Наш клуб | Игры | Оружейная | Думки | Галерея | Дороги | Гостевая | Мастера | Форум

Известный

мастер-оружейник
Л.Б. Архангельский

О БУЛАТАХ И БУЛАТНЫХ КЛИНКАХ

 

 

К 200-летию со дня рождения П.П.Аносова
(1799-1999гг.)

Имя и труды Павла Петровича Аносова получили широкую известность в России и за границей. Он вошел в историю как великий металлург, выдающийся ученый в области горного дела, геологии, минералогии, химии, машиностроения, изобретательства и крупнейший организатор горнозаводской промышленности Урала и Алтая первой половины XIX века. Подлинным научным подвигом ученого и инженера являются его многолетние исследования по раскрытию тайны булата. Работы П.П.Аносова в нашей стране явились основой качественной металлургии, играющей в настоящее время огромную роль в производстве металлических материалов с заранее заданными свойствами, с которыми неразрывно связан научно-технический прогресс.

1

Мифы о булате популярны во многом потому что имеют под собой хотя и сильно искаженное заблуждениями, но вполне реальное основание. Действительно, великий русский металлург Д.К.Чернов писал, 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, плохо прокованное 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." Согласно проведенной в то время описи, в русской кавалерии было около 4000 узорчатых сабельных клинков, изготовленных в разных странах, в разное время и по различным технологиям. Из них только 100 клинков соответствовали строгим требованиям к качеству, предъявляемых к строевому оружию, и лишь четыре клинка, т. е. 0,1 % от общего количества, превосходили по своим свойствам стальное, безузорчатое оружие.

Итак, булат может иметь лучшие по сравнению со сталью свойства, но не всякий. Для получения "сверхстали" нужно подбирать режимы обработки металла, предварительно осознав "идею булата". Эта "идея" заключается в том, что неоднородная, узорчатая сталь при определенной обработке переходит в иное качество, становясь как бы не просто сталью и даже не совсем металлом.

УЗОРЧАТАЯ СТАЛЬ. Что такое булат? Называли этот материал 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). Само слово "фулад" отражает технологическую особенность получения металла и означает "очищенное" - вероятно, имеется в виду железо, переплавкой которого производили 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", "узорчатая сталь", а так же "красное", "белое" и "многосуточное железо". Встречаются термины "ликвационный булат", "сварочный булат", "микробулат", "порошковый булат" и, естественно, какой-то "настоящий булат".

Что такое булат как материал для изготовления клинков, ножей? Какой клинок можно без особых металлографических и лингвистических изысканий назвать булатным? Чтобы определить, чем отличается любой булат от стали, следует выявить его главный признак. Определить - значит ограничить, положить предел. Вот и нам нужно уяснить границы понятий "сталь" и "булат". Наиболее характерным признаком, отличающим булаты всех сортов от обычных сталей, является своеобразный узор на отполированной поверхности булатного изделия. Узор этот различим невооруженным глазом и выделяется в виде светлых линий на сером или черном фоне после протравливания изделия какой-либо слабой кислотой, но иногда он проявляется уже непосредственно после полировки. Эффект появления узора объясняется структурной 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 IX в., писал, что глядя на узорчатую сталь, видишь ее как снаружи, так и внутри. Действительно, знаток по одному лишь внешнему виду узорчатого клинка может определить структуру металла, технологию его изготовления, весьма часто место и время его производства и, в некоторых случаях, мастера-клиночника. Лучший в Европе знаток булатов П. П. Аносов говорил, что "... опытный азиатец не ошибется в выборе клинка без пробы и по одному узору определит, вязок булат или хрупок, тверд или мягок, упруг или слаб". Таким образом, неизменный спутник классического булата - различимый невооруженным глазом узор того или иного вида. Булат может быть литой, сварочный, японский, индийский, плохой, хороший - какой угодно, но узор должен быть! Чем выше четкость и контрастность узора, тем больше ценился булат. Этот внешний признак говорит о резкой неоднородности металла.

