Xreferat.com » Рефераты по истории техники » Клинки из огня и стали (дамаск)

Клинки из огня и стали (дамаск)

Басов В. И.

О булате многие скажут, что секрет его утерян и <<тайна сия велика есть!>>. И, конечно, ошибутся. Вопреки широко распространенному в России мнению, в окружающем ее мире производство холодного оружия из узорчатои стали не прекращалось никогда. Например, только в одном 1906 году и только в одном Льеже было произведено 850 тонн (!) дамаска. В 70-х годах нашего века начался новый виток развития узорчатого металла. В наиболее богатых странах мира - в США и Германии - развилось весьма масштабное производство холодного клинкового оружия, главным образом ножей, из различных видов дамаска. Изобилие всевозможной специальной литературы дало возможность новым мастерам-клиночникам не только в совершенстве овладеть традиционными приемами производства, но и разработать новые технологии на основе достижений металлургии XX века. Так, например, нержавеющий <дамаск из высокохромистых сталей давно уже не является диковинкой и его можно заказать не только в нескольких фирмах, специализирующихся на изготовлении композитных заготовок клинков, но и у отдельных мастеров.

Как известно, Россию аршином общим не измерить, и развитие в ней шло несколько другим, отличным от западного, путем. Жесточайший запрет советской власти на кустарное производство клинкового оружия мастерами - одиночками привел к полному вырождению их наиболее квалифицированной части, т.е. мастеров, изготавливающих изделия из узорчатого металла. Даже сегодня кузнецов, умеющих изготавливать более-менее качественный узорчатый металл, в нашей 150-миллионной стране можно буквально пересчитать по пальцам. Иными словами, в России один булатных дел мастер приходится на 10 миллионов человек.

Нужно особо отметить, что сегодня весьма немногие мастера во всем мире, будь то в Америке или России, стремятся изготавливать именно практическое оружие из узорчатой стали, хотя штучный охотничий нож, сработанный опытным мастером из хорошего булата или дамаска, может заметно превосходить по своим рабочим качествам ножи фабричного производства. Впрочем, согласно одному из его определений, качество - это степень соответствия свойств изделия запросам потребителя, а потребитель бывает очень капризный. Как иронично выразился один американский оружейник, покупатель хочет, чтобы его нож <<никогда не ржавел, всегда сохранял заточку и отказывался резать владельца, а если вдруг потеряется, то сам бы находил дорогу домой>>.

О преданности владельцу поговорим позже, а о прочем скажу, что каждое свойство металла - стойкость к коррозии, прочность и способность сохранять заточку, имеет своего чемпиона среди множества марок неплохих сталей. Кроме того, сами требования к клинковым сталям зависят от вкусов и потребностей человека. Туристу вполне достаточно, если его нож не будет сильно ржаветь и быстро тупиться при обычных походных работах, охотник наиболее высоко ценит способность клинка долго сохранять бритвенную остроту, а коллекционеру и то, и другое не так важно, как редкость и красота узора его булатного ножа.

Многолетний опыт производства штучных ножей показывает, что в мире сформировались пять основных групп марок клинковых сталей. В первую, самую популярную, входят высокохромистые стали типа нашей Х12МФ и 95X18 (иноземные D2, 440C, ATS34), во вторую - малолегированные инструментальные и подшипниковые стали ХВГ, ШХ15 (01, 52100), которые несколько тверже и намного острее, но менее корозионностойкие. В третью группу можно свалить архаичные напильники и рессоры (американские 1060,1095, 5160), убогие нержавейки типа нашей 40X13 и прочие стали маломощного химического состава, которые по всем показателям хуже металлов первых двух групп.

Разнообразные особопрочные, <<хитрые>> сплавы четвертой группы, типа стеллита К6 и порошковой стали СРМ 440V по стойкости лезвия превосходят стали и первой и второй группы, однако они не пользуются особой популярностью из-за того, что требуется очень много усилий, чтобы вновь заточить затупившееся лезвие. Проще говоря, они долго тупятся и долго точатся.

