Как получают булат?
Булат можно получить из некоторых видов обычной стали. Основным условием является низкий уровень легированности материала. Из высоколегированной стали булат получить невозможно вообще, а из среднелегированной — только булат низкого качества. Несмотря на то, что современные материалы превосходят булат по своим свойствам и не требуют столь сложных процедур обработки, до сих пор сохранились мастерские, в которых энтузиасты изготавливают клинки по древним технологиям. Но использование более современных орудий труда позволяет выплавлять материал значительно более высокого качества.
Кроме того, сейчас многие производители добавляют в сплав дополнительные элементы, которые придают булату новые свойства. В основном это касается применения хромовых и никелевых присадок, позволяющих значительно повысить сопротивляемость коррозии. Некоторые экземпляры оружия, которые предназначаются исключительно для коллекций, и не будут использоваться в постановочных боях, полностью покрывают слоем серебра. Это позволяет защитить сталь от негативного воздействия окружающих факторов. К тому же мягкое серебро проще поддается ювелирной обработке по нанесению на клинок тематических узоров или рисунков.
Булат в отличие от дамасской стали, которая также служила для производства клинков, характеризуется беспорядочностью узора. Он получается в результате кристаллизации металлической решетки в сплаве.
Булатная сталь
> edc > ножевые стали > булатная сталь
Нож из булатной стали, стоит ли его покупать?
Для тех кому нужен краткий ответ: «да» или «нет», говорю «да». Булатная сталь это очень хороший материал для ножа, но главное не нарваться на подделку или самопал неопытного мастера, в таком случае, вас может ждать разочарование, а не отличные качества ножа.
Булат — сталь, благодаря особой технологии изготовления отличающаяся своеобразной внутренней структурой и видом («узором») поверхности, высокой твёрдостью и упругостью. Используется для холодного оружия — клинков мечей, сабель, кинжалов, ножей.
Первые булатные клинки производили еще в Древней Персии и Индии. Булатная сталь произведенная в этом регионе носила название «табан» или «фаранд».
В большинстве случаев, именно Азия считается родиной булатной стали. Но исторические источник говорят то, что в Древней Руси также были знакомы с технологией изготовления булата, варили его и ковали из него мечи и наконечники для копий. Булат в Древней Руси называли красным или синим железом.
Литая булатная сталь отличается от обычных сталей своей физической структурой, а не химическим составом. Одни и те же компоненты при одном способе обработку дадут на выходе стальной сплав, а при другом способе обработки дадут на выходе литой булат. Булатная сталь это, прежде всего технология изготовления, а не химический состав.
Важным моментом технологии производства булатной стали является момент кристаллизации. Именно он создает в структуре сплава жесткую дендритную решетку, которая и проявляет на клинке тот самый хаотичный булатный узор. Многие мастера изготавливают ножи из литого булата.
Но технология производства сплава у каждого своя, в итоге у кого-то получается просто красивая сталь, а у кого-то литая булатная сталь со всеми её отличными характеристиками.
Управлять этим сложнейшим процессом изготовления булата могут единицы.
Как пишет легендарный кузнец Вячеслав Иванович Басов, один только характер кристаллизации зависит от целого ряда факторов: шероховатостей стенок тигля или изложницы, температуры металла, его цвета, скорости охлаждения, состава металла, степени его чистоты и многого другого.
Малейшая ошибка, допущенная мастером, приведет к тому, что булат превратится в кусок обыкновенного чугуна. А посему булат — это прежде всего технология, а не химический состав металла. Как ее применять — в том и состоит главный секрет настоящего булата.
Способы производства материала
Существует четыре способа изготовления булатной стали. Первый подразумевает прямое сплавление железной руды с измельченным графитом. Это наиболее простой с точки зрения подготовки способ, так как он не требует получения чистого железа. Но для его успешной реализации необходима руда с процентным содержанием металла не менее 85%, иначе не получится булатной стали хорошего качества.
Для данного варианта не подойдут руды с содержанием самородной серы, которые в природе встречаются довольно часто. Так что достать подходящий материал будет чрезвычайно сложно. В современных условиях этот способ не используется, так как найти чистое железо не проблема, но в древние времена этот метод был наиболее распространен в кузнечном деле. Второй способ подразумевает расплавление железа при непосредственном доступе углей. При этом в сплав попадает не только чистый углерод, но и его оксиды, которые и придают металлу структуру булата. Этот способ также сейчас не используется, потому что для него характерна высокая доля примесей в получаемом материале, что негативно сказывается на его качестве.