Исследования микроструктуры некоторых старинных клинков показали, что белые линии узора на них образованы вытянутыми (волокнистыми) скоплениями округлых цементитных частиц размером от 1 до 10 мкм, неравномерно распределенных в матрице, содержащей примерно 0,8% углерода и имеющей структуру сорбита или троостита. Ясно, что чем белее, чем четче узор, тем плотнее скопление частиц цементита и выше содержание углерода в волокне. При среднем содержании углерода в металле 1,5% в волокне может быть до 4% углерода - столько же, сколько в чугуне. Однако известно множество узорчатых клинков с совершенно другой структурой, например таких, в которых узоры образованы переплетением железных и стальных волокон или пластин. Встречаются также клинки, в которых наряду с железо-стальными волокнами присутствуют и сверхуглеродистые участки, как в клинках первого типа.

Разница в узоре клинков объясняется тем, что в течение двух тысячелетий оружейники применяли множество различных вариантов получения узорчатого металла, как с использованием кузнечной сварки, так и путем выплавки и последующей деформации (ковки) стали по особым режимам. Однако все многообразие получающихся при этом структур металла можно свести к четырем основным группам. В несколько упрощенном виде сочетание структурных составляющих в этих группах можно представить следующим образом.

СТАЛЬ - ЖЕЛЕЗО. В этом случае, при использовании наиболее древних технологий выплавки стали, слиток состоит из спекшихся железных зерен со стальной оболочкой переменного по толщине состава. Структуру такого же типа имеет и железо-стальной композит, получаемый с помощью кузнечной сварки стальных и железных пластин или прутков. Среднее содержание углерода в таком материале в большинстве случаев не превышает 0,8%.

ЧУГУН - СТАЛЬ - ЖЕЛЕЗО. Эта структура получается, например, при сплавлении в тигле чугуна и обрезков железа. При не слишком длительной выдержке чугун, сплавляясь с железными частицами, науглероживает, поверхностный слой приобретает свойства и структуру стали, а сердцевина у них остается железной. Частично отдавший свой углерод чугун после затвердевания слитка образует сверхуглеродистые прослойки. Кузнечной сваркой похожую структуру можно получить, посыпая свариваемый пакет пластин толченым чугуном, который при температуре сварки расплавляется и науглероживает их поверхность. Среднее содержание углерода в таком композите может доходить до 1,5%.

ЧУГУН - СТАЛЬ. Это сочетание можно получить сплавлением чугуна со сталью. Аналогичная структура получается при определенных условиях кристаллизации однородного высокоуглеродистого расплава, в результате которой формируется развитая цементитная сетка по границам крупных дендритов. Содержание углерода в композите этого типа иногда превышает 2%.

ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ - СТАЛЬ. При сплавлении чугуна с железом и при значительной выдержке углерод из чугуна переходит в железо, превращаясь при этом в высокоуглеродистую сталь, а железо науглероживается до стального состояния. Эта структура отличается от предыдущей тем, что максимальное содержание углерода в прослойках не превышает 2%.

По своей макроструктуре, которая и проявляется в виде узора, булаты подразделяются на металлы со слоистой и волокнистой структурой. Волокнистые, в свою очередь, могут быть либо с непрерывными (длинными) волокнами, либо с дискретными (короткими). Разновидностью волокнистого металла является "ленточный" Дамаск, у которого ширина поперечного сечения волокон во много раз больше их толщины.

Булаты издавна принято различать и по способу получения. Здесь известны две большие группы технологий. Первая группа объединяет технологии производства узорчатого металла, связанные с расплавлением хотя бы одной из составляющих композита. Таким образом получают классические литые булаты - индийский "вутц", арабский "фаранд", китайское "многосуточное железо" и т. п. Вторую группу составляют способы, основанные на применении кузнечной (диффузионной) сварки, которыми получают так называемые "дамаски" Естественно, что в каждой группе имеется множество разновидностей и, кроме того, существуют такие методы производства узорчатого металла (например, сварочного булата), которым одновременно присущи признаки производства как литого, так и сварочного композита.