Последняя по номеру группа (из-за редкости, но не по качеству) - это легендарные булатные клинки, о которых в возвышенном стиле говорят, что они откованы <<из огня и стали>>. Массовое сознание настолько пропитано мифами о булате, что еще несколько лет назад обыватели любым узорчатым ножом тут же начинали рубить гвозди или пытались согнуть его дугой. Это ожидание сверхъестественных свойств очень живуче, поскольку еще великий русский металлург Д.К. Чернов говорил, что <<... самая лучшая сталь, которая когда-либо, где-либо производилась, есть, без сомнения, булат>>.

Однако не всякий узорчатый металл, называясь булатом, обладает свойствами сверхстали. Неграмотно изготовленное узорчатое оружие <<... не имеет других достоинств, кроме узора>> и, как с досадой выразился один русский офицер в середине прошлого века, <<... крайне редко оправдывает непомерно высокую цену, за него заплаченную>>. Стандартов на булаты еще нет, и, чтобы более-менее верно определять качество булатных клинков, необходимо для начала выяснить, что такое этот самый булат.

Называли этот металл в разные времена и в разных странах по-разному. Например, принятое в России слово <<булат>> произошло от иранского <<пулад>> (по-арабски <<фулад>>), которое обозначает просто литую сталь (не будем здесь уточнять, что такое <<просто литая>> сталь). Другое очень популярное название - <<дамаск>> отражает внешний вид поверхности клинков и произошло от <<дамаст>> - <<волнистый, струйчатый>>. Употребляются также названия <<вутц>>, <<булатная сталь>>, <<дамасская сталь>>, <<сварочная сталь>>, <<рафинированная сталь>>, <<дендритная сталь>>, а также <<красное>>, <<белое>> и <<многосуточное железо>>. Встречаются термины <<ликвационный булат>>, <<сварочный булат>>, <<микробулат>>, <<порошковый булат>> и, естественно, какой-то <<настоящий булат>>.

В России утвердилась классификация булатов по способу их получения, где наиболее известны две большие группы. Первая группа объединяет технологии производства, связанные с расплавлением хотя бы одной из составляющих узорчатого композита. Таким образом получают классические булаты - индийский <<вутц>>, арабский <<фаранд>>, китайское <<многосуточное железо>> и т.п. Вторую группу составляют способы, основанные на применении кузнечной сварки, которыми изготавливают так называемые <<дамаски>>. Проще говоря, булаты бывают литые и сварочные.

Одно из названий узорчатого металла - <<сварочная сталь>>, потому что в старину кузкечная сварка была неизменным спутником производства многих сортов клинкового металла. Суть кузнечной сварки заключается в проковке воедино раскаленной стопки пластин из разных сортов стали. После первой сварки такого пакета его расковывают на полосу и разрубают на несколько частей (уже слоистых), которые снова складывают стопкой и производят вторую сварку. Эти действия повторяют до тех пор, пока не наберут желаемое количество слоев в изделии. Соотношение железа и сталей разных марок в сварочном <<дамаске>>, равно как и сами марки применяемых легированных сталей, в зависимости от опыта и желания кузнеца могут быть какими угодно, поэтому и свойства клинков работы разных мастеров очень разные.

В былые времена качество булатов различали по узору на клинке. Лучший в Европе знаток булатов Павел Аносов писал, что опытный азиатец не ошибется в выборе клинка без пробы и <<... по одному узору определит, остр булат или туп, тверд или мягок, упруг или слаб>>. И сегодня знаток по одному лишь внешнему виду узорчатого клинка может определить его режущие свойства, технологию изготовления, весьма часто место и время его производства и - в некоторых случаях - мастера-клиночника.

Подавляющее большинство узорчатых клинков современной работы изготовлено из сварочного <<дамаска>>. Распознать <<дамаск>> довольно легко по характерному узору, основных типов которого немного. К ним, кроме примитивного <<дикого>>, относятся <<штемпельный>>, <<турецкий>> и <<мозаичный>>. <<Дикий>> узор возникает в результате довольно беспорядочного перемешивания слоев в процессе ковки, а более популярный <<штемпельный>> получают набивкой определенного рельефа на слоистой заготовке клинка специальным штампом-штемпелем. Слои разных металлов вдавливаются в глубь заготовки и, после со-шлифовки выступов, образуется заданный регулярный узор. Из-за образования таких узоров вследствие наштамповки рельефа их и называют штемпельными. К ним относятся ступенчатый, волнистый, сетчатый (ромбический) и кольчатый.

