多日愁眉苦思被諸葛亮看出了心事，劉備覺得集衆人智慧比他一個人瞎想有用，便告訴了諸葛亮。沒想到諸葛亮很快想出瞭解決辦法，那就是將鐵模加熱，讓它和鐵液同時冷卻。
鐵模預熱後，鐵液不會迅速冷卻，有足夠的時間讓石墨析出，炮管質量直線上升。
解決了模具的問題，炮管的另一個問題就提上日程，那就是內層應力問題。
火炮開火，火藥在炮膛內燃燒，火炮承受的應力主要集中在內表面。而在鑄造過程中，因爲炮管外表面比內表面大，外層會先冷卻而內層後冷卻，這樣就使得內層承受應力的能力下降，降低了火炮的使用壽命。
同時，劉備爲了提高火炮性能，鑄炮的原材料不是生鐵而是鋼，鋼有許多優點，唯獨有鋼液的流動性差這個問題，增大了鑄造難度。
馬鈞再一次展現了非凡的頭腦，他研究現有的火炮難題後，想出了分段鑄造的方法。就是先用模具製造一圈鋼體，不等鋼體冷卻拆掉外層的模具，在外層再澆鑄一層鋼體。
分成兩段，每段鑄體厚度比較小，解決了鋼液流動性問題。同時因爲兩層的原因，炮管內層與外層冷卻時間差不多，降低的受應力能力可以忽略不計。
馬鈞一個發明解決了劉備兩個難題，劉備大喜過望，又一次提升了馬鈞的爵位，馬鈞短短時間內從一個平民飛速升級成爲伯爵，豔羨世人。
新炮研製成功，兼具性能和速度，劉備十分滿意。試驗的過程中，士兵發覺火炮後部不是很穩固，又叫工匠在製造過程中在前中後三個部分綁了一圈鋼條，這個箍套進一步加強了火炮的受應力。
箍套的使用也啓發了馬鈞，他發明了另一種鑄炮方法。那就是炮體內層鋼液鑄造完成後，外層不用澆鑄而是用鋼鐵斜着在內層繞圈，外層冷卻完成後，內層受壓、外層受拉，會形成纏絲身管自緊的效果。
纏絲法制造的火炮比普通法制造的要重一些，不過性能提高很多，完美適用戰艦用炮。
劉備沒想到馬鈞那麼快解決艦炮問題，一瞬間有再升他爵位的想法，好在理智佔據了上風。
成行的鋼炮分長管炮和臼炮，長管炮發射實心彈、霰彈，臼炮發射爆破彈。長管炮長度3.465米（1.5丈），炮口外圈231毫米（一尺，所以長管炮也叫尺炮），內圈211毫米，炮管厚20毫米，加上炮架和車輪總重450公斤左右。臼炮長0.693米（3尺），炮口外圈346.5毫米（1.5尺），內圈316.5毫米，炮管厚30毫米，炮重180公斤左右。海軍只有長管炮，炮重增加20%左右。
漢軍一什十名士兵，剛好組成一個長短火炮戰鬥班。運輸時，長短兩門炮放在一起運輸，戰鬥時六名士兵操縱長管炮，四名士兵操縱臼炮，同時看顧後方的炮彈箱。
“敵至千步，二炮準備，放（最初操練時喊的射，劉備感覺不對更正了）！”
臼炮在發射爆破彈時，火藥在給爆破彈推力的同時也會給彈體壓力，彈體如果不夠厚，在炮管內就會爆炸，所以隨火藥的多少可以調整射程，射程越大威力越小。臼炮有效射程從幾十步到一千五百步，工匠製造了三種相應的彈藥。
與臼炮相應的長管炮，它的射程也能達到一千五百步，不過距離太遠精度不行，而且殺傷力不夠。
神機營操練時，爲了讓戰果最大化，一般會等敵人到達千步的時候一起發射。
長管炮發射了第一種炮彈：實心彈，在這個軍隊講究嚴密陣型的年代，實心彈的威力不容小視，不過千步之內的敵軍受到的打擊是第二次落地彈跳後的實心彈（兩次彈跳點爲六百步和九百步），砸死前陣最多五個人。
千步左右，敵軍甚至能看清炮彈的軌跡，有許多人嘗試用腳凌空踢走實心彈，代價就是斷腿（實心彈看似飛行速度慢，可本身重量大，動能依舊很足，參考鉛球脫手砸到腳）。
另一邊的臼炮因爲射程太遠，甚至只有幾發落入貴霜軍陣四周，它倒是造成了數十人死傷。
劉備知道爆破彈的殺傷原理，在內層火藥中預先埋入了許多鐵釘、鐵片和鐵屑，都是些鍊鋼和製造工具時的邊角料。劉備還讓工匠預先在內層鐵料上劃上了預製線條，使爆破彈能整個爆開，不至於只破一個洞。
臼炮和長管炮的炮彈用的都是鑄鐵，一是比較便宜，另一個原因是鋼的強度大，火藥炸不開鋼，爆破彈沒有實用的可能。
因爲遠離了一段距離，馬超所部涼州軍聽到的轟鳴聲不大，直到馬超看到敵軍陣中的爆炸，他以爲這是進攻信號，便準備率軍直突敵陣。
劉封見馬超擅自行動，立刻揮舞將旗，下令騎兵止步。馬超起了速，要停下來也需要一點時間。劉封和劉禪畢竟第一次上戰場，有些時間觀念沒有建立，他們以爲馬超不聽將令。
劉禪說道：“皇兄，我親往後軍！”劉封點了點頭。
劉禪離開中軍沒多久，後軍騎兵就全部止步了，劉禪來到時，騎兵已經重新好調整了陣型。
“馬將軍緣何不聽將令？”
這話說得就重了，馬超趕忙解釋：“末將原以爲炮響便是訊號。”
馬岱似乎想到了劉禪的疑惑，說道：“大軍行進，尚需時間止步，並非兄長有意不遵將令。”
劉禪知道他們誤會了馬超，不過因爲面子問題，他沒有道歉，說了一句“謹遵將令”後便回馬返回中軍。
戰後瞭解詳情，馬超誤會的舉動反而起到了意想不到的效果。
當時貴霜大軍受到炮擊，士兵完全不知道這是什麼武器，尤其是被爆破彈攻擊的外圍士兵，一時間衆軍止步，陣中也有了騷亂。
“不可混亂，快步進軍，此必是漢軍投石車所擲！”波調認爲這是漢軍的新式投石車，意圖讓己方混亂，好給後方的騎兵創造進攻條件。
波調的話剛落沒多久，他果然看到漢軍騎兵動了，而後己方陣型不亂，對方騎兵又停了下來，完美應徵了自己的猜想。
貴霜大軍長途進攻，投石車這樣的器械沒有時間製作，況且西域的樹木也不多。己方沒有投石車，又知道了漢軍的投石車攻擊範圍，波調開始催促己方士兵加速行軍，意圖早一點與漢軍近戰，使漢軍投石車喪失作用。