В старину классификация основывалась в основном на внешних признаках - величине и форме узора, цвете и четкости его составляющих. Цвет фона узора, "грунт", мог быть серым различных оттенков, бурым и черным, причем черный цвет фона считался признаком булата высшего качества. Так, одним из высших сортов считается "кара табан", то есть "черный блестящий", узоры которого образованы белыми, блестящими линиями на фоне глубокого черного цвета. В старину знатоки булата еще одним из непременных признаков его высокого качества считали характерный отсвет или отлив на поверхности клинка. Этот отлив мог быть либо золотистого, либо красноватого цвета и становился виден при падении света на клинок под острым углом. Иранцы очень ценили "желтые клинки", из чего следует вывод о предпочтительности именно золотистого отлива. Красноватый отлив, равно как и светлый "грунт", свидетельствовал о повышенной хрупкости булата.

Очень распространенным и устойчивым был обычай присваивать сортам узорчатого металла названия местностей, в которых он производился. Баркер, английский генеральный консул в Алеппо (XIX в.), приводит несколько названий, классифицированных, вероятно, в большинстве своем по месту производства булатов, а именно: три сорта "табанов" - "кермани" (из Кермана в провинции Хорасан), "диши" и "эркек табан", два сорта "хорасанов" - "лахори" (из Лахора) и "баяз хорасан", два несомненно индийских сорта разновидности "гинди" -"сари" и "кум гинди" (волнистый индийский) - и, наконец, "лахори нейрис", "элиф Стамбул", "шам" (Шам - турецкое название Сирии) и "эски шам" (старинный шам). Сюда можно добавить и "бейад Стамбул" -"белый стамбульский", имеющий бледный волокнистый узор из практически прямых линий. И наконец, прославленный "аносовский" булат, который именуют также и "златоустовским".

Полковник Бутенев, посетивший в 1841 г. Среднюю Азию, в статье "О ковке булата в Бухарии" сообщает о том, что в Бухаре высшими сортами считались "симдани", "газгани", "гунеужевгар" ("новый алмаз"), "наурис" (нейрис) и "харусани" (хоросан?). К низшим относились "мешеди" (из Мешхеда), "гиндустани" (новый индийский булат), "собсидар" (зеленый) и "гиндустани ахак". При этом он указывает, что бухарцы предпочитали узоры округлые и правильные угловатым, иранские булаты - индийским, а старые сорта - новым.

Отмечу, что эти записанные европейцами азиатские названия относятся к литым разновидностям булата, в то время как названия сортов сварочного узорчатого металла, в изготовлении которого азиаты были немалые мастера, преданы забвению.

СВАРОЧНАЯ СТАЛЬ. Кузнечную сварку губчатого, кричного металла применяли еще в самом начале железного века, т.е. 3500 лет назад. Эта технологическая особенность нашла отражение в самом названии древнего металла - "сварочное железо". И в более поздние времена кузнечная сварка была неизменным спутником производства высококачественного металла. Суть технологии кузнечной сварки заключается в сближении очищенных от загрязнений и раскаленных поверхностей металла до расстояний, близких к межатомным. Тогда во время проковки происходит взаимопроникновение атомов, как бы "сшивающее" контактирующие куски металла.

Самой распространенной и простой является сварка сложенных стопкой пластин, образующих пакет. Пакет нагревают в горне и посыпают тем или иным флюсом, который сплавляется с образовавшейся на поверхности пластин окалиной и очищает от нее свариваемые поверхности. Растворяя окалину, флюс одновременно образует жидкий шлак, предохраняющий поверхность металла от дальнейшего окисления. Покрытый жидким шлаком пакет разогревают до белого каления и проковывают. Сначала выжимают жидкий шлак, а затем сильными ударами производят собственно сварку. После первой сварки пакета его расковывают на полосу и разрубают на несколько частей, которые снова складывают стопкой и производят вторую сварку. Эти действия повторяют до тех пор, пока не наберут желаемое количество слоев железа и стали в изделии.