Ступенчатый тип узора характеризуется относительно узкими прядями линий, расположенными поперек клинка. В зависимости от глубины наносимого рельефа, тщательности отковки и шлифовки клинка узор может видоизменяться, плавно переходя от концентрических овалов к волнистым разомкнутым фигурам, напоминающим ряд сосулек или сталактитов, свисающих с обуха клинка.

Другим распространенным типом <<штемпельного>> узора является ромбический, имеющий две разновидности. Одну из них получают, насекая поверхность заготовки зубилом крест на крест, отчего узор имеет вид сплетенной из нитей сетки, наброшенной на клинок из дикого дамаска. Соответственно и узор называется сетчатым . Второй разновидностью является узор, который называют <<мелкие розы>> или <<розетки>>. Он имеет вид четких концентрических ромбов и набивается имеющим пирамидальные выступы штампом, похожим на кулинарный молоток для отбивания мяса. Если эти выступы будут в виде усеченной пирамиды, то по мере усечения узор будет все более и более походить на сетчатый, набиваемый обычным зубилом. Так что различия этих разновидностей непринципиальны и обусловлены лишь соотношением площадей выступов и впадин набиваемого рельефа.

Третий, кольчатый вид <<штемпельного>> узора называют <<птичий глаз>>, когда на клинке в четком порядке расположены многочисленные концентрические окружности. Для получения этого типа узора некоторые современные мастера по разметке засверливают непосредственно саму заготовку клинка, другие делают то же самое со штампом, которым и набивают этот узор, когда потребуется. Если мелкие концентрические круги расположены в беспорядке, то такой узор именуют <<капли дождя>> или <<дождевой>>. Действительно, вид узора клинка похож на поверхность воды во время дождя.

Более редкие сорта сварочного металла получают путем скручивания и дальнейшей сварки воедино нескольких тонких слоистых прутков. Когда в XIX веке европейцы увидели привозимые с Востока сабли из такого металла, то назвали его <<турецким>> дамаском. Виды <<турецкого>> дамаска крайне разнообразны и причудливы, но их можно систематизировать и сгруппировать. Тогда получим, что клинки могут быть изготовлены:

1. Из одного закрученного прутка.

2. Из нескольких одинаковых прутков, закрученных в разные стороны и сваренных в один вертикальный ряд.

3. Из таких же прутков, но уложенных рядами в два слоя.

4. Клинок изготовлен так, что разные его части откованы с использованием крученого дамаска разного вида.

Прием изготовления оружия из одного скрученного слоистого прутка, насколько мне известно, в старину не использовали нигде и никогда. Лишь изредка в клинковом оружии применяли дамаск с узором <<скрученные волосы>>. Этот волнистый по своей сути узор получают скручиванием слоистого прутка-заготовки узкими участками на пол-оборота в разные стороны. В результате после расковки получаются завитки, действительно похожие на пряди волос, поэтому он и называется иногда <<женские локоны>>.

Более популярный в древности прием заключался в изготовлении клинка не из одного, а из нескольких сложенных в один ряд прутков малослойного дамаска. Для придания клинку большей устойчивости при изгибе эти прутки предварительно закручивают в разные стороны, отчего получается угловой узор <<паркетного>> вида. В глубокой древности из малослойного <<турецкого>> дамаска отковывали лишь вязкую центральную вставку-основу в клинок (или же его обух), а лезвие приваривали стальное или из твердого многослойного дамаска.

Необходимо подчеркнуть, что до сих пор шла речь главным образом о методах образования узоров при изготовлении клинков из слоистых разновидностей металла. Использование его волокнистых видов даже в самом незатейливом <<штемпельном>> дамаске очень сильно усложняет узор (пример - клинок Д. Томаса).

Разнообразные комбинации фигурных прутков и плоских лент в исходном пакете приводят к образованию сложных узоров мозаичного типа, отчего и сам сложноволокнистый металл получил название <<мозаичного>> дамаска, который используется почти исключительно в дорогих художественных изделиях.

