揚州艦連續兩輪射擊後，蘇州艦也開始加入對扶桑號的聯合射擊，在又過了兩輪無效射擊後，揚州艦和蘇州艦再次中彈，這次分彆是八重山號和比睿號的戰果。
邵鐵均毫不動搖，堅持讓兩艦對著扶桑號開火，在本艦第六輪射擊後，觀測手報告彈著點左二前一，然後這名資深觀測手不顧條例規定，高叫道連續開火，艦橋裡槍炮長倒也不含糊，直接下令開火，不到二十秒時間，左右舷連續開火，在本艦艦體的抖動中，對麵的扶桑號右舷炮台中彈。
扶桑號作為日本最早服役的一艘鋼鐵戰艦，主炮安裝可謂是前衛超前，采用腰炮房圍甲設計，四門240毫米主炮安裝在艦體舯部甲板以下的鐵甲圍壁內，每門炮與首尾基線呈65度角布置，每炮射界為基準位置的左右各35度，號稱是可以360度無死角射擊，但如果艦首尾對敵時，左右30度內又變成射擊死角，為此，又在腰炮房兩側上甲板上，各安裝了2門170毫米單裝炮。
此時的扶桑號，前麵由於左舷被一發300毫米實心彈打穿過，所以，這次已經轉向150度，為了讓主炮能有更好的射擊角度，艦長新井有貫大佐下令讓艦首略偏東，殊不知這道命令差點葬送了扶桑艦。
一發炮彈打在上甲板的170毫米火炮尾部，巨大的彈頭先是將敞開的螺旋式炮閂打斷，順帶著將正在裝填的一名炮手胳膊擦斷，然後深深的砸入上甲板，崩裂的炮尾零件和櫟木甲板碎片帶著極高的速度，將邊上站立的幾名炮手打的滿身窟窿，尤其是剛才正在裝填的炮手，還沒等其感覺到痛，一塊碎片直接橫插著穿過頸部的大動脈，倒落的人體帶著飛濺的鮮血噴出來，淋在300毫米炮彈露出甲板的尾部，激起一陣白煙和刺鼻的血腥味。
緊接著第二發炮彈打中腰炮房後部的主炮炮管上，240毫米炮管被打中後，向著一側擺動，瞬間超過了右轉35度的限位裝置，然後變形，連帶著炮管後部在炮房裡反方向轉動，到了限位之後，巨大的動能將炮架固定在鋼鐵地板上的數十個巨大螺釘儘數拔起，然後旋轉著將前後兩個戰位上站立的水兵儘數打到，一名避讓不及的水兵被攔腰打中，整個上半身飛出去撲在前主炮上，鮮血和掉下來的內臟鋪滿一地，腰部以下帶著被直接打斷的慘白色的腰椎骨，還有纏繞著的烏青色腸子，撲到在地上，兩條腿還在無意識的抖動，整個腰炮房裡一片狼藉，猶如血肉道場一樣，人體殘肢和內臟碎片鋪滿地板，散發出令人作嘔的氣息，盤踞在封閉的炮房裡久久不能散去。
很可惜，大明鐵甲艦上的主炮穿甲彈一直有問題，內置的1公斤左右黑火藥在實戰中很難被激發引爆，不像日本1101novel.com毫米以上的速射炮，大部分配備了彈尾引信，靠炮彈撞擊目標後突然減速，引信內撞針依靠慣性前衝，激發內部雷汞等烈性炸藥，然後再引爆炮彈。日本海軍部為了這次作戰，緊急配發了一批灌裝號稱“下瀨爆藥”的炮彈，炸藥非常敏感，甚至引信撞擊後就可以直接引爆混合木屑的苦味酸炸藥，並且秘而不宣，僅以黃色內爆彈作為代號。
反觀大明水師的穿甲彈，由於江陰槍彈廠因為材料技術不過關，一直解決不了穿甲彈類型的炮彈延時起爆難題，導致十次試驗有九次是在靶標上紮個窟窿，主要原因是彈壁厚，藥室小，裝藥量少，彈尾引信撞針甚至來不及激發起爆藥就已經繃斷，不像開花彈，彈頭引信隻要碰到目標表麵就可以引爆。
