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。
试验二：尝试“夹钢”工艺雏形。
受限于当前条件，无法进行复杂的复合锻造，但林凡想到了一个简化思路：将一块高碳钢（硬）和一块低碳钢（韧）叠放在一起，加热到接近熔融的状态，然后用磁力场进行极其精密的“锻打”，并非简单敲实，而是尝试在微观层面促使两者在界面处发生一定程度的元素扩散和结合。虽然无法达到真正千锤百炼的夹钢效果，但希望能获得一种性能过渡的复合材料。
这个过程对磁力操控的精度要求极高，林凡失败了数次，精神力消耗巨大，才勉强得到一小块结合不算完美、但初步呈现“刚柔并济”趋势的试验品。这为他打开了新的思路。
试验三：探索“淬火”与“回火”工艺。
林凡意识到，仅仅控制成分还不够，热处理工艺至关重要。他系统地测试了不同淬火介质（水、油、空气）对同一块钢坯性能的影响。发现水淬硬度最高但也最脆；油淬韧性较好，硬度适中；空气冷却最软。他还尝试了在淬火后进行低温回火（用余热或小火烘烤），发现能有效消除内应力，降低脆性，提高韧性。
经过数日不眠不休的反复试验、失败、调整、再试验，林凡的石板上记满了密密麻麻的符号和数据对比。虽然他无法精确测定碳含量百分比，但通过颜色、硬度、韧性、断口形貌等一系列直观且可重复的测试方法，结合磁力感知对材料“均匀度”、“内应力”的微观评估，他成功地建立了一套适用于当前条件的、经验性的“钢种”判别与性能调控体系。
最终，他确定了一种最优的工艺路线：以提纯较好的块炼铁为基，在煤炭炉中进行精确控时的渗碳处理，得到目标碳含量的钢坯，然后采用油淬加低温回火的工艺进行最终热处理。
当他将按照这套工艺炼出的最终试验钢坯，与最初的海绵铁和普通的块炼钢并排放在一起时，差异一目了然：
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