Булатные стали – Ножи из булатной стали, преимущества и недостатки, виды изделий

Содержание

Ножи из булатной стали, преимущества и недостатки, виды изделий

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. Содержание последнего составляет около 2%, что позволяет изделию сохранять упругость стали при твердости, сопоставимой с характеристиками чугуна.

Если просто смешать железо с углеродом в указанной пропорции, булатная сталь не получится. Весь секрет кроется в особой технологии ее изготовления. Необходимо соблюдать установленные температурные режимы, не перегревать сырье выше определенного градуса, не давать ему остыть, не закалять. Точный «рецепт» классической булатной стали был утерян во времена войн, однако в 19 веке Павел Аносов, русский горный инженер, фактически восстановил особенности производства этой субстанции. Повторили опыты по созданию булата и в СССР – так технология изготовления изделий из этого материала сохранилась до наших дней.

Булатная сталь производится путем варки руды и образования своеобразных лепешек, названных вутцем. Мастера соединяли эти слитки между собой, выполняя кузнечную сварку, – таким образом получали желаемый меч или нож. Для изготовления оружия из дамасской стали умельцы накладывали друг на друга железо с разным содержанием углерода, делая некое подобие сэндвича. В конце скрепляли все вместе, используя кузнечную сварку. Такие изделия выглядели красиво, но недостатки дамаска для ножей уже тогда были очевидными при сравнении с булатом. Основную разницу между двумя современными видами сплавов можно рассмотреть в таблице.

Отличительные особенностиБулатная стальДамасская сталь
Технология изготовленияВаркаКовка
РисунокХаотичный (получается при кристаллизации)Строгий, геометрический, в зависимости от профессионализма мастера (получается при ковке)
УпругостьКрайне высокаяРазная, в зависимости от применяемых материалов
СоставЖелезо, углерод (примерно 1,9%)Сталь с различным содержанием углерода

Преимущества и недостатки

2500 лет назад материал впечатлял своими исключительными характеристиками – небывалой твердостью и гибкостью. Недостатков пользователи в нем не находили. В современном мире, когда технология металлообработки и познания о химическом составе металлов шагнули далеко вперед, плюсы и минусы булатной стали практически равнозначны. В таблице собран перечень основных достоинств и недостатков ножей, выполненных из этого материала.

ПреимуществаНедостатки
Впечатляющие режущие свойстваПлохая сопротивляемость коррозии
Повышенная стойкость к удару и изгибуКрайне высокая цена
Высокие показатели твердостиСложности заточки
Отличная износостойкостьОгромное количество подделок
Продолжительное сохранение остроты лезвияОстрота лезвия мало чем уступает современным сплавам

Несмотря на отрицательные характеристики металла, ножи из этого редкого сплава по-прежнему высоко ценятся. Изделия переросли в статусную вещь, обладание которой равносильно наличию коллекционного ружья или редкой монеты. Именно поэтому такие ножи часто можно увидеть в отделе элитной сувенирной продукции.

Сегодня ковкой булатной стали по старинным технологиям никто не занимается, иначе стоимость продукции, с учетом всех затрат, примерно равнялась бы цене подержанной иномарки. Применение новейших технологий хуже изделие не делает, при этом позволяет более точно контролировать температурный режим, химический состав стали, дозировать добавление углерода. С уверенностью можно сказать, что современный нож из булата заметно надежнее, крепче и долговечнее своих предшественников, а сильная подверженность коррозии устраняется простым легированием клинка.

Основные виды ножей и сфера применения

Булатные ножи, как и прочие разновидности этого режущего инструмента, бывают цельнометаллическими, с фиксированным клинком, складными. Нельзя однозначно утверждать, какое изделие будет надежнее и долговечнее. Служить все три вида ножей будут одинаково долго, как если бы для производства использовалась дамасская сталь. Изделие с фиксированным лезвием обычно продается вместе с добротным кожаным чехлом, что увеличивает его ценность и срок службы.

В зависимости от сферы применения, условно можно выделить следующие виды клинков из булатной стали: для рыбалки, охоты, туризма, метательные. Отдельными категориями идут подарочные (коллекционные) и военные модели ножей. Различия будут в длине и форме лезвия, а также материале рукояти, для изготовления которой применяют высокопрочную древесину, благородные металлы, рога животных, ценные резные породы дерева.

Рукоять может быть дополнена оригинальным орнаментом, красота и сложность исполнения которого зависят от физических возможностей мастера и особенностей материала С учетом общей цены изделия экономить на этой части ножа не принято.