Третий способ — долговременное обжигание железа без доступа воздуха. Этот метод является самым дешевым в реализации, поэтому имеет широкое распространение. Получаемый таким способом материал называют литым булатом. Важным условием получения хорошего материала является точный расчет времени обжига. В противном случае в сплав может попасть избыточное количество углерода, что приведет к его плохой ковкости и хрупкости. Четвертый вариант — самый дорогостоящий, но при этом позволяет получать материал наилучшего качества. Он подразумевает сплавление чистого железа с графитом в безвоздушной среде. Это позволяет избавить булатную сталь от нежелательных примесей и оксидных присадок.
Изделия из булата данной марки наиболее ценятся в кругу знатоков, поэтому стоят довольно дорого. В древние времена такое оружие могли себе позволить только зажиточные воины. В наши дни клинки служат в основном в качестве украшений, которые вешают на стену. Изредка они могут служить для исторических реконструкций известных битв прошлых эпох. Для перечисленных целей используют булат наилучшего качества, чтобы оружие красиво смотрелось и по своим свойствам не отличалось от лучших клинков прославленных мастеров кузнечного дела. Самые дорогие образцы украшаются разнообразными рукотворными узорами, которые посвящены тематике баталий. Рукоятки клинков также служат для украшения. Их изготавливают из самых разнообразных материалов от искусно обработанных рогов животных до драгоценных металлов. Дополнительно эфес может быть инкрустирован разноцветными камнями.
Отличие тигельного булата от литого
Сейчас булат изготавливают по нескольким технологиям — материалы в целом идентичны, но имеют и ряд отличий:
- При производстве тигельного сплава железную руду, древесный уголь и специальный флюс нагревают в спецтиглях — плавку выполняют в древесных печах (по сравнению с газовыми или электрическим они обеспечивают не такую высокую температуру). Технология требует затрат, но так делают клинки для коллекционеров.
- Товары из литого булата проще, их можно встретить на распродажах в Москве. Сырьём для стали является не железная руда, а специальные марки низкоуглеродистых сталей. Отличить такой булат просто — рисунок на стали не такой выраженный, но по свойствам ножи практически не отличаются.
Конечно, цена литого материала в разы ниже.
Клинок из булатной стали.
Булат и Дамаск
Рисунок дамасской стали на спиле металла:
Термин дамасская сталь появился сравнительно недавно. В разных источниках стало появляться подобное наименование кованого изделия в середине XIX века. До этого чаще использовалось наименование «Гурда», так называли творения кузнецов с Кавказа и Междуречья. Там стали ковать изделия из смеси сплавов, добиваясь необычного рисунка на поверхности клинков.
Булат, как свидетельствуют исторические исследования, пришел из Индии. В музеях истории сохранились образцы оружия, где применялись литейные заготовки из легированной стали. Чаще всего в них присутствует хром, концентрация которого может достигать до 14 %.
Однако булатное производство рассчитано только на индивидуальный выпуск продукции. Поэтому технология довольно затратная. Мастер тратит много времени для изготовления определенного образца. Если заходит разговор о массовом производстве, то не рассчитывают на сложную технологию.
Изучением технологии производства и созданием промышленных технологий занимался металлург Павел Петрович Аносов. Результаты его работы присутствуют во всех учебниках по металловедению и кузнечному делу.
Современный булат в изделиях – реплика ножа НР-40 в современном исполнении, изготавливается на заказ:
Во время Великой Отечественной войны завод выпускал армейские ножи и шашки для кавалерии. Достаточно много экземпляров оружия с той поры реализуется в настоящее время на различных интернет ресурсах. Современные кузнецы производят новодел (так называют изделия, которые выполняются по образу и подобию старинных образцов). Несколько сотен мастерских предлагают копии, которые трудно отличить от оригинала.
Нож разведчика НР-40, изготовленный в 1942 г. – их выпустили более 7 млн. экземпляров:
Судя по количеству предложений и ценам, можно сделать вывод, что индивидуальный товар пользуется стабильным спросом. Производство изделий из булата и дамасской стали может быть довольно интересным и прибыльным бизнесом.
Современный нож НР-40, изготовленный по образцам периода Великой Отечественной войны:
Отличие булата от дамасской стали специалисты видят в исходном сырье:
- Булат – это сплав, в котором присутствует значительное количество легирующих элементов, при последующей кузнечной обработке методом кузнечной сварки соединяют платины, которые придают изделию комплекс новых свойств.