2

Со времен раннего средневековья и до начала XIX в. в Европе при получении стали и железа из чугуна его пережигали в специальных печах для удаления излишнего углерода. К XVIIIв. было разработано около 90 видов этой технологии, получившей название кричного передела. Общим для этих технологий было получение промежуточного продукта в виде пропитанной шлаками очень неоднородной крицы. В одном куске сырцового металла соседствовали участки среднеуглеродистой стали с прожилками чугуна и высокоуглеродистой стали.

Для производства качественного металла требовалось удалить шлаки и выровнять состав, что и достигалось неоднократными проковками и сварками сырцовой стали. Товарная продукция получила в Европе название рафинированной стали. В статье "Краткое описание Златоустовской оружейной фабрики", опубликованной в "Горном журнале" в 1846 г. и принадлежащей, как полагают, перу П.П.Аносова, дано описание совершенного способа производства узорчатой "сварочной" стали.

Работа по этому способу начинается с очищения чугуна от примесей - в первую очередь от кремния. Очищенный переплавлением чугун отбеливали путем резкого охлаждения, а затем пережи-гали в кричном горне для удаления излишнего углерода. В горн сначала засыпали 15 кг железных обсечек и, когда они по мере сгорания угля опускались на дно, постепенно загружали до 100 кг чугуна. После выжигания некоторого количества углерода крицу сырцовой стали извлекали и проковывали в бруски.

Считалось, что получаемая, еще весьма высокоуглеродистая сырцовая сталь не годилась для выковки оружия, поскольку "... она местами или слишком груба, или слишком мягка. Притом же и не довольно чиста во внутренности, почему она должна быть улучшена." Для улучшения брусковую сталь проковывали в ленты, затем закаливали и по излому разделяли на четыре сорта: твердую, среднюю, мягкую и негодную. Из 20 листов первых трех сортов металла составляли пакеты, которые после первой сварки еще дважды разрубали пополам и сваривали, после чего расковывали на полосы. Такая 80-слойная сталь называлась "односварочною" и считалась годной не для оружия, а лишь для напильников и другого грубого инструмента.

Клинковую "двухвыварную" сталь получали сваркой пакета еще раз отсортированных 20 лент "односварочной" стали с последующим окончательным удвоением и расковкой в бруски. Таким образом, златоустовская клинковая "сварочная сталь" состояла из 3200 слоев сырцовой стали, в свою очередь образованной сплавленной смесью частиц высоко, -средне- и малоуглеродистой составляющих.

Откованные клинки закаливали в чистой ключевой воде и подвергали отпуску до синего цвета побежалости. Иностранных специалистов приводила в изумление проверка готового оружия на упругость, при которой зажатый в тиски златоустовский клинок 20 раз сгибали в полдуги в обе стороны без всякого вреда. Достижение совершенства в рафинировании стали составляло "... одно из главнейших попечений местного начальства, поскольку от доброты оружия нередко зависит жизнь воина."

Эта зависимость действует повсеместно, поэтому не приходится очень удивляться, что невероятно прославляемые сегодня японские мечи изготавливали из сварочного металла, неотличимо схожего со златоустовским. Оружейники далеких островов до 10 - 15 раз расковывали вдвое и проваривали заготовку из сырцовой стали "тама-хагане", пока металл не достигал требуемой степени однородности. Так же, как и в Европе, дальневосточные мастера-оружейники считали, что неоднородная и сверхвысокоуглеродистая сырцовая сталь непригодна для непосредственного применения в лезвии меча. В этом есть немалый смысл, поскольку при превышении уровня в 0,8% углерода твердость стали после закалки почти не повышается, а хрупкость значительно возрастает. Значит, для получения стойкого лезвия требуется выровнять состав и удалить из стали излишний углерод, т. е. подвергнуть сталь "рафинированию". В Японии это достигалось выжиганием углерода непосредственно из каждой заготовки клинка при неоднократных сварках и проковках.