Цельнометаллический

Фиксированный

Складной

На что обратить внимание при выборе

При выборе ножа из булатной стали особое внимание обращают на качество применяемых материалов, производителя, аккуратность исполнения. С учетом сложного технологического производства стоимость этих изделий высока, поэтому при покупке важна каждая деталь:

  1. Рисунок на металле и цвет самой стали. Фон должен быть темным, а сам узор хаотичным: чем он четче и крупнее, чем больше точек и поперечин на нем, тем выше достоинство стали. Если же рисунок представляет собой ровные либо симметричные линии, скорее всего, под видом булатной стали «прячется» дамасская, стоимость которой значительно ниже.
  2. Звон металла. По его характеру определяют монолитность булата: чистота и продолжительность звучания свидетельствуют о целостности клинка, отсутствии разрывов и трещин; низкий и короткий по времени звук получается при существенной разнице в составе соседних слоев.
  3. Размеры и характеристики. Товар обязан соответствовать заявленным производителем параметрам и целям, для которых он предназначен. Если это охотничий клинок, он должен иметь соответствующую длину, если нож для рыбалки или туристический – небольшое лезвие, дополненное раскладной конструкцией.
  4. Качество сборки. Важно, чтобы лезвие не шаталось, рукоятка была выполнена добротно, без сколов, заусенцев. Все материалы должны быть подогнаны друг к другу плотно – зазоры недопустимы.
  5. Документация и комплект. Хороший продавец всегда приложит сертификат, подтверждающий, что нож не является холодным оружием, а также добавит гарантийный талон, футляр или чехол.

Приобрести оригинальные изделия можно только у проверенных производителей, в числе которых:

  • ООО «Железные братья»;
  • ООО «БУЛАТ»;
  • ООО «Русский Булат»;
  • ООО «Дамаск стиль»;
  • ООО «Павловский клинок»;
  • Мастерская кузнеца Пампуха И Ю.

При использовании некачественных материалов, а также нарушении технологий нагревания и охлаждения булатная сталь теряет в прочности и остроте, поэтому характеристики изделий, приобретенных у сомнительных компаний, будут далеки от заявленных.

Перед покупкой рекомендовано проверять производителя ножей из булата, изучая отзывы о нем на сторонних ресурсах. Если есть возможность, стоит посетить стационарный торговый объект.

«Павловский клинок»

 

«Железные братья»

«БУЛАТ»

«Русский Булат»

Мастерская кузнеца Пампуха И Ю

Правила использования и ухода

Булатная сталь – не самый прихотливый материал, однако и за ним необходим правильный уход. Соблюдение простых правил позволит надолго сохранить безупречный внешний вид ножа и продлит срок его службы:

  1. После разделки шкурок или мяса животных необходимо при помощи влажной тряпки промыть изделие от остатков крови, жира, а затем вытереть насухо ветошью. Это позволит избежать ранней коррозии.
  2. Хранить нож нужно в теплом, сухом месте, не допуская попадания влаги и образования конденсата. При наличии кожаного чехла, лучше всего между периодами эксплуатации оставлять режущий инструмент именно в нем.
  3. Если изделие из булата не планируется использовать длительное время, его можно натереть парафином/рыбьим жиром либо раз в три месяца протирать подсолнечным маслом.

Недопустимо применять для очистки булата жидкости с агрессивными действующими веществами.

Если металл покрылся ржавчиной, ее необходимо сразу же удалить. Сухой тряпкой круговыми движениями убирают верхний слой налета, затем очистку продолжают с помощью керосина и жесткой ткани. Если добиться идеального результата не удалось, рекомендовано использовать очень мелкую наждачную бумагу. После подобного воздействия есть вероятность потускнения рисунка, в таком случае нож придется протравить. Также для избавления от ржавчины лезвие можно замочить в жидкости WD-40 или Cillit Bang, после чего жесткой тряпкой убрать весь налет. Важно понимать, что указанные чистящие средства агрессивно воздействуют на клинок, после их применения он точно потемнеет, поэтому придется проводить восстановительные работы.

Заточка – одна из обязательных для клинка процедур. Ввиду исключительной прочности булатной стали, проводить ее в домашних условиях непросто. Лучше всего поручить процедуру профессионалу, но если такой возможности нет, вот несколько советов, которые помогут не испортить нож:

  • точить булат лучше всего алмазными брусками или твердыми камнями;
  • использовать угол заточки 30-45 градусов;
  • делать толщину кромки 0,5-1 мм.

Сам процесс долгий и трудоемкий, не лишним будет предварительно посмотреть видео, в деталях демонстрирующее все тонкости процедуры. Нельзя выполнять заточку лезвия в спешке, иначе можно очень быстро испортить его. Запрещено использовать клинок в качестве отвертки – он не предназначен для таких целей.

Важно не забывать, что нож – это оружие: не стоит оставлять его в местах доступа детей, не нужно проверять остроту кромки голыми руками, нежелательно хранить клинок без защитного чехла.

Протирать нужно влажной тряпкой

После использования лучше всего хранить нож в чехле

Если нож не будет использоваться долгое время, его нужно обработать парафином

Для заточки используйте алмазный брусок

Видео

posuda-gid.ru

Булатная сталь. Часть 2

Ну не бред ли это в самом деле: булат с содержанием углерода до 4%? Как можно выковать сталь (да еще ТАКУЮ сталь!) непосредственно из чугуна?