- Дамаск – это механическое соединение металлических заготовок, разнящихся по своим свойствам. Выполняется проковка до нескольких десятков слоев.
← Статьи
РУССКИЙ БУЛАТ
Русский классик металлургии Д.К. Чернов однажды сказал чеканную фразу –«Самая лучшая сталь, которая когда-либо производилась в любой из стран есть, без сомнения, булат». Что же такое булат по своей сути? Русский классик исследования булата Павел Петрович Аносов определял булат как «…сталь, имеющую узорчатую поверхность». С некоторым уточнением с ним согласен и исследователь булата начала 20-го века Николай Иванович Беляев — «Булатом называют сталь, непременной принадлежностью которой является узор,видимый простым глазом». Действительно, булатный узор различим невооруженным глазом и выделяется в виде светлых линий на сером или черном фоне после протравливания изделия какой-либо слабой кислотой.
Эффект появления узора объясняется резкой структурной и химической неоднородностью металла, в котором участки с разным содержанием углерода и травятся, и полируются по-разному. С древнейших времен именно по узору различали сорта булата. Аль-Кинди, арабский знаток оружия, живший в 9-м веке, в т.н. «Лейденской летописи» писал, что глядя на узорчатую сталь, видишь её как снаружи, так и внутри. Действительно, по одному лишь внешнему виду узорчатого клинка можно определить и структуру металла, и технологию его изготовления. А технологии эти могут быть весьма различны…
В трактате 12-го века об оружии, составленным армянином Аль-Тарсуси специально для султанаСаладдина, про клинковую узорчатую сталь говорится так: «Булат — самое мощное, самое высокое из всех изделий. Составы его бывают чрезвычайно разнообразны и обработка меняется от перемены состава».Именно это многообразие составов и методов обработки привело к тому, что долгое время даже среди специалистов не было единого мнения, какой металл можно называть булатом, а какой нет. Такое положение сохраняется и до сих пор, что приводит порой к жарким спорам. Сказано, что многих споров можно было бы избежать, если бы удалось договориться о терминах, поэтому я представлю сокращенный вариант современной классификации, подстроенный под тему моего сообщения.
Итак. Узорчатые клинковые стали в России принято различать главным образом по способу производства и разделяют их на две большие группы – дамаски и булаты.
К дамаскам относятся все виды узорчатых, композитных сталей, получаемые с помощью соединения пластин, волокон или гранул различного хим.состава тем или иным вариантом диффузионной сварки. К таким вариантам относятся горновая кузнечная сварка под слоем флюса, сварка в инертной или восстановительнойсреде, диффузионная сварка в вакууме, сварка взрывом и т.д.
Собственно булаты по особенностям технологии производства разделяются на три подгруппы – а именнона:
1. Ликвационные или дендритные булаты, получаемые кристаллизацией однородного расплава
2. Узорчатые стали, резкая неоднородность в которых образуется вследствие особой обработки в твердом состоянии. Например, путем длительного отжига, как поступал П.П.Аносов в Златоусте в 19-м веке, длительной высокотемпературной цементацией, как делала Кэти Харнекер в фирме Хенкельс в веке 20-м, или направленной комплексной ТМО, получившей распространение в последнее время.
3. И, наконец, двухфазные (твердое-жидкое) булаты, которые с большим основанием можно назвать русскими булатами. О которых, собственно, и пойдет речь далее.
Первым на двухфазный метод получения узорчатых сталей указал арабский ученый Мухаммед ибн Ахмедабу Рейхан аль-Бируни, который в 10-м веке писал: «Сталь, производимая в Герате, бывает двух сортов: первый, когда в тигле сплавляется мягкое железо и чугун. Они оба соединяются так, что не отличимы один от другого и такая сталь пригодна для напильников и им подобных. Второй сорт получается, когда в тигле указанные вещества плавятся неодинаково и между ними не происходит совершенного смешения. Отдельные частицы их располагаются вперемешку, но при этом каждая из них видна по особому оттенку. Называется это фаранд-узор и в мечах он высоко ценится».
Некоторые исследователи довольно критически относятся к этому тексту как к доказательству именно неполного расплавления одной из составляющей шихты. Мол, в древности металлурги не знали сути происходящих при выплавке стали процессов и под образованием узоров в результате «неполного смешения» чугуна и железа следует понимать обычные ликвационные процессы.