При каждой сварке, будь то в Японии, Златоусте или Золингене, из металла выгорает некоторое количество углерода. Современными исследованиями было установлено, что при первой сварке рыхлого пакета с большой суммарной поверхностью частиц выгорает примерно 0,3% углерода. При каждом из последующих удвоений снижение содержания углерода составляет уже только 0,03%. Многократные сварки прекращались, когда кузнецы снижали содержание углерода в металле до желаемого уровня. Говорят, что металл считался готовым, когда отрубленная от пакета проба после закалки начинала поддаваться очень твердому напильнику. Это свидетельствовало о снижении содержания углерода до уровня около 0,7%.

Полученная мелкоструктурная сталь существенно отличалась от цементованной или литой тем, что в ней присутствовало громадное количество сварочных швов, а условное количество слоев железа и стали, могло достигать нескольких миллионов. Условное потому, что в результате диффузии углерода реально их оставалось не более нескольких десятков тысяч.

Стремление к получению максимально однородной структуры стали - это магистральный путь мировой металлургии, но не един-ственный. Многослойная рафинированная сталь с выровненным составом и очень мелким узором, безусловно, обладала многими достоинствами, высоко ценимыми в клинковом оружии - упругостью, остротой, способностью долго сохранять заточку.

Однако оказалось, что в странах Востока, который для нас является скорее Югом, большим почетом пользовались сварочные клинки, откованные из резко неоднородного металла с принудительно формируемым крупным узором. Этот клиночный металл в прошлом веке было принято называть "дамасской сталью".

Наблюдавший изготовление сварочного Дамаска оружейниками Константинополя (Стамбула) миланский ученый и путешественник Антон Кривелли в 1821 г. писал в докладе "Изготовление дамасских сабель", что для создания "дамасского" клинка недостаточно одной только смеси железа и стали, а потребно и искусство ее обработки.

Эта обработка могла быть весьма сложной. В немецких архивах сохранился рукописный документ, в котором говорится, что один араб, присутствовавший при изготовлении клинков из узорчатой стали в Дамаске, изготовил образцы этой стали в России. По этому рецепту листы железа, рафинированной и сырцовой стали должны быть связаны вместе (всего 11 листов) и скручены на шесть оборотов, причем скручивать следует еще до сварки. Эта связка проковывается воедино, складывается вдвое, проковывается вновь, и так повторяется шесть раз, после чего болванку разделяют на пруты, которые скручивают и снова проковывают. Три тонких прута сваривают воедино, еще раз складывают вдвое "... и уже из этого изготавливают клинки, лучшие и прекраснейшие на свете."

Производили "дамасскую сталь" и другими методами. Так, например, Беруальдо Бьянчини, автор вышедшей в 1829 г. книги "О дамасских клинках турецкого типа", писал, что "... масса, употребляемая сегодня для создания дамасских клинков, в точности та же самая, какая идет на изготовление клинков совершенно ординарных, т. е. равномерная смесь стали и железа в соотношении два к одному. Вытягивание дважды рафинированных болванок в полосу и последующее выковывание клинка между двух штампов происходит также, как и при изготовлении обычного клинка. Единственное различие состоит в том, что штамп для "Дамаска" должен быть снабжен различными рельефами, которые желательно перенести на клинок. При ковке молотом сменяющие друг друга листы стали и железа клинка вдавливаются в углубления штампа, в результате чего возникают углубления или рельеф, которые, будучи затем спилены, дают желаемый узор."

Показательно, что Бьянчини называет "Дамаском" только тот металл, который имеет регулярный рисунок, а клинки из рафинированной стали (кстати, соответствующей "односварочной" златоустовской) называет обычными. Для того времени это вполне соответствовало действительности, поскольку вся европейская и, в еще большей степени, азиатская сталь, кроме цементованной, была в той или иной степени неоднородной.

Таким образом, в старину практиковались два разных метода производства хорошей сварочной стали, один из которых основывался на максимальном измельчении слоистой структуры, а другой - на формировании заданного, регулярного узора в сочетании с резкой неоднородностью металла. Общим для этих методов производства узорчатого металла является обязательное и многократное использование кузнечной сварки.