Диаграмма состояния Fe–C

Дело в том, что булат — это прежде всего технология, а не химический состав металла. И, похоже, не одна-единственная технология, а великое множество. Некоторые практики считают, что наиболее вероятной для получения настоящего вутца является технология «литого булата», т. е. выплавка высокоуглеродистого металла в тигле и охлаждение его вместе с тиглем так, чтобы образовались дендриты — «елочка» из кристаллов чистого железа, растущая внутрь слитка. Согласно диаграмме, при остывании слитков всегда первым кристаллизуется почти чистое железо. Приведенная реставратором В. И. Басовым схема образования булата до некоторой степени объясняла процесс образования этого загадочного сплава: при кристаллизации и «рождении» ферритов железо само себя очищает. В первую очередь ферриты начинают расти от стенок тигля. Нити феррита тянутся во всех направлениях, огибая поверхность застывшего слитка, проникая и внутрь, пронизывая его насквозь. От этих нитей растут малые, поперечные, перпендикулярные им, которые свариваются между собой и с длинными нитями. При дальнейшем остывании кристаллы чистого железа начинают покрываться карбидами. Получается, что кристаллы железа находятся как бы в цементитной оболочке. Когда вся поверхность ферритов уже занята, а углерода в продолжающем остывать расплаве все еще избыток, то благодаря внутренней кристаллизации в промежутках образуется перлит: смесь третичного цементита с ферритом очень малой величины. Описанный процесс кристаллизации может происходить только в тиглях, причем определенного размера. Нельзя переливать металл из тигля в изложницу и нельзя допускать возникновения конвекционных потоков в остывающем металле. По такой технологии булат рождается при очень медленном охлаждении. Причем здесь и кроется главный секрет: предварительная изотермическая выдержка.

Современные «узорчатые» клинки обычно все-таки выполнены из разных вариантов дамаска. В данном случае перед нами образец работы питерского мастера А. Богатырева, одного из самых известных на сегодняшний день создателей «фантастического оружия»: кинжал «Спящая красавица»

Кузнец-реставратор В. И. Басов, разработавший эту теорию, действительно получал сталь, подобную булату. Главным для него было найти оптимальную скорость охлаждения. При совсем малых скоростях происходила гомогенизация металла с потерей неоднородности, при слишком больших получалась обычная углеродистая сталь, где вместо феррита и цементита образовывались перлит и цементит. В каждом конкретном случае нужная скорость охлаждения зависела от степени чистоты металла, его состава, шероховатости стенок тигля и т. д. То есть, перепробовав тысячу вариантов, можно так и не наткнуться на оптимум, приводящий к булату…

 

Поэтому другие исследователи предположили, что древние мастера шли прямо противоположным путем. На опытной плавке смесь мелких кусочков кричного железа и чугуна нагрели в специальном тигле до 1250—1280°С. При этой температуре чугун плавится, а железо — нет. При появлении жидкой фазы тигель с металлом быстро охладили. И получили узорчатую сталь очень высокой прочности!

 

Кроме этих двух крайних вариантов технологии, в настоящее время существует еще не менее десятка разновидностей способов получения стали, очень близко соответствующей представлениям о булате. В последнее время некоторые исследователи, один разок получив образец узорчатой стали, достаточно поспешно делают вывод о разгадке тайны булата, да и вообще об отсутствии тайны как таковой. Порой выводы их излишне безапелляционны, так как «булаты» эти делаются обычно для ножей, и проверить их на все свойства, которыми обладал истинный булат, невозможно.

 

По крайней мере, сейчас всем ясно, что булат — это композит: химически, физически и структурно неоднородная сталь. В соответствии с одной из теорий, роль матрицы в нем исполняет мягкая, пластичная ферритная основа, а роль упрочняющих волокон — карбиды железа (в современных булатоподобных сталях — также карбиды ванадия или молибдена). В подобном композиционном материале трещина, возникающая при разрушении прочного волокна, гасится мягкой матрицей. Поэтому наряду с высокой прочностью такие материалы обладают и высокой вязкостью. А высокая износостойкость лезвия возникает вследствие так называемой самозаточки: на режущей кромке ускоренное стачивание мягкой матрицы вызывает выход на режущую кромку волокон, обогащенных включениями цементита. В результате возникает своеобразная «микропила». Наличие рельефа на режущей кромке позволяет реализовать «вспарывающий» механизм реза, при котором препятствие перед режущим языком испытывает значительно большие растягивающие напряжения, чем при вминании вовнутрь (которое характерно для работы гладкой режущей кромки).

Еще один образец работы А. Богатырева: кинжал «Пришелец», завоевавший первое место на конкурсе «Фэнтезийное оружие»

Однако, по мнению одной из групп исследователей, такое строение композита никак не может обеспечить фантастической упругости лучших видов булата. Булат типа «хоросан» или «кара-табан», конечно, композит, но ведь состоит он из перлита и цементита! Возможно, сверхвязкость композита объясняется не повышенной вязкостью матрицы (феррит), а формированием развитой субструктуры в промежуточных слоях на границе «волокно — матрица».

 

Но не только структура металла является тайной булата. Даже получив булат, не так-то и просто его отковать. П. П. Аносов в своих работах неоднократно указывал на целесообразность «холодной» ковки без перегрева булатного слитка. В давние времена мастера в процессе ковки затемняли помещения кузницы для более точной фиксации цвета каления слитка. Действительно, визуально фиксировать вишнево-красный цвет (750°С), темно-вишнево-красный (650°С) или темно-красный цвет (600°С) заготовки можно только при определенном затемнении.