С этим можно было бы и согласиться, но дальнейшие слова Аль-Бируни вносят ясность – «В старинных мечах, известных под названием «аль-кубурийские», иногда остаются тонкие жилки, не впитавшие чугун. Когда они попадаются на лезвиях, то мечи не способны резать из-за отсутствия твердости. Если этижилки стесать, то вреда нет».
Это, насколько мне известно, самое раннее из описаний двухфазного метода получения узорчатой стали, основанного на недорасплавлении части шихты в условиях сравнительно низкотемпературной плавки в сыродутной печи. При этом в жидком, легкоплавком чугуне остаются нерасплавленными твердые частицы железа или малоуглеродистой стали, которые при последующей расковке такого резко неоднородного слитка и образуют весьма крупные и четкие узоры. Иногда, как в старинных даже для Аль-Бируни аль-кубурийских мечах, которые сегодня склонны считать произведенными в Йеменской Куббурии, узоры получаются слишком крупными из-за грубой неоднородности.
Описание схожего по сути метода производства клинковой стали можно найти и в Китае, где подобный металл уже в 6-м веке получали непосредственно в печи, сплавляя тонкие железные прутки и чушковой чугун при сравнительно низкой температуре, недостаточной для расплавления железа и малоуглеродистой стали. По сообщению Сунь Инсина полученный грубо неоднородный крупный сплавок расковывали, рубили на куски и повторяли плавку. Особенностью китайского процесса, который применялся еще в 17-м веке, является многократное повторение цикла плавка-расковка. Цель многочисленных переплавок и проковок достаточно очевидна — китайцы старались измельчить структуру и выровнять состав металла по сечению поковки, дабы избежать получения излишне грубого, не режущего «аль-кубурийского» лезвия.
Следующее по времени документальное свидетельство о двухфазной плавке принадлежит директору англо-индийской металлургической компании Сесилю Шверзу, на которого в своей классической работе «О булатах» ссылается Николай Тимофеевич Беляев. Удалось выяснить, что Шверза иначе зовут Сесилем Риттером фон Шварцем (разное звучание по-английски и по-немецки), а сведения о выплавке булата в Индии он почерпнул из старинного трактата «Аини-Акбари», «Управление Акбара», написанного в 16-м веке Абуль Фазл ибн Мубараком для шаха Акбара. Во второй половине 19-го века фон Шварц опубликовал описание метода производства булата, основанного не на переделе вторичных продуктов металлургии, железа и чугуна, а на прямом восстановлении стали из железной руды.
По этому методу в тигель вместе с древесным углем и остеклованным флюсом следовало засыпать смесь мелких частиц двух руд — бурого и магнитного железняка, а именно три части магнитного железняка (магнетита) и две части бурого (лимонита). Магнитный железняк извлекали из пустой породы сразу в виде крупинок и чешуек, а бурый железняк специально измельчали. Магнитный железняк добывался в Кондапуре, а бурый в Миртапалли у Нирмала, в окрестностях которого и проходила плавка, продолжавшаяся около суток.
Содержание и валентность железа в этих рудах было разным, поэтому и железо из частиц восстанавливалось с разной скоростью. В итоге восстановившийся первым металл за время плавки успевал сильно науглеродиться от контакта с древесным углем и расплавиться, превратившись в чугун, а выделившийся из более тугоплавкой руды оставался менее углеродистым и поэтому твердым. Мастеру необходимо было вовремя прекратить плавку и зафиксировать образовавшуюся резко неоднородную структуру слитка. Если продолжать плавку еще некоторое время, то получится однородный расплав.
В Англии индийский булат именовали «вутц» (Wootz) и его слитки привозили из Голконды, как тогда называли области Центральной Индии. Интересно отметить, что выплавка металла по описанному Шварцем процессу происходила именно в этом районе. Д-р Скотт, в начале 19-го века доставивший в Англию образцы индийского «вутца», подчеркивал, что «…это вещество не выносит ни малейшего перегрева за ярко-красный цвет, т.к. часть его начинает плавиться и вся масса разделяется, как будто она состоит из двух металлов различной степени плавкости.» Что, собственно, и было на самом деле…
Итак, можно подвести промежуточный итог. Как было показано, утверждения Аль-Тарсуси о разнообразности составов булата оказались верными и в древности двухфазные методы производства узорчатой стали использовались осознанно и целенаправленно на протяжении более тысячи лет.