В мелкоструктурной "рафинированной" стали узорам вполне справедливо не придавали особого значения, потому что прочность ее зависела главным образом от среднего химического состава металла и от степени измельчения структуры, достигаемой путем формирования особо тонких слоев. В значительно более неоднородном Дамаске вид макроструктуры, напротив, очень сильно влиял на свойства клинка. В Западной Европе были разработаны десятки сортов сварочной стали, не отстали от них и оружейники Малайзии, где также существовало до 50 разновидностей узоров клинков традиционного местного оружия - "крисов". Несмотря на такое обилие, все эти сорта довольно нетрудно упорядочить, разделив их по принципу образования на несколько групп, а именно на "дикий", "штемпельный" и "крученый (турецкий)".

Хотя в коллекционных образцах оружия нередок и так называемый "дикий" узор Дамаска, образующийся в результате довольно беспорядочного перемешивания металла в результате ручной ковки, мастера все же предпочитают ковать клинки из "штемпельного" дамаска с его регулярным узором, о чем писал еще Б. Бьянчини. "Штемпельным" узор назвали в Германии по способу его образования путем набивки специальным штампом-штемпелем строго упорядоченного рельефа на заготовку клинка, после сошлифовки которого слои искажаются в заданном порядке. Видов этих узоров немного и большинство из них были известны еще в прошлом веке. К ним относятся ступенчатый, волнистый, ромбический (сетчатый) и кольчатый.

Ступенчатый узор характеризуется относительно узкими прядями линий, расположенными поперек клинка. В зависимости от размеров рельефа, тщательности отковки и шлифовки клинка узор может представлять собой либо концентрические овалы, либо разомкнутые, волнистые фигуры, напоминающие ряд сосулек или сталактитов, свисающих с обуха клинка.

Распространенным видом "штемпельного" узора является ромбический, имеющий две разновидности. Одну из них получают, насекая поверхность заготовки зубилом крест-накрест, отчего узор имеет вид сплетенной из нитей сетки, наброшенной на клинок из "дикого" Дамаска. Соответственно, и узор называется "сетчатым". Второй разновидностью является узор, который в Германии называют "мелкие розы". Он имеет вид четких концентрических ромбов и набивается имеющим пирамидальные выступы штампом, похожим на кулинарный молоток для отбивания мяса.

Третий, кольчатый вид "штемпельного" узора в США называют "павлиний глаз", хотя он больше похож на "павлиний хвост", поскольку на клинке в четком порядке расположены многочисленные концентрические окружности. Некоторые современные мастера по разметке засверливают непосредственно саму заготовку клинка, другие делают то же самое со штампом, которым и набивают этот узор, когда потребуется. Похожий до неразличимости узор получается, если на заготовке клинка нарезать, а не насечь, сетчатообразный рельеф с высокими квадратными выступами. При расковке эти квадраты вдавливаются и расплываются, образуя регулярный кольчатый узор.

Естественно, многие мастера в совершенстве овладели и методами изготовления различных разновидностей столь красивого металла, как "турецкий" дамаск. Так, в XVII - XVIII вв. его назвали те же германцы, когда увидели привозимые с Востока сабли из местных разновидностей сварочного металла. При этом они успели подзабыть, что подобный металл они сами изготавливали еще во времена поздней Римской империи. Такой узорчатый металл называли "розовым дамаском". Такое название металл получил из-за схожести вида узо-ра с цветками розы. На Руси его называли "харалуг" - как считают, от тюркского выражения "кара-лыг", т.е. "черный цветок".

Отличительной особенностью разновидностей "турецкого" или "харалужного" Дамаска являлось то, что клинки отковывались из предварительно туго закрученных прутков неоднородного металла, подобно как в приведенном выше старинном сирийском рецепте. Узоры при этом получались крайне разнообразными и причудливыми, но технологические приемы их получения можно систематизировать и сгруппировать по мере усложнения изготовление клинка: из одного слоистого закрученного прутка; из одного ряда прутков, закрученных в разные стороны; из таких же прутков, но расположенных в два ряда; таким образом, что разные его части откованы с использованием крученого Дамаска разного вида.