 

Видимо, именно поэтому знаменитых клинков, меченных личным клеймом какого-либо конкретного мастера, в каждом отдельном случае не так уж и много*. Даже если металл раскален не добела, пристальный и долгий взгляд на него — жестокое испытание для сетчатки. И довольно вскоре способность различать тончайшие оттенки падает… А поскольку в ту пору мастер обычно отвечал за весь цикл, то через какое-то время ему приходилось переключаться на «просто» хорошие клинки, право же на изготовление эксклюзивного оружия для WIP-персон переходило к сыну или ученику (чаще всего — в одном лице).

 

*Правда, в ряде случаев такое клеймо передавалось по наследству, становясь «фирменной маркой» кузнечной династии, а то и разветвленного производства, охватывавшего множество мастерских. При таких обстоятельствах технология, конечно, сохраняла некие общие черты — но индивидуальный «почерк» все же размывался.

 

В. И. Басов разработал более 20 видов ковки булата. Основным видом является косая ковка под углом бойков 45°. При этом прямолинейные группы кристаллов становятся криволинейными. Чем больше перемещаются дендриты при ковке, тем прочнее будет булат. Именно посредством разнообразных приемов ковки Басов получал все виды узоров. Полосчатый — при простой ковке, волнистый — при ковке кувалдой с чуть закругленными поверхностями бойков, сетчатый — при косой ковке узкими бойками (обжимками, кувалдами с оттянутыми узкими носиками, как у молотков). Удары наносятся крестообразно узкой частью кувалды или молотка сначала по одной стороне, затем по другой с обязательным проглаживанием. Причем ковка должна происходить в определенном интервале температур: между 700°С и аустенитной температурной границей. По оценкам исследователей, ковавших перлитно-цементитный булат (наиболее трудный в работе), после определенного периода ковки пластичность композита возрастала, что позволяло увеличить интенсивность ковки и величину единичных обжатий.

 

Распространено мнение, что дамаск (его получают, сваривая вперемежку полосы мягкой и высокоуглеродистой стали) — это суррогат настоящего булата. Однако в некоторых случаях сварочная дамасская сталь может даже превосходить литой булат! Когда многослойный пакет варится из чистой стали с 0,8% С и чистейшего кричного железа с многократным посыпанием-науглероживанием чугуном, то такой сварочный булат будет иметь тот же химический состав и ту же структуру, что и литой. Мало того, если пакет нагреть до определенной температуры, а затем резко охладить в воде и потом отжечь, то углерод в гамма-железе (аустените), как заявляют авторы патента, может превратиться в алмаз! Этим объясняется полученная в некоторых случаях фантастическая твердость дамасской стали.

 

Сложна и термообработка булата (дамасской стали тоже), поскольку для каждого вида требуется свой режим закалки и отпуска. Вообще-то, поскольку булат режет в основном карбидными кластерами, создающими эффект микропилы, закалка лезвия необязательна. Тем не менее закаленный булат превосходит незакаленный: он режет и сталью более мягкой структуры, и, по мере ее износа, карбидными кластерами.

 

Булат, как и все высокоуглеродистые стали, очень чувствителен к пониженной температуре. На морозе он может попросту лопнуть при первом же ударе. Особенно чувствительными к пониженным температурам должны быть индийские булаты, где содержание фосфора (элемента, ответственного за хладноломкость) доходило до чудовищной величины: 0,23%! Так что не следует удивляться сообщению арабского путешественника ибн Фадлана, по которому мечи знакомых ему «русов» (практически наверняка — викинги, может быть несколько славянизированные) отличались очень высокими качествами, но булатными все-таки не были; более того, «русы» сознательно избегали приобретать литой булат, не доверяя ему в условиях зимних сражений.

 

Почему же секрет булата ищут сотни любителей, а промышленность не прилагает к этому никаких заметных усилий? Во-первых, век холодного оружия давно закончился, поэтому отпала надобность в клинках высокого качества, особенно в клинках длинных, мечевого или сабельного достоинства; а для задач, решаемых при помощи армейского или диверсионного ножа, булат, в общем, не требуется. Во-вторых, так и не появилась доступная, устойчивая технология изготовления булата: до сих пор это скорее искусство, индивидуальная работа, которую нельзя поставить на поток. В-третьих, любую проблему можно решить разными путями, промышленность же всегда ищет наиболее экономичный путь. Ей не нужна дорогая универсальная сталь с фантастическими свойствами, но с неустойчивой технологией изготовления. Проще создать приемлемую сталь (либо сплав) под каждый конкретный случай. Еще проще для промышленных операций делать ножи из недорогой стали с постоянной механической заточкой. Возрождение же интереса к древней металлургии со стороны любителей редко связано с коммерческим интересом.