Основой мозаики является исходный узорчатый блок, представляющий собой пучок сваренных в монолит прутков-волокон заданного поперечного сечения. Различают две основные разновидности мозаичного дамаска - так называемые <<торцовую>> и <<крученую мозаику>>. Для изготовления первой из них с торца готового блока поперек волокон срезают узорчатые пластинки, к которым затем или приваривают лезвие и обух, или наваривают их с двух сторон на лезвийную основу. Так работают многие известные в среде оружейников кузнецы.

Другие, не менее квалифицированные современные мастера пошли по второму пути. <<Крученая мозаика>> фактически является разновидностью <<турецкого>> дамаска. Заготовку клинка получают торцовой сваркой стопки ровно закрученных пруткбв - таким же образом; как и при изготовлении обычного <<турецкого>> дамаска, но прутки используются не слоистые, а с волокнистым мозаичным узором. После шлифовки на поверхности клинка проявляются повторяющиеся фигуры, заложенные в первичный блок.

Итак, применяя различные виды кузнечной сварки, получают в итоге структуру металла, состоящую из более-менее сложного переплетения железных и стальных слоев или волокон. Само собой разумеется, что дамаск может и не иметь в своем составе мягкого железа, а состоять только из слоев-волокон сталей разных марок, отличающихся друг от друга содержанием как углерода, так и других легирующих элементов, например никеля или хрома.

Главным достоинством горновой сварки является именно ее технологическая простота. Горн и молоток, да еще горсть песка в руке опытного кузнеца - вот и вся технология. Недостатком этой древнейшей технологии является невозможность сварки большинства легированных, наиболее прочных сталей. Окисные пленки, содержащие много хрома, не удаляются обычными флюсами, поэтому прочного соединения этим методом высокохромистых сталей добиться не удается.

Чтобы обойти этот <<запрет>> на применение в дамаске высоколегированных сталей, приходится использовать некоторые виды вакуумной технологии. Поскольку окисления предварительно зачищенных поверхностей при нагреве в вакууме не происходит, то становится возможной сварка даже нержавеющих сталей. Используя этот метод, можно изготавливать дамаск из нержавеющих, быстрорежущих и иных высокопрочных сталей. Ученые сваривали этим методом медь с железом, сталь с серым чугуном, нержавеющую сталь с титаном и даже стекло с металлом.

Приведенные примеры далеко не полностью исчерпывают достижения исследователей узорчатых металлов в деле применения новейших технологий. Эти технологии дают возможность использовать при изготовлении дамаска любые высокопрочные легированные стали, что резко повышает боевые свойства изготовленного из него оружия.

Методы производства сварочного <<дамаска>> отработаны достаточно хорошо, чего не скажешь о литом булате - потенциально наиболее высококачественном сорте узорчатого металла. Литые разновидности узорчатого металла, с которыми часто связывают даже само понятие <<булат>>, получают двумя основными способами. Самый древний способ, называемый двухфазным (твердое-жидкое), основан на недорасплавлении в процессе плавки сравнительно тугоплавких железных частиц, когда в тигле образуется своего рода металлический <<компот>>: в жидком, расплавленном чугуне плавают хоть и размягченные, но твердые куски железа. После затвердевания и расковки слитка в клинке чередуются участки очень твердой сверхуглеродистой стали с участками вязкого металла.

Второй способ заключается в специфической кристаллизации однородного расплава. Методы производства этой <<дендритной стали>> или, иначе, <<ликвационного булата>> весьма разнообразны, а качество металла зависит от множества факторов.

Сколько-нибудь подробное рассмотрение разнообразных технологий получения булатных узоров заняло бы здесь непозволительно много места, поэтому отмечу лишь то, что полученные тем или иным образом узорчатые слитки расковывают особыми методами, что и придает клинкам из литого булата необыкновенные свойства, превосходящие свойства не только безузорчатой стали того же хим. состава, но и большинства сортов сварочного <<дамаска>>.

Здесь необходимо <<притормозить>> и сделать одно важное уточнение. При сравнении булатов всех типов со сталями обычно сравнивают самую лучшую, сверхлегированную сталь с каким-нибудь весьма заурядным булатом, упуская из виду условие соблюдения одинаковости химического состава. Это так же ошибочно, как сравнение достижений атлетов разных весовых категорий, поскольку даже великолепно тренированного борца-легковеса тяжеловесный середнячок просто <<задавит жиром>>. Так и в клинках: заурядные коммерческие <<дамаски>> содержат всего