢强度，西方要到18世纪中期才追得上，而蒸汽机出现在17世纪末。
知道早期蒸汽机，为什么无法大范围铺设应用吗？
因为他们只能用落后的“炒钢法”锻造出来的熟铁，以此制作成蒸汽机。
熟铁有个严重问题，因为熔点高（1538°c），而生铁的熔点（1130-1200°c）又太低，极大的增加了锻造难度，成本实在太高了。
最初的蒸汽机，只能在工厂中使用，而且体型巨大。
为了寻求突破，法拉第只能日以继夜的研究乌兹钢。
虽然最终没能造出乌兹钢，不过摸索出了高碳钢的冶炼方法，再次完善了坩埚炼钢法。
而华夏，早在东汉时期就已经知道利用“灌钢法”冶炼更先进的高碳钢了。
所以，你还觉得明朝时期的冶炼工艺，很落后吗？
所以，你还认为，在明朝制造蒸汽机，最大的困难是钢铁强度吗？
真正受钢铁强度制约发展的，应该是机械镗床和火器的发展。
.......
在制作蒸汽机模型机的时候，工部里熟练“灌钢法”的老工匠请假还乡了。
徐乐池当初向皇帝表述的工艺难题是，熟铁锻造有点麻烦，并非钢材强度不够，或者耐热不行。
那么问题来了，用“灌钢法”锻造出来的高碳钢，能用来制造蒸汽机吗？
答案是肯定的，当然可以。
但是，从现代回来的朱祁钰却知道，高碳钢虽然在常温下很硬，但是一旦温度到达200c就不行了。
所以第二代蒸汽机在工作一段时间后，不得不熄火降温。
改善钢材最好的办法，就是将多种金属材料混合制作成合金。
朱祁钰将这个想法告知徐乐池，是希望对方能广开思路。
科学的进步，需要日复一日的实验探索。
如果徐乐池真的研究出来合金的冶炼方法，那么火器的威力也能极大增强。
徐乐池本来就是一个犟种，他如果要做，就必须做到极致。
哪怕他刚进工部时是个菜鸟，依旧能在一年时间内，成长为技术工匠。
事实证明，放弃学医，干什么都会成功。
弃医改行这条赛道强得可怕！
徐乐池让人找来多种矿石，像炒菜一样，将其添加进铁水中炼制，每出现一个样品，都会做详细的记录。
就这样，一个月时间过去了。
工部外围的废铁早已堆积成山。
徐乐池双目通红，他懊恼的扯了扯头发，发现手中攥住一束发丝，拿起铜镜的时候，他愣了愣。
他变秃了，也变强了。
在日以继夜的加班研究中，一次巧合，他将铸铁与钨矿石合体，竟然意外的冶炼出钨钢？
钨钢，又名高速钢，这是一种绝佳的刀具钢材，以耐高温、硬度极强着称。
即便刀片旋转切割至火红，依旧强度不减。
在研究过程中，因为有些矿石的熔点极高，其他工匠不得不想方设法的改造锅炉，提高燃烧温度，调配风箱。
牵一发而动全身，一项科技研究，会带动其他科技的发展。
.......
很快，三个月过去了。
徐乐池暂时没有发现第二种合金，他只能放弃。
于是，他开始投身于另一项工程。
“先前陛下曾说过，掏空打孔不一定非要人力。”
“那，不用人工，该用什么呢？”
下雨了——
徐乐池和多名工匠抓耳挠腮的坐在屋檐下。
这个科研小组一共有二十人，都是大明全国159府中最出色的民间打铁匠，被朝廷高薪聘请的。
徐乐池并非一个人在战斗。
因为月俸给得出乎意料的高，因此这帮铁匠干得特别起劲，动力十足。
他们的工资，甚至能比肩朝廷二品官员。
如果放在过去，你跟我说，地位卑微的打铁匠能赚那么多钱？鬼才信。
突然，其中一名铁匠激动的指了指地面。
“徐侍郎，你看！”
“？？？”
徐乐池顺着对方所指望去，只见一滴滴雨水落入了小坑中。
“什么意思？”
“水，水滴石穿！”
其他工匠听闻后，当即眼神一亮。
对哦，可以利用水排，尝试驱动机械打孔。
水排，在建武七年（公元31年）由杜诗所创，比西方早了一千多年。
最初运用于炼钢鼓风器，利用水力通过曲柄连杆机构将回转运动，转变为连杆的往复运动。
这是一项汉人的伟大发明，在机械工程史上，划上了浓墨重彩的一笔。
因为最初的鼓风装备多为人力，后来发展成用马驴等牲畜。
徐乐池不顾大雨滂沱，直接跑出去。
“走，我们跟上！”
“徐侍郎，撑伞呀，小心风寒。”
在此之前，没有想到用水排，是因为两者根本不搭边。
现在有了思路，徐乐池赶紧寻找顺天府境内湍急的河流。
问题来了，他发现动力不够。
于是，又安排下属在工部搭建出人工河流。
其中一名擅长制作机械装置的工匠，绘制出图纸，三日后，一台崭新的铁制机械，出现在众人面前。
实验证明，水排确实可以应用于打孔，还能通过控制水流速度，来控制机械的快慢开停。
不过徐乐池又发现了新的问题，刀具的制作，应该用什么金属呢？
生铁太脆，熟铁难以定型。
没办法，他们只能将目光放在新式合金上，惊喜发现，居然是最匹配刀具的金属？
镗床的问世，让大明的工业进程，又迈了一大步。
最先解决的难题是，枪炮的制造。
在过去，枪管和炮管的内部膛线，都是人工刻画的。
如今有了镗床，更省时省力之外，还能提高质量。
“真是一件完美的艺术品呀！”
徐乐池和二十名铁匠，目光灼灼的盯着镗床。
这是诞生在他们手中的智慧结晶！
......