Необходимо подчеркнуть, что до сих пор шла речь о методах образования узоров при изготовлении клинков из разновидностей слоистого металла. Использование его волокнистых видов даже в самом незатейливом, "штемпельном" Дамаске очень сильно усложняет узор, делая его более насыщенным в декоративном плане и прочным в механическом смысле.

Структуру металла со сверхуглеродистыми прослойками можно получить, применяя при кузнечной сварке композита в качестве флюса дробленый чугун, что и делали многие кузнецы древности. Углерод чугуна мгновенно соединяется при температуре сварки с окалиной, отнимая у нее кислород. В итоге вместо окалины образуется углекислый газ и чистое восстановленное железо, которое тут же науглероживается от контакта с жидким чугуном. Чугун в данном случае является более эффективным карбюризатором, чем древесный уголь, поскольку при температуре сварки чугун расплавляется и углерод находится в нем в растворенном, более химически активном виде. Растекаясь по поверхности заготовки, жидкий чугун очищает ее от окалины, попутно теряя свой углерод и вследствие этого затвердевая. При последующей проковке часть жидкого чугуна выжимается, но остаются тонкие прослойки достаточно вязкого, обедненного углеродом чугуна и сверхуглеродистой стали. Дальнейшую расковку пакета производят при несколько пониженных температурах, чтобы сверхуглеродистые прослойки не расплавлялись, поэтому некоторые оружейники говорят, что они не сваривают пакет или жгут, а "паяют" его чугуном. Науглероживание поверхности металла расплавленным чугуном называют "чугунением" или "насталиванием".

Цыганские кузнецы, потомки выходцев из Индии, применяли чугунение поверхности при сварке жгутовых заготовок из малоуглеродистой проволоки. Получаемая в результате первой сварки структура имела вид толстых железных волокон с прослойками высокоуглеродистой стали. После второй и последующих сварок внутри весьма высокоуглеродистой оболочки каждого волокна располагался волокнистый железо-стальной композит. Режущие свойства такого Дамаска были самого высокого качества.

Необычный способ повышения твердости Дамаска с чугунными прослойками описывает кузнец-оружейник В.И. Басов. По этому способу готовый многослойный пакет с тонкими сверхуглеродистыми прослойками нагревают до 1170-1180 °С и после небольшой выдержки резко охлаждают в ледяной воде до 800-850 °С. При сильном нагреве чугунные прослойки частично расплавляются и металл насыщается растворенным углеродом до высокой концентрации. При резком охлаждении металл очень сильно сжимается и часть углерода в структуре прослоек превращается в... алмаз. По словам Басова, после ковки при невысоких температурах (не более 800 °С) твердость такой "алмазной стали" может достичь запредельного показателя - 76 HRC (для сравнения: твердость напильника составляет всего около 62 HRC).

Фактически, Басов в несколько измененной форме повторил опыт французского ученого А. Муассана, который в прошлом веке в поисках способа получения искусственных алмазов вылил расплавленный чугун в холодную воду. После растворения полученного слитка крепкой кислотой, Муассан обнаружил в осадке мелкие, крайне твердые кристаллики, которые царапали даже корунд. Хотя последователям ученого получить алмазы этим методом не удалось, мысль о клинках с алмазной твердостью не оставляет и современных исследователей.

Один из них добился в этом деле несомненных успехов. В декабре 1991 года в журнале клиночников-профессионалов "Блэйд" появилась заметка, что крупнейший американский специалист в области узорчатых сталей Дэрил Мейер получил "алмазный" дамаск. Используя современные технологии, содержание которых не описывается, он получил сталь, содержащую 0,8% углерода, в которой 15% ее объема занимали мельчайшие кристаллики алмазов. Вероятно, он применил один из вариантов порошковой технологии, основанной, в сущности, на тех же принципах, что и кузнечная сварка.