Производители коллекционного оружия охотно используют узорчатую сталь (опятьтаки прежде всего — дамаск или имитации) даже для тех изделий, где она сроду не применялась. Например, при изготовлении довольно точных копий японских клинков — хотя высочайшее качество самурайского оружия достигалось совершенно иными методами

Тем не менее констатируем: на многих сайтах в интернете сейчас идет активный обмен информацией между кузнецамилюбителями, ведущими поиск утерянного рецепта изготовления булата. Тот, кого тайны булата не оставили равнодушным, может заглянуть на сайт «Нож2002». Там Ахим Вирц предлагает наиболее доступный вариант изготовления «в домашних условиях» стали, предельно похожей на булат.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

naukatehnika.com

Дамасская сталь или булатная сталь

Технология формирования булатной и дамасской стали определяет свойства и внешний вид изделий. Для потребителя разница заключается только в последнем параметре. Но так ли это на самом деле? Необходимо ознакомиться с особенностями процессов в результате которых формируется дамасская сталь или булатная сталь. Что лучше – зависит от требуемых свойств изделия.

Технология изготовления булата

Понятие «булатная сталь» появилось давно и в большей степени относится к холодному оружию. Внешний вид – неповторимый узор, формируемый из сочетания двух материалов изготовления – низко и высокоуглеродистых составов. Процесс представляет собой расплавление и смешивание, конечным этапом которого будет литье заготовки.

Особенности производства:

  • В исходном составе большую часть составляют низкоуглеродистые сорта сплавов. Она необходима для улучшения гибкости, остроты заточки. Высокоуглеродистая придает жесткость.
  • Для изготовления используют готовые слитки, которые впоследствии поддаются ковке и закалке.
  • Подчеркивание характерного узора происходит за счет травления поверхности.
  • Булат предрасположен к ржавлению. Это объясняется свойствами исходного материала. Для сохранения первоначального внешнего вида и свойств требуется периодический уход за поверхностью.
  • Оптимальный показатель твердости для изделий (HCR) – 36-40.

Булат – это общее название технологий изготовления, отличающиеся пропорциями, методами обработки. Так, знаменитый российский мастер Егор Самсонов (г. Тула) делал охотничьи ножи с уникальными свойствами. Но повторить технологию после его смерти не получилось.

О лучшей стали для ножей читайте здесь.

Как формируется дамасский узор

Изготовление дамасской стали значительно отличается от вышеописанного процесса. Для этого используются прутки различных сортов металла, которые после разогрева сковываются и скручиваются. Это может повторяться несколько раз, в зависимости от конфигурации узора.

Традиционно и используют два типа сплавов: мягкую и твердую. Проковывая заготовки и закаляя их, получается уникальный узор, состоящий из нескольких прослоек. Настоящие мастера могут сделать не хаотичный рисунок правильной формы.

Специфические свойства дамасской стали:

  • Чем меньше выделяется рисунок на поверхности – тем плотнее материал. Это сказывается на его жесткости.
  • В настоящее время для изготовления используют сорта 440С, АТС34, 154СМ. Они отличаются содержанием кремния и марганца.
  • Свойства дамасской стали напрямую зависят от материала изготовления. Не всегда бритвенно заточенное лезвие сохранит остроту после использования. Важно правильное сочетание слоев – твердые располагаются на внешней части изделия, обеспечивают защиту. Мягкие находятся внутри и формируют острую кромку.
  • В зависимости от выбранной технологии используется метод горячей штамповки (массовое производство), заготовки вырезают из листового материала или прутка (кустарное производство). В последнем случае трудно контролировать качество, поэтому характеристики лезвия напрямую зависят от степени профессионализма мастера.

Дамасская сталь помимо изготовления холодного оружия применялась для производства винтовок и пистолетов вплоть до середины прошлого века. В последнем случае ее свойства сильно отличались от традиционных – она обеспечивала надежность и сохранность охотничьих ружей.

Лучшие эксплуатационные качества

Можно ли однозначно определиться, какая сталь лучше – дамаск или булат? Все зависит от используемых материалов, технологии изготовления и требуемых характеристик изделия. Эти стали используются для массового или штучного производства холодного оружия – охотничьих ножей, коллекционных экземпляров.

Нужно обращать внимание на фактические характеристики:

  • Твердость. Определяет способность стали противостоять нагрузкам и внешним механическим воздействиям.
  • Прочность. Указывает на вероятность появления сколов и трещин во время использования.
  • Износостойкость. Это степень истирания слоев стали в течение периода эксплуатации.
  • Коррозийная стойкость. Для дамасских сплавов и булата понятие относительное. Это свойство достигается за счет снижения других показателей.
  • Удержание заточки.

Также учитывается область эксплуатации изделия. В большинстве случаев стали этого типа применяются для изготовления охотничьих ножей. Они должны быть удобны, выдерживать длительную и краткосрочную нагрузку.

ismith.ru

Что лучше дамасская сталь или булатная сталь: особенности и отличия

Исследователи как-то подсчитали, что за последние пять тысяч лет человечество жило без войны только 224 года. Да, нечего сказать, представители вида Homo sapiens любят выяснять отношения на поле брани. И сколько существует война в ее современном понимании, столько существует технология изготовления орудий убийств.

Грустно становится, когда осознаешь, что самые прорывные технологии создавались главным образом в военной сфере. Но, тем не менее, этот факт нисколько не умаляет человеческий гений, чья любознательность и пытливый ум на протяжении всей истории делали поистине удивительные открытия.