花费了整整三个多月的时间，徐乐池终于解决了当时提出来的两大难题。
接下来，便是用最新工艺，制作第六代蒸汽机模型机。
考虑到工作时的耐热性，于是用钨钢制作机身，尽管钻孔打磨费了些时间，好歹是完成了。
不过，徐乐池他们很快就发现第三个难题。
蒸汽机无法实现长时间的往复运动，听到奇怪异响后，就会渐渐停下来。
“究竟是哪里出现问题呢？”徐乐池环绕四周，低头认真查看。
因为镗床的诞生，气密性得到极大的改善。
那徐乐池他们，能理解蒸汽机是怎么产生往复运动的吗？
当然可以。
蒸汽机的动力原理，与双腔风箱的工作原理类似。
其中最关键的一个配件，就是换向阀，正是有了这玩意，才能实现双向两冲程。
当高压蒸汽进入气缸后，会推动气缸活塞向右运动，活塞就会通过曲轴连杆结构使飞轮旋转。
而飞轮的旋转又会带动连杆，使得内部换向阀从右到左运动。
如此一来，换向阀会阻止高压蒸汽的进入，同时气缸内部的进气口和排气孔形成通路，使气缸的蒸汽从排气孔排出，同时释放气缸内的压力。
《天工开物》记载有一种炼铁炉，是通过并联风管与手动挡板调节气流分配。
这不就是与蒸汽机相类似的工作原理吗？
早在汉朝时期出现的双作用皮橐，通过推拉活塞交替开启左右风道，实现连续送风，运用的正是单向阀。
所以，理性思考后，不禁要问。
华夏古代在明朝之前，明明就已经诞生出蒸汽、双腔风箱、换向阀、活塞运动、高低气压、齿轮、弹簧、曲杆连轴等等科学技术。
但是，偏偏就是没有整合出来蒸汽机呢？
为什么呢？
真的很令人费解。
.......
徐乐池与二十名铁匠展开激烈的讨论。
“目前来看，气缸的密封是没有问题的，方才我观察过，并没有漏气。”
“那为什么不能长久进行往复运动呢？”
“呃，我个人觉得，会不会是气（压）力不够？”
徐乐池点点头：“有可能。”
“来来来，我们再试几次。”
徐乐池在一旁记录着实验数据，他发现，再次启动后，蒸汽机就会不可避免的发出异响，随后动作渐渐缓慢停止，比先前的运动时间还要短！
“刺耳的响声，你们听出来是源自哪里的吗？”
“应该是内部。”
“没错，我也觉得是里面，仿佛有什么阻碍。”
将蒸汽机拆解之后，众人震惊的发现，装在活塞顶部的木头，膨胀变形了。
“原来是它！”
由于他们思维固化，还是用的双作用皮橐里面活塞材质，也就是木头。
完全没有考虑到，在高温的作用下，木头是会热胀冷缩的。
“不行，必须换种材质！”
“那应该用什么？”
“橡实子？”
他们口中的橡实子，便是天然橡胶，一种从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工而成的材料。
“有没有橡实子？”徐乐池环顾一周，问道。
“工部什么没有啊？”
“快，拿过来，装上去。”
很快，一坨橡胶在工匠细致入微的分割下，被安装在活塞顶部。
徐乐池用手抽动尝试一番，明显发现压强更甚，不禁脸色一喜。
将木头替换成橡胶之后，蒸汽机的运动速度明显更快！
惊讶的是，持续时间竟然也变久了？
然而，三刻钟后，居然再次停止运转？
众人将蒸汽机拆解，发现气缸内部的橡胶已经融化，怪不得会把活塞运动卡住。
天然橡胶的熔点很低，通常在60c左右。
而蒸汽机在工作室，内部温度通常维持在100c-250c之间。
徐乐池懊恼的摇摇头，满脸失望：“橡实子不行。”
而这时，却有另一名工匠，提出一个灵魂拷问。
“橡实子早已融化，为何蒸汽机还能保持运动？”
这句话，顿时引起众人深思。
徐乐池自顾自的喃喃道：“或许，我们都错了，小看了蒸汽的力量。”
活塞，根本不需要别的添加物，哪怕是纯金属，也能正常运动。
为了验证这个想法，第三次改造模型机后，直接什么都不装。
果然，成功了！
只要蒸汽不断，机械就能无休止的保持运转！
“不不不，或许，我们还可以换种金属。”
目前活塞还是用的铸铁。
为了减轻活塞重量，将动力改到极致，他们又在琢磨新的材料。
很快，便看上了银这种金属材质。
银的密度是10.53克g\/cm3，铜的密度是8.92g\/cm3，而铁7.8g\/cm3，因为p （密度）= m（质量）\/V（体积），所以，在同等质量下，银的体积最小。
而且，银的熔点通常在960.5c至961.93c之间，符合耐热的条件。
还有，银的导热系数429 w\/m·K，铜的导热系数为385 w\/m·K，银的热传导比铜更强。
西方早期的蒸汽机，活塞材质一开始是铸铁，后来铜活塞逐渐替代了铸铁活塞。
既然银比铜更好，为什么他们不用银呢？
有没有一种可能，他们的银矿比较少？
.......
五个月后，蒸汽机，成了！
有参考答案，解题速度就是快！
不过，蒸汽机还是有完善的地方，比如说，如何加强烧水的压力容器？
朱祁钰被邀请到工部参观，当他看到那台不停运转，而且越来越快的迷你蒸汽机时。
目瞪口呆。
.......