Теперь от древнего Востока надо перейти к современным исследователям двухфазного булата, однако известно, что научная статья подобна женской юбке – она должна быть достаточно длинной, чтобы быть приличной, но не слишком – чтобы читатели не потеряли интерес. Поэтому далее буду с сожалением, но решительно сокращать речь об исследователях, кратко упомянув лишь об основных вехах. И здесь, надо это непременно отметить, несомненное лидерство принадлежит российским ученым, отчего, собственно, я и дерзнул назвать полученный двухфазным методом композит «русским булатом».
Во-первых, стоит обратить внимание на одну цитату П.П. Аносова из его журнала опытов от 1833 года, опыт 107, сплавление навивного железа и графита: «При охлаждении тигля металл казался несовершенно расплавленным, ибо на сплавке были видны формы кусков железа, между которыми заключался графит, но сплавок удобно проковался. В нижнем конце обнаружились узоры настоящего «хорасана» и из него был вытянут кованец для клинка. Таким образом, был получен первый образец настоящего булата».
По ряду причин уверен, что Павел ПетровичАносов не ставил себе осознанной цели получить булат методом именно двухфазной плавки. Думаю, что и в этом случае он получил узорчатый клинок не из смеси твердой и жидкой фаз, а из однородного расплава, скопившегося на дне тигля. Однако известна его общая рекомендация сталеварам останавливать плавку в тот момент, когда в тигле начнет (только начнет) расплавляться последний кусочек железа в шихте. В начале 20-го века на эти его слова обратил внимание другой исследователь, профессор А.П. Виноградов и сделал свои выводы .
Его диссертация была защищена в 1919 году в Горном институте и называлась «Мягкий булат и происхождение булатногоузора». Для краткости не стану комментировать его идеи о сути булата, а отмечу лишь тот факт, что он первым из исследователей булата провел несколько целенаправленных плавок смеси чугуна и обрезков тонкой железной проволоки, стремясь именно таким образом получить резко неоднородный расплав.
По понятным причинам (в те жесткие годы было не до булата) работа в этом направлении не получила развития и была продолжена лишь в Златоусте в послевоенные 50-е годы. В 1955 году коллективу под руководством Игоря Николаевича Голикова было выдано авторское свидетельство на способ получения булата путем двухфазной плавки в индукционной печи чугуна и железной стружки. По этому методу в тигле сначала получали синтетический чугун, а потом порционно добавляли мелкую малоуглеродистую стружку, до двух третей объема тигля, стараясь получить в итоге слиток с фиксированной резкой неоднородностью. Что им и удалось.
рис.1. Слиток булата П.П.Аносоварис.2. Узоры булата Голикова-Гуревичарис.3. Микроструктура
(сталь и железо) булата Голикова-Гуревича
Через тридцать лет один из соавторов метода профессор Юрий Григорьевич Гуревич издал свою книгу «Загадка булатного узора», в которой популярно и доходчиво описал суть златоустовского метода. Книга дала как сильнейший толчок популяризации всего булатного дела в России, так и повод для длящихся до сих порспоров специалистов – можно ли считать полученный узорчатый металл «настоящим» булатом.
Примерно в те же 50-е годы, в Москве работал потомственный кузнец Александр Матвеевич Зубков. В одно время с уральскими исследователями, но вряд ли зная о их работе, он занимался выплавкой булата тигельным способом. В качестве шихты он использовал мелко нарубленные сапожные гвозди и древесный уголь, причем из одинаковой шихты осознанно получал либо полный расплав с дальнейшей замедленной кристаллизацией, либо плотно спеченную железо-чугунную крицу. Неясно, сам ли он разработал эти методы, или получил их по наследству от своих предков, валдайских кузнецов, но факт глубокого понимания булатных процессов налицо.
Само собой, результаты работы рядового кузнеца рядового московского трамвайного депо не получили широкой известности, но вот работа русского американца, профессора Стенфорда Олега Дмитриевича Щерби известна практически всем специалистам. В 80-е годы он опубликовал наглядную схему получения булата, которая однозначно указывала на фаранд.