Дамасская сталь

Дамасская сталь стала известна еще во втором тысячелетии до нашей эры в регионе Передняя Азия, который включает в себя Аравийский полуостров, Персию, Междуречье и полуостров Малая Азия. Многие годы секрет получения таких сталей передавался в устной форме от мастера к подмастерью. Тем не менее, через 500 лет он проник в Европу, а уже в III веке нашей эры стал известен и в Древнем Риме.

Само название «дамасский» является некорректным и, по-видимому, произошло из-за большого рынка холодного оружия, который был расположен в этом городе, а возможно благодаря найденным археологами в нем первым мечам из дамасской стали.

Строго говоря, существует два вида дамасской стали: рафинированная и сварная. Различие между двумя этими видами заключается в способе их получения.

При рафинированном методе единый кусок стали подвергается многократной перековке, при этом избавляются от разнообразных примесей в заготовке, которые могут ухудшить качество изделия. До XVIII столетия такой способ получения дамаска был преобладающим, но в последующем широкое распространение получил метод кузнечной сварки.

При этом методе применяется кузнечная сварка, когда отдельные листы плотно подгоняются друг к другу, нагреваются и проковываются. Листы металла, без шероховатостей и очищенные от оксидной пленки, настолько плотно прилегают друг к другу, что в действие вступают межатомные силы, электроны начинают путешествовать между слоями и заготовка из листов начинает представлять собой единый кусок металла. После этого полученный «слоеный пирог» разрезается пополам и складывается снова и операция повторяется снова. Общее количество слоев может достигать нескольких тысяч, но наиболее оптимальным является число в несколько сотен.

Процесс изготовления требует выдерживания определенных условий. Слои металла в заготовке чередуются между собой, на лист высокоуглеродистой стали накладывается слой железа, затем снова сталь и так далее. Делается это с целью получения определенных характеристик: если высокопрочная сталь дает сплаву упругость и остроту, то более мягкое железо понижает его хрупкость.

В период раннего средневековья большую популярность приобрел метод, называемый харалуг. При этом способе сложенные вместе листы скручивались, после чего проковывались и соединялись в единый брус. Упоминания о халаружных мечах есть даже в русской летописи «Повесть временных лет».

Побочным эффектом получение дамасских сталей является характерный узор, который обусловлен разным содержанием углерода в составляющих его металлах.

Булатная сталь

Первые задокументированные сведения о появлении булатной стали относятся ко временам завоеваний Александра Македонского. Бесстрашные солдаты царя были поражены невероятными свойствами мечей индусских воинов-кшатриев: они разрубали их доспехи как бумагу и не имели огромную твердость. Действительно, родиной булатной стали считается Древняя Индия, кузнецы которой добились потрясающих успехов в металлургии.

С течением времени булатная сталь стала распространяться по всему Ближнему Востоку, проникнув в Персию и арабские страны. На стыке тысячелетий секрет изготовления булатных мечей был утерян и заново обретен уже в XIX веке русским металлургом Павлом Петровичем Аносовым в 1837 году в уральском городе Златоусте.

Булат представляет собой сплав железа с углеродом. При медленном остывании оставались нерастворенные остатки – соединения железа с углеродом, называемые цементитом. Именно они придавали узорчатый рисунок на клинках, ставший отличительной особенностью булатной стали.

Общие характеристики

Оба вида стали можно узнать по узору, который стал их своеобразной «визитной карточкой», а также благодаря легендам, которые окружают их. Сложность и высокая технологичность изготовления создали им своеобразный ореол совершенного оружия.

Они обладают отличной остротой и твердостью, при этом сохраняется их упругость.

Сравнение и чем отличаются

Хотя в современной литературе между дамаском и булатом ставится знак равенства, это в корне неверно. Первый представляет собой «слоеный пирог», в котором слои высокоуглеродистой стали перемежаются слоями с мягким железом. Из-за отсутствия в нем легирующих добавок, дамасская сталь очень сильно подвержена коррозии, поэтому за ней нужен особенный уход, а долгое хранение клинка в ножнах нежелательно.

Булат же является сплавом углерода с железом, полученным в ходе литья, но с соблюдением особых требований к его изготовлению. Его проковка осуществляется легким молотом, так как сильные удары могут повредить его структуру, еще окончательно не сформированную. Свою твердость он приобретает только после медленного охлаждения, когда железо постепенно обволакивает нерастворенные частицы цементита. Процесс является трудоемким и долгим, что обуславливало его высокую стоимость в древние времена.

Области применения

Кустарный способ производства этих сталей давно уже не отвечает задачам современной промышленности. Для многих целей, будь то сопло ракеты или реактор атомной энергетической станции, нужны материалы, обладающие совершенно другими свойствами.

Булат и дамаск в настоящее время применяются в основном для изготовления коллекционного холодного оружия и элитных кухонных ножей. В древние времена из них также делали военные доспехи.

vchemraznica.ru

Булатная сталь | Мир металлов

Булатная сталь. О чудесных свойствах булатной стали рассказывают легенды. Воспоминания о ней находим в записях историков, монахов, в романах. Первые сведения о булате дошли до нас от участников походов Александра Македонского. Было это 2300 лет назад. Родиной булата является Индия. Несколько позднее искусством получения булатной стали овладели мастера Сирии (дамасская сталь) и Испании (толедские шпаги). Имеются документальные данные о том, что на Руси также было налажено производство сабель и кинжалов из булатной стали.