江陰廠某位天才索性將穿甲彈的內壁處理的非常粗糙，指望炮彈在命中目標時，依靠藥室裡麵黑火藥與內壁摩擦後自行引爆，起爆率與裝了不可靠彈底引信的炮彈相差無幾，而且江陰廠美其名曰“極大節約了生產成本，有效保障了海兵訓練要求”，加上這時各個海上強國的穿甲彈都差不多，大部分是靠堅硬的彈頭撞擊裝甲，所以時間長了大家夥也就見怪不怪，以為各國穿甲彈均是如此，平時就都以實心彈（注）稱之。
隨著扶桑號喪失炮戰能力，加上大明水師後方出現高速航行下午三時四十二分，艦長新井有貫大佐下令，升起“本艦重傷、退出戰鬥”的信號旗，率先開始撤退。
緊接著，一直在海上跳著狐步華爾茲，除了最開始打中揚州艦一發近失彈，此後既沒被大明水師主炮擊中，也沒有更多有效命中的八重山號，僅中了幾發75毫米炮彈近失彈後，隨即也開始撤出戰鬥，並且升起信號旗，命令戰鬥前在後方盯著的五艘魚雷艇開始前出掩護。
隨後，日本聯合艦隊諸艦，也紛紛開始撤離。
下午四時十分左右，前出的魚雷艇開始在800米左右釋放魚雷，由於揚州艦和蘇州艦艦上的速射炮大部分被毀，隻能依靠前後桅杆上的格林炮進行阻攔，所以兩艦開始轉向避讓，不到五分鐘時間，從豐島後方繞出來的四艘雷擊艦紛紛趕上，來不及抵近威脅撤退的日本諸艦，一方麵向在海上航行的魚雷緊急開火，一麵驅離還在海上逡巡的日方魚雷艇，一時間兩艘鐵甲艦被鬨得手忙腳亂，最後仍然有一枚魚雷擦著揚州艦而過，最終在艦尾處爆炸，這次爆炸，讓原本已經勉力支撐的邵鐵均再次昏迷過去。
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這也導致再次接任指揮權的林忠植上校徹底喪失鬥誌，於7月18日下午四時十九分，下令全軍撤退。
鏖戰將近八個小時的豐島海域終於恢複平靜，影響深遠的豐島海戰落下帷幕。
在返航途中，雷鳴艦打頭領航，揚州艦、蘇州艦次之，其餘三艦在周邊協助滅火，用著不到五節的航速，緩慢行駛，很快還在冒煙的浙柯艦加入隊列。
在傍晚六點左右的時候，行駛至豐島西北海域時，揚州艦上火災被徹底撲滅，在前麵雷鳴艦用小劃子運送藥品，雷炎、雷電兩艦冒險用纜繩把醫官和救護兵送上兩艦之後，傷員救治也基本上完成。
揚州艦上幸存的海兵們三三兩兩的靠在舷側，有的點著煙袋子，有的大膽一點的坐在舷邊上，看著兩百多米外，一動不動已經停航，海水沒過上甲板的丹陽艦，邊上雷鳴艦還在邊上忙忙碌碌。
注曆史上甲午海戰中，北洋水師和日本聯合艦隊兩軍的艦載克虜伯大炮配備的穿甲彈，確實都是這種設計，北洋水師稱之為實心彈，日本海軍術語則稱為填沙彈、實彈。最早的穿甲彈中也安裝了引信和炸藥，不過主要靠摩擦來引爆，但這種設計極不靠譜，命中目標後爆炸概率極低。既然炮彈即使裝了火藥也不大可能爆炸，克虜伯公司乾脆節約成本，銷售內部填充砂土的穿甲彈，完全依靠動能“砸”傷對手，所以《甲午風雲》中出現的彈頭裡麵填充沙子，並不是北洋水師後勤供應上出現弄虛作假的腐敗問題，反而是完全仿製克虜伯公司的後果。至於說為什麼不全部配備開花彈，一個是開花彈成本極高，仿製困難，另一個是對手艦體上也有裝甲，光靠開花彈很難擊穿。
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