По его мнению, в старину при производстве булата в качестве шихты использовали древесный уголь и измельченную железную крицу — так же, как и в описаниях Аль-Кинди, но Щерби указал на обязательное условие – температура процесса должна составлять всего 1200 градусов, что достаточно лишь для расплавления чугуна.Не полностью спеченная сырцовая крица состоит из отдельных зерен размером от 1 до 5 миллиметров, поверхность которых в процессе цементации превращалась в чугун, который расплавлялся и заполнял промежутки между остатками гранул. Таким образом, получалась своегорода мелкоструктурная железная или стальная губка, пропитанная чугуном. Что, собственно, и требовалось…
рис.4. Железная крицарис4.1. Схема Щерби
В своих собственных опытах, начатых в середине 80-х годов, в качестве плавильного оборудования я применял индукционную электропечь, газопламенную печь, вакуумную электропечь сопротивления, угольный горн шахтного типа, обычный кузнечный горн и, наконец, программируемую электропечь сопротивления. В качестве шихты при выплавке различных образцов использовал шарикоподшипники, электродную проволоку,мелкие гвозди и руду разных типов в смеси с графитом, древесным углем, литейным и синтетическим чугуном.
При этом я действовал,стараясь реконструировать суть старинных технологий, исходя из понимания слитка булата/вутца как пористой железной крицы, пропитанной чугуном.
рис.5.1
Наиболее успешными в плане моделирования древних методов были опыты по сплавлению мелких гранул чистого железа и синтетического чугуна с коричневым бутылочным стеклом и бурой в качестве флюса. Хим.состав железа — до 0.1% углерода, практически без марганца, плюс первые десятые доли процента кремния. Чугун имел 4,5% углерода. Плавки в корундовых тиглях происходили в электропечи сопротивления при температуре 1250 градусов с выдержкой до 30 минут с целью лучшего спекания железных частиц с чугуном и их сквозного науглероживания до стали – помня о мягких ферритных «жилках» в аль-кубурийских мечах.
Слитки со средним химсоставом от 1,5 до 2.5% углерода получались плотными, без пор и крупных шлаковых включений, проковывались в квадратный брусок без заметных затруднений. Сложности иногда начинались при расковке в тонкую полосу – влияла резкая химическая неоднородность при сравнительно грубой структуре. Сделал очевидный вывод, что грубая структура композита это зло, с которым надо бороться. История показывает, что к такому же выводу пришли и древние металлурги.
рис.5.0. Варианты неудачи при плавке
Обратил особое внимание, и обращаю ваше, что в нескольких исторических сообщениях упоминалось о продаже булата в виде плоских дисков или плит, разрубленных надвое. Вероятно,слитки разрубали для показа размера и вида неоднородности, так сказать, с целью демонстрации внутреннего узора. Вес древних слитков, по расчетам и личному опыту составлял в среднем 600-800 граммов, поэтому из его половинки отковать приличную саблю весом около килограмма было проблематично. Очевидно, что крупные клинки, по крайней мере иногда, ковались из нескольких слитков или их частей, соединяемых кузнечной сваркой. В качестве примера можно сослаться на булатный клинок из Оружейной Палаты, который в описи 17-го века значится как «полоса булат красный, кована из булатных головень», т.е. из нескольких округлых слитков. В описи 19-го века она же записана как сваренная из остатков булатных полос. Разница, очевидно, лишь в понимании слова «головень» – круглая «голова» или огарок-головешка.
рис.6.2
рис.6.3. Сваренный вдвое слиток
рис.6.4
В общем,исторических примеров сварки булата предостаточно. Так же в течении более чем 15 лет поступал и я, сваривая кузнечной сваркой прокованные в толстые пластины части булатных слитков, добиваясь тем самым измельчения узора и улучшения металлографического строения высокоуглеродистой составляющей.
рис.8. Клинок с 1.25% углерода
рис.9. Микроструктура клинка — слоистые «облака» карбидов в стальной матрице
рис.10. Клинок«чугунного» состава с 2.5% углерода
рис.11. Микроструктура клинка – строчки крупных карбидов
Исследования структуры старинных и современных образцов показали, что одной из главных проблем при получении качественной клинковой стали методом двухфазной плавки является обеспечение чистоты металла по неметаллическим примесям. Действительно, в условиях высокой вязкости густого, полужидкого расплава его очищение от мелких частиц шлака и других механических примесей путем их всплытия в верхнюю часть слитка затруднено, что может приводить к значительному итоговому загрязнению. Если не обращать на этот фактор особого внимания, то удельный объем включений может доходить до нескольких процентов, что приводит к заметному снижению пластичности и ударной вязкости. Вероятно, именно стремлением снизить исходное загрязнение шихты объясняется строжайшая рекомендация Швецова, помощника П.П.Аносова, закладывать в тигель лишь чистые куски железа, даже без следов ржавчины.