К концу XVIII в. секреты производства булатной стали были утеряны. Какие же свойства характерны для булатной стали? Легенды говорят, что клинком из булатной стали можно было легко разрубить железо, при этом не оставалось никаких следов на лезвии, а шпаги можно было завязать в узел, а затем развязать и прямолинейность холодного оружия не нарушалась.

О чудесных свойствах булатной стали — твердости, прочности и упругости — рассказывают легенды. Вот некоторые из них.

В конце IV в. до нашей эры Александр Македонский и индийский царь Пор во главе своих войск встретились на реке Гидаспу. Кровопролитная битва для индийцев закончилась трагически — индийские войска были разгромлены, а царь Пор, отважно сражавшийся и смертельно раненный, попал в плен. Александр Македонский был изумлен — доспехи царя не имели ни царапин, ни вмятин от копий и стрел. Панцирь был выполнен из металла исключительной твердости. Из такого же металла были сделаны и индийские мечи. После похода Александра Македонского в Индию способы получения высокопрочный мечей через Сирию и Персию проникли в Европу. Персы называли такую сталь «пулат», а европейцы — «булат».

В романе В. Скотта «Талисман» рассказывается о состязании между английским королем Ричардом Львиное Сердце и султаном Саладином. Булатная сабля Саладина рубила железные копья пополам и свободно рассекала подброшенное в воздух шелковое тонкое покрывало.

Какая же сказка без обмана, какая легенда без преувеличения? Это свойственно всем временам, всем народам. И хотя преувеличиваются, идеализируются те свойства и особенности, которые сочинителям и сказателям особенно импонируют, приписываемые легендами булату свойства недалеки от истины. А поэтому желание вернуть утраченные секреты производства булата было, видимо, не меньшим, чем желание средневековых алхимиков открыть секрет получения золота.

В 1837 г. талантливый уральский металлург П.П.Аносов раскрыл утерянный в средние века секрет изготовления булатной стали и изготовил первый булатный клинок. «Полоса булата сгибалась без малейшего повреждения, издавала чистый и высокий звон. Отполированный конец крошил лучшие английские зубила…» — так записал П. П. Аносов.

В чем секрет получения булата? Однозначного ответа не может быть, так как существовало несколько разновидностей булатного оружия. Так, например, в XII в., когда техника изготовления булатных клинков достигла своего совершенства, выше всего из холодного оружия ценились японский булат, дамасская сталь и индийский булат.

Японский булат отличался тем, что содержал молибден. Это древняя легированная сталь. Очевидно, японские мастера заметили, что из добытой в определенном месте руды сталь получалась особо твердой и вязкой. Так за шесть столетий до открытия молибдена японские металлурги уже получали молибденовую сталь и применяли ее для изготовления холодного оружия.

Секрет дамасской стали (ее тоже называют булатом) заключался в том, что клинки изготовлялись из композиционного материала, в котором чередовались полоски малоуглеродистой и высокоуглеродистой стали. Некоторые клинки содержали до 1000 таких слоев. Такую сталь называли также сварочным булатом. Сварочный булат имел высокие механические свойства, но уступал индийскому булату— «настоящему литому булату», как писал П. П. Аносов.

На Кавказе многие столетия центром изготовления оружия из сварочного булата являлся Тифлис (Тбилиси). Наиболее известен был булат мастера Георгия Элизарошвили. М. Ю. Лермонтов в одном из вариантов стихотворения «Поэт» писал:

В серебряных ножнах блистает мой кинжал —
Геурга старого изделье.
Булат его хранит таинственный закал,
Для нас давно утраченное зелье.

В Эрмитаже (г. Ленинград) и Историческом музее (г. Москва) хранятся образцы холодного оружия из грузинского сварочного булата, выполненные мастерами из семьи Элизарошвили.

Секрет индийского булата заключался в насыщении стали большим количеством углерода (до 1,5%) и в особой технологии ковки. Высокое содержание углерода приводило к появлению в стали цементита, карбида железа — фазовой составляющей, обеспечивающей стали высокую твердость. Особенность технологии ковки заключалась в том, что в узком температурном интервале (715—725 °С) ударами легкого молотка пластинки цементита ориентировались в «сетчатую» или «коленчатую» форму. Такое строение обеспечивало сочетание изумительных качеств: твердости и вязкости.

Необходимо отметить, что в настоящее время разработано много способов получения сталей, по свойствам превосходящих свойства булатной стали. Это — одна из причин, по которой сегодня изделия из булатной стали не производят. Второй, наверное главной, причиной является индивидуальность производства изделия и, как следствие, высокая цена изделий из булатной стали. Представление о высокой цене булатного холодного оружия можно составить из таких данных. В середине XVII в. булатная сабля на Руси стоила 8000— 10 000 р. золотом, а рабочие железных заводов на реках Тагил и Ней-ва в Верхотурском уезде получали по пятиалтынному в день. Поскольку алтын — медная монета в 3 коп., то можно подсчитать, что сумму, необходимую для покупки такой сабли, рабочий «железного завода» мог заработать за 200 лет, не расходуя при этом полученные деньги ни на что другое.

