岩洞内，油灯的光芒将林凡伏案的身影投在石壁上，微微晃动。石台上，摊开放着几块色泽、质地、断口形态各不相同的金属样本：最初炼出的、布满气孔杂质的海绵铁；经过磁力场锻打后、质地相对均匀但色泽灰白的块炼钢；以及几块刚从炉中取出、尚带余温、颜色更深沉的试验钢坯。

林凡手中拿着炭笔，在一块较为光滑的石板上写画着，眉头微锁，神情专注得如同一位面对复杂数据的材料学家。成功获得煤炭并炼出更优质钢坯的兴奋已然沉淀，取而代之的是一种更深入、更严谨的审视。

他注意到，使用煤炭高温炼出的新钢坯，不仅杂质更少，而且颜色普遍比之前用木炭炼出的块炼钢更深，敲击声更加清脆悠长，硬度也明显更高。但与此同时，脆性似乎也有所增加，在锻打试件时，有一块甚至出现了细微的裂纹。

“含碳量……”林凡用炭笔在石板上写下这三个字，并在下面划了重重一道线。作为工科生，他深知碳，这个看似微不足道的元素，对于钢铁性能而言，是何等关键的存在。“木炭火焰温度较低，渗碳过程缓慢而不充分，得到的多是低碳钢或熟铁，质地较软。而煤炭温度更高，能更有效地将碳元素渗入铁中……”

他拿起那块颜色最深、硬度最高却也最脆的钢坯，指尖拂过冰冷的断面，磁力感知细细扫描着其内部微观结构的差异。“碳含量提高了，硬度和强度随之上升，但延展性和韧性却下降了……这就是过犹不及吗？”他回想起之前锻造块炼钢时，反复锻打、折叠的过程，其实也是一个均匀化、去除杂质，并一定程度上控制碳分布的过程。

“不同的碳含量，对应不同的性能，适用于不同的用途……我需要的是剑，需要兼顾硬度（保持锋刃）与韧性（承受冲击不易折断）的平衡点。”林凡眼中闪烁着明悟的光芒。他不再满足于“炼出钢”，而是开始追求“炼出合适的钢”。材料的科学，第一次如此清晰地展现在他面前。

目标明确：寻找或者说，主动控制、炼制出适合锻造利剑的中高碳钢。

林凡立刻投入了新一轮的试验。他重新点燃了炼铁炉，这一次，炉膛内燃烧的不再是木炭，而是精选的、块状均匀的优质煤炭。蓝色的火苗在鼓风下迅速转为炽白的烈焰，炉温轻易超越了木炭的极限，连炉壁都开始隐隐发出暗红的光芒。

试验一：控制渗碳时间。

林凡将一块提纯较好的块炼铁（低碳）作为基料，放入坩埚，埋入煤炭中加热。他严格控制加热时间，分别在短时（轻微渗碳）、中时（目标渗碳）、长时（过度渗碳）后取出钢坯，淬火，然后进行性能对比测试（用标准力度敲击、弯折，观察形变和断裂情况）。

结果验证了他的猜想：短时渗碳的钢坯变化不大，质地偏软；中时渗碳的钢坯硬度和韧性达到一个较好的平衡，弯折有一定弧度后才断裂；而过度渗碳的钢坯虽然极硬，但一弯即断，脆性极大。