Я в этом направлении пошел еще дальше — самые высокие практические результаты в двухфазных булатах я получил в середине 90-х годов при сплавлении в защитной среде мелких стальных гранул с механически зачищенной поверхностью и столь же чистых частиц быстрорежущей стали, по сути — высоколегированного чугуна. Полученные слитки я расковал в пластины и сварил пакет из них на вакуумном прокатном стане, измельчив структуру и сведя итоговое загрязнение неметаллическими примесями к нулю. В некотором смысле, при получении древнего клинкового материала был использован один из вариантов современной порошковой технологии.
Вывод – изучая старинные технологии, из прошлого надо брать огонь, а не пепел.
Оснащение мастерской для производства изделий
В мастерской домашнего мастера, желающего заняться изготовлением изделий из дамасской стали, нужно иметь:
- Сварочный аппарат – с его помощью пластины из материалов различной прочности свариваются в единый блок, которые можно обрабатывать совместно.
- Горн – в нем выполняется нагрев заготовок из готовых предметов до высоких значений температуры (более 800 ⁰С).
- Наковальня нужна для ковки. Методом деформации производится кузнечная сварка, меняется форма детали на разных стадиях обработки.
- Набор молотков и молотов помогает наносить удары с разной силой. Когда работают вдвоем, то ведущий кузнец ударами легкого молотка показывает подручному места для нанесения ударов тяжелым молотом.
- Тиски используют для фиксации заготовок на разных этапах работы.
- Сверлильный станок необходим для сверления отверстий.
- Заточной станок используется чаще остальных, на нем изделиям придают форму и остроту.
- Гриндер – это вариант заточного станка, отличительная особенность заключается в использовании ленты с абразивным покрытием, склеенной в кольцо. С помощью гриндера формируют ровные спуски под заданным углом.
- Станок для изготовления спусков. Качественная заточка до бритвенной остроты возможна только на специальном приспособлении, которое позволяет двигаться по строго определенной траектории.
- Болгарка набором отрезных и зачистных дисков. Простой инструмент оказывает помощь при выполнении самых разных видов действий.
Заточка клинка на гриндере:
Кроме основного набора станков и приспособлений, многие мастера дополнительно используют деревообрабатывающее оборудование. Оно помогает изготавливать ручки из прочных пород древесины. Небольшие токарные станки помогают создавать сложную фурнитуру, которая украшает готовые предметы.
Самодельный миниатюрный гриндер, стачивание спусков:
В мастерских, производящих качественные ножи, имеются вальцы. На них разогретые заготовки прокатывают с целью получения пластины определённой толщины. Дамасская сталь своими руками получается после многократной ковки и проката через вальцы.
Наличие кривошипного молота помогает проковывать заготовку серией многочисленных ударов. Пневматический или гидравлический пресс используют для объемного обжатия металла. Одним движением придается нужная геометрия.
Пошаговая технология изготовления булата из подшипника
Изделия из готовых слитков или заготовок производятся в следующей последовательности.
Внутреннее кольцо подшипника изготовлено из сплава ШХ-15. Его распиливают отрезным диском болгарки, направляют на прогрев в горн. Желательная температура прогрева 900…950 ⁰С.
На наковальне удерживают заготовку кузнечными щипцами. Отбивая молотком выпуклости, из кольца формируют полосу.
Убирают впадины с полосы.
На гриндере придают нужную форму.
С помощью специальной оправки удерживают заготовку. Постоянный угол позволяет с обеих сторон создать одинаковые спуски.
Окончательная форма изделия получается путем обтачивания.
Паста ГОИ и вспомогательный бархатный валик помогают отполировать поверхность.
После полировки получается готовый клинок. Остается изготовить ручку, больстер и ножны. Тогда изделие можно считать законченным.
Заготовки для производства Дамаска
Сделать дамасскую сталь в домашних условиях может любой мастер, для этого применяют наборы сплавов. В них присутствуют мягкие и твердые включения. Комбинируя их между собой, добиваются получения клинков с выраженными структурными узорами.
Используются следующие комбинации, показанные в таблице. Некоторые мастерские предлагают и свои варианты. Предлагаемые схемы дают наилучшие показатели.
Начиная производство в собственной мастерской, узнать, сколько стоит готовое изделие, несложно. На многих сайтах интернет-магазинов указаны цены. По мере приобретения опыта и повышения качества товара, можно повышать цену на свою продукцию.
Видео: как сделать дамасскую сталь?
Об отъезде Аносова из Златоуста в 1847 году
…Но вот наступил день отъезда Аносова. Как по сигналу, все население Златоуста явилось перед домом горного начальника и безмолвно остановилось, утирая невольно капающие слезы. <…> «Батюшка!.. Отец!..— послышались вопли.— Куда уезжаешь?.. Зачем покидаешь нас?» Толпа всколыхнулась… Слова сменились рыданиями… Плакал и Аносов, этот полновластный и бесконтрольный распорядитель над судьбами тысяч, сумевший вызвать в них такую любовь, внести столько содержания в их неприглядную жизнь, что разлука делалась болезненно мучительною… </…>
(Из очерка П. П. Падучева «Русская Швейцария»)
Изготовление булатных клинков как хобби
Булат. Бессчетное количество легенд и мифов существует вокруг него. Тысячи кузнецов и металлургов в течение веков, пытались разгадать его тайны. И по сей день, одним из самых удивительных увлечений, которым занимается большое количество людей у нас и за рубежом, несомненно, является изготовление булатных клинков.
Этот очень древний и таинственный вид кузнечного мастерства уходит своими корнями в седую старину, в древнюю Индию и Переднюю Азию. Тайны этого искусства хранились так крепко, что в последнее время стали считать, что способы получения булатной оружейной стали утеряны давным-давно.
Однако в России, интерес к легендарному булату не пропадал никогда, и у нас всегда имелись мастера, увлеченные ручной ковкой и умеющие не только сварить «нужную» сталь, но и отковать из нее хороший клинок, который идет как на «рабочие», так и на самые дорогие «коллекционные» ножи.
Изготовление булатной стали
Булат не нужно путать с «дамаском» – «сварной» сталью. Булат – это так называемая «литая сталь», и работа над булатным клинком начинается с изготовления тигля, специального огнеупорного сосуда, в котором будет вариться сталь.
Тигель наполняют шихтой определенного состава. Секреты этого состава мастера, хобби которых – изготовление булата, порой хранят «пуще зеницы ока». Тигель, наполненный железом или определенными сортами стали с особыми добавками, ставится в печь, в которой поднимается температура, нужная для расплавления его содержимого. Спустя некоторое время, когда печь остынет, тигель вынимают, разбивают и вынимают слиток стали, который затем расковывают в полосы. Из этих полос уже потом изготавливаются клинки для холодного оружия или для обычных ножей.
Узор – особенность булатной стали
Особенностью булатной стали, является узор, появляющийся на ее поверхности после травления различными химическими реактивами. По этому узору судят о возможном качестве стали и способе ее получения. С древних времен у этих узоров имеются свои названия: «шам», «табан», «кара-табан» и другие.
Оружие с таким узором, в средние века ценилось очень дорого, потому что булатная сталь в те времена по своим свойствам намного превосходила имеющиеся сорта обычной, «безузорчатой» стали.
Именно из-за своеобразного узора, булатную сталь нельзя спутать ни с каким другим видом стали. Оружие с булатными клинками работы старых мастеров хранится в коллекциях Эрмитажа и многих самых известных музеев мира.
Сотни мастеров в России, Соединенных Штатах, Германии, увлеченно работают с булатной сталью, отдавая своему хобби все свое свободное время.
Автор И. Кирпичев
Если Вы считаете статью полезной, оцените этот материал по 5-ти бальной системе. Мы будем очень признательны за Ваш отзыв.
Состав булатной стали
15.01.2019
С тех пор как люди научились обрабатывать металл, представить жизнь без ножей просто невозможно.
Ими разделывают мясо, режут фрукты, дарят их как сувениры и используют в качестве оружия.
Есть вполне заурядные образцы такой продукции, с деревянной или пластиковой ручкой, а есть штучные, уникальные экземпляры, среди которых выделяются ножи из булатной стали с твердостью 64 HRC.
Такие клинки имеют долгую и интересную историю, а также свои секреты. Как они появились, чем лучше остальных ножей, каким образом их выбирать – расскажет собранный в статье материал.
Что представляет собой булат и его характеристики
Чтобы разобраться, что такое булат, необходимо рассмотреть процесс его производства со всех сторон.
Этот сплав – весьма сложная субстанция с определенным химическим составом, получаемая благодаря уникальной технологии обработки металла.
Сталь булат впервые появилась в Индии примерно 2400-2500 лет назад. Материал представляет собой сплав железа с углеродом.
последнего составляет около 2%, что позволяет изделию сохранять упругость стали при твердости, сопоставимой с характеристиками чугуна.