В настоящее время железоуглеродистые сплавы, в которых углерода содержится до 2,14 %, называют сталями, свыше 2,14 % — чугунами.

Железо и сплавы на его основе являются самыми дешевыми металлами, и в то же время они обеспечивают в основном нашу технику самыми высокопрочными, жаропрочными и износостойкими изделиями.

Существует много классификаций сталей, группирующих их многообразие по различным признакам. Самая простая классификация: стали углеродистые и стали легированные (от немецкого legieren — сплавлять). В легированные стали для придания желательных свойств вводятся определенные (легирующие) элементы.

metalls.info

Как производится булатная сталь, и в чем заключаются ее особенности

Существует огромное количество различных сталей, которые отличаются не только составом, но и внутренней структурой. Примером назовем сталь булат. При ее производстве применяется особая технология, за счет которой на поверхности материала образуется необычный оптический эффект, зависящий от структуры. На протяжении многих десятилетий она используется при изготовлении клинков и другого холодного оружия.

Как производится подобный материал

В качестве сырья при изготовлении булата может использоваться обычная сталь. Основное условие заключается в том, что состав не должен иметь большого количества легирующих элементов. Кроме этого, при производстве булата учитывается следующее:

  1. Высоколегированный металл не позволяет получить булатную сталь.
  2. Среднелегированная заготовка применяется для получения булата низкого качества.

Булатная сталь может изготавливаться при применении 4 основных технологий:

  1. Прямое сплавление измельченного графита и железной руды. Эта технология наиболее проста в исполнении. Для получения качественной стали в этом случае следует использовать руду с процентным содержанием металла не менее 85%. Очень часто в природе встречается руда с большим количеством серы, которая считается вредной примесью.
  2. Расплавление железа при непосредственном доступе углей. Эта технология обеспечивает попадание в сплав не только чистого углерода, но и различных оксидов, которые и обеспечивают получение требуемой структуры. Подобная технология сегодня применяется крайне редко, так как вместе с оксидами в состав попадают вещества, существенно снижающие качество.
  3. Обжигание сырья на протяжении длительно периода без обеспечения доступа воздуха. Подобная технология характеризуется тем, что позволяет получить дешевый металл с довольно высокими эксплуатационными качествами. Сталь, полученная данным методом, называется литым булатом. Применение подобного метода возможно только при точном расчете времени выдержки при обжоге, так как в противном случае состав набирается большого количества углерода, а это определяет повышение хрупкости и снижение ковкости.
  4. Сплавление железа без примесей с графитом в вакууме. Применение этой технологии позволяет существенно повысить качество получаемого металла, но при этом стоимость устанавливаемого оборудования весьма велика. За счет вакуума исключается вероятность попадания в состав вредных примесей и оксидных присадок.

В бытовых условиях зачастую применяется метод обжига сырья на протяжении длительного периода без обеспечения поступления воздуха. Он позволяет получить булат довольно высокого качества. Сплавление чистого железа с графитом проводится в промышленных условиях, так как возникают сложности с установкой специализированного оборудования.

Область применения

Когда на поле боя использовалось исключительно холодное оружие, булатная сталь высоко ценилась. Только зажиточные воины могли себе позволить клинок из подобного материала. Сегодня булат используется при производстве лезвий в основном коллекционного холодного оружия. Популярность булатной стали прежде всего связана с довольно необычным рисунком, который получается на поверхности металла.

В других областях промышленности булат не получил широкого применения. Это связано с тем, что он существенно уступает легированным составам практически по всем показателям. Кроме этого, сложность изготовления металла повышает его стоимость.

Немного истории

Изначально производством булата занимались мастера Индии и Ирана. Через некоторое время после появления этого сплава на территории Средней Азии ее стали привозить в Русь для производства холодного оружия. Для того чтобы классифицировать сырье по его качеству, стали применять различные термины: красный и синий булат, красное железо. Впервые производство этого металла наладил на территории России Златоустовский завод.

Изучением процесса получения булата начали заниматься в 1828 году по поручению Горного ведомства. Путем проб и ошибок после некоторого времени экспериментов металлурги смогли получить сталь, выпуская ее в виде слитков. Однако уже тогда инженеры определили, что используемые технологии получения булата не технологичны, а сам материал не стоит вложенных средств. В 1839 было изготовлено первое холодное оружие из булата, которое демонстрировалось в музеях Санкт-Петербурга.

Сегодня определение булата применяется в качестве собирательного названия для вязких и твердых сплавов железа с углеродом. По некоторым эксплуатационным качествам металл схож с чугуном, но его принято называть сталью. С каждым годом встречается все меньше специалистов, которые знают, как работать с булатом. Некоторые исследовательские металлургические организации проводят его изучение для выявления наиболее выгодных технологий производства этого вида стали.

tokar.guru

Булатная сталь: как сварить и выковать

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 в печи

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.


Нагретый слиток на наковальне
Ковка клинка

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.


Узоры на клинках из булата

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

hobbyall.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *