當各駐防地的哨長收到換防調動的公文時，心里暗道：“大人真不簡單啊！知道防止手下擁兵自重了，是一個梟雄。”

崇禎二年（1629年）七月十八，老廖頭興沖沖派人向王初仁報喜，說是已經鑄炮成功了，王初仁聽到這個消息后也很高興，于是連忙奔向鑄炮廠。

然而當他到鑄炮廠后才知道老廖頭一共鑄造了十門二十四磅倍徑十八的加農炮，然而成功率卻低得可憐，合格的才三門，這種炮還特別沉重，光是大炮本身就有接近兩噸重，根本無法當做野炮，只能拿來放在城墻上防守。

七門不合格的大炮不是冷卻時炮管出現彎曲就是冷卻時炮壁出現裂縫導致大炮報廢，只有三成的合格率讓這些老師傅開始懷疑自己起來，而且這里的鐵水比之以前質量好太多了，如果是以前的鐵水，那么合格率會更低。

如此浪費鐵水讓鋼鐵廠的張福根都不想給鑄炮廠供應了，要不是有王初仁的強制性命令，張福根早就不認人了，太不把鋼鐵廠的勞動成果當回事了。

雖然只成了三門大炮，王初仁還是打算對大炮進行測試，測試場地，測試員按照二十四磅炮標準裝藥六磅進行裝藥，裝藥完畢放入炮彈，王初仁幾人就遠遠走開了“轟！轟！轟！”三聲巨響后，測試靶場飄起了一陣嗆人的黑煙，不過還好，一陣風過來就把黑煙吹散了，幾人就快步走向三門大炮，結果有點讓然失望，三門大炮居然有兩門都出現了裂縫，想不到鐵模鑄炮不僅成功率低，而且大炮的質量也特別低。

看著幾個老師傅一臉氣餒的樣子，王初仁安慰道：“怎么，這點困難就把大家難倒了？”

老廖頭有些難堪：“大人，老朽我鑄炮這么多年，還沒有哪次會有這么低的成功率，我都沒有臉去見鋼鐵廠的同僚了，丟臉啊！鑄成的炮也是廢炮，質量這樣差的炮，軍隊也不敢用，相當于十門炮一門都沒有！要不我們還是換成泥模鑄炮，老朽保證八九成的成功率！”

王初仁搖了搖頭：“還是繼續實驗鐵模鑄炮，畢竟這才能統一標準！”

看到王初仁如此堅決回絕了自己的提議，老廖頭無奈地嘆了嘆氣！

“你們不要氣餒，不知道你們有沒有向鋼鐵廠的張福根了解過，其實鐵水里面含有一種物質叫做“碳”，碳的含量多少直接影響著鐵的質量！”王初仁道。

老廖頭幾人驚訝地看著王初仁：“老朽活了大半輩子，還從未聽說過這個說法！”

王初仁解釋：“鐵有個特性就是含碳量越高，那么他的性能就越硬，但是相應的韌性就會下降，變得很脆，含碳量越低，鐵就變軟，相應的韌性就變好，我們口中的生鐵其實就是含碳量比較高的鐵，所以生鐵硬而脆，熟鐵含碳量低，所以熟鐵軟而有韌性。”

老廖頭幾人聽得云里霧里的，但是將王初仁說的和現實中一對比，確實是這樣，感覺王初仁說得就很在理了。

“還有一個原因，生鐵水在快速冷卻過程中，生鐵中的碳來不及石墨化，最后鑄成的炮由灰口鐵就變成了白口鐵，大家都知道，白口鐵特別脆，所以我們用生鐵水澆鑄的大炮硬而脆，就很容易炸膛了，要是我們用熟鐵水直接澆鑄呢！會不會得到性能更好的大炮呢？”王初仁道。

王初仁的話好似為幾人打開了另一扇大門，特別是老廖頭，已經打算立即開始新的鑄炮了，但是被王初仁攔了下來。

王初仁又道：“光是這些還不行，你們知道熱脹冷縮不？”

熱脹冷縮？老廖頭三人一臉迷茫：“大人，請解惑？”

“其實現實中有很多熱脹冷縮的例子，只是我們沒有去發現他，或是已經知道了，但是沒有注意這種現象！你們知道四川的都江堰吧！為了鑿開玉壘山，李冰父子就是利用了熱脹冷縮的原理，先是將石頭燒紅，馬上潑水，石頭就發生了劇烈的熱脹冷縮，馬上就產生了裂縫，其實露天的石頭長久在外會慢慢被風化也是熱脹冷縮的原因，只不過是緩慢的熱脹冷縮！”王初仁道。

幾人聽了王初仁的解釋恍然大悟：“想不到大人對于自然的規律研究得如此透徹，不像我們幾個，只知其然而不知所以然，愧疚啊還要大人來點播！”

“而鑄炮冷卻的過程中也會涉及到熱脹冷縮的原理，我們的炮管內壁比外壁面積小，所以散熱的速度是不一樣的，外壁比內壁先冷卻，就導致了冷熱受力不均，在此作用力下，最終導致炮管變彎曲或者產生裂縫。”王初仁道。

“那怎么解決這個熱脹冷縮的影響呢？”老廖頭三人求助的眼神看向王初仁。

“要避免內外壁的冷卻速度不一樣而導致炮管產生裂縫，那就需要讓內壁冷卻速度快略快于外壁！”

“大人，為什么要內壁冷卻快于外壁呢，那樣不會產生裂縫嗎？”

王初仁微微一笑：“冷卻速度只是略微快于外壁，不僅沒有影響，還有助于提高大炮的性能呢！”

“大人，此話何解？”

“內壁略微一步冷卻，外壁再冷卻，根據熱脹冷縮的原理，外壁就會向內施加一個力，那么在大炮開炮時產生向外的膛壓時，此時外壁向內的力就能抵消一部分膛壓，使大炮能裝更多的發射藥。”王初仁解釋。

“大人居然還能化腐朽為神奇，將劣勢變為優勢，真乃神人也，此前堡內的工匠們對大人都是贊不絕口，說大人懂的比他們多多了，很多方法和工藝都是大人想出來的，起初我還不相信，認為他們在神話大人，現在我們是相信了，老朽幾個對大人是心服口服，五體投地。”三人向王初仁恭敬行禮。

接著三人又向王初仁請教應該用什么方法，王初仁說了五個字：“空心鑄炮法。”

“將鐵模內芯鑄造成空心，澆鑄冷卻時在內芯空心處不斷地用流水進行冷卻，如果還不能達到目的，就用火對外壁進行烘烤，這樣就能達到內壁略先冷卻于外壁，既能避免炮管裂縫，還能提高大炮的性能！”王初仁道。

“流水和外部烘烤時間以及大小怎么控制呢？”老廖頭問道。

“我是一個理論研究者，理論我已經給你們講了，至于具體怎么操作就需要你們去慢慢摸索了，要不然我每個月給你們幾兩銀子白給嗎，現在就是體現你們的價值所在了。”王初仁有些不滿道。