Итак, применяя простейшие виды кузнечной сварки, получают в итоге структуру металла, состоящую из переплетенных железных и стальных слоев или волокон. Соотношение железа и стали, а также характер сочетания слоев в композите в зависимости от желания мастера могут быть какими угодно. Само собой разумеется, что Дамаск может и не иметь в своей структуре железа, а состоять только из слоев-волокон сталей разных марок, отличающихся друг от друга содержанием как углерода, так и легирующих элементов, например, никеля или хрома. "Алмазные" сверхкомпозиты стоят особо ввиду дополнительного усложнения технологии.

Главным достоинством кузнечной сварки является ее технологическая простота. Горн и молоток, да еще горсть песка в руке опытного кузнеца - вот и вся технология. Главный же недостаток этой древнейшей технологии - невозможность сварки большинства легированных, более прочных сталей. Только железо и малолегированные стали могут применяться при изготовлении Дамаска с использованием кузнечной сварки. 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 высоколегированных сталей, для оружейной деятельности приходится использовать некоторые виды вакуумной технологии. Поскольку окисления предварительно зачищенных поверхностей при нагреве в вакууме не происходит, то становится возможной сварка высоколегированных, в том числе нержавеющих, сталей. Естественно, использование всех видов флюсов при этом становится излишним.

Известен метод диффузионной сварки в вакууме, разработанный профессором Н.Ф. Казаковым. По этому методу соединяемые пластины шлифуются, складываются стопкой, нагреваются в вакуумной камере и сдавливаются прессом. После выдержки раскаленных пластин под давлением в течение нескольких минут в результате диффузии элементов образуется прочное соединение. Сваренный таким образом пакет расковывается на пластины, которые снова шлифуются, свариваются и так до тех пор, пока не получится нужное количество слоев. Используя этот метод, можно изготавливать дамаск из нержавеющих, быстрорежущих и иных высокопрочных сталей. Пожалуй, главный недостаток диффузионной сварки - большие отходы металла при шлифовке перед сваркой (до четверти пакета превращается в пыль за один цикл).

Высокопроизводительным методом сварки высоколегированных сталей является прокатка пакета шлифованных или очищенных другим методом пластин на вакуумном прокатном стане, где нагрев заготовки и ее прокатка в валках производится в вакууме, исключающем окисление поверхности заготовки. Величина свариваемого вакуумной прокаткой пакета может быть весьма значительной. Например, один из работавших в СССР "вакуумных" станов мог прокатывать нагретый до 1200°С многослойный пакет толщиной 10 см, шириной 80 см и длиной два с половиной метра! В принципе, на нем можно получить 150 кг хорошего пятисотслойного Дамаска любого состава за один цикл.

Для сварки металлических волокон и гранул применяют используемое в порошковой металлургии устройство, называемое газостатом. В похожую на высокую бочку и наполненную инертным газом камеру газостата помещают вакуумированную и герметическую капсулу, наполненную проволокой, металлическим порошком или смесью того и другого. Затем нагревают капсулу до 1200-1400°С и заполняют камеру газом до тех пор, пока давление в ней не достигнет примерно 1500 атм. Металл в раскаленной капсуле спрессовывается так, что в композите не остается ни малейших зазоров или пор. После завершения цикла сварки спекшуюся с композитом оболочку удаляют механическим путем и очищенный композит проковывают или прокатывают обычным порядком. Цикл спекания весьма длительный, но и композита можно получить за один раз довольно много. Камера газостата, установленная в одном из московских институтов, имеет высоту 2.5м, диаметр около 1м. Очевидно, что технологические параметры газостата позволяют получить любую из известных в истории структур Дамаска.

Приведенные примеры далеко не полностью исчерпывают достижения исследователей узорчатых металлов в применении новейших технологий. Эти технологии дают возможность использовать при изготовлении Дамаска любые высокопрочные легированные стали, что резко повышает функциональные свойства изготовленного из него клинка.

ЛИТОЙ БУЛАТ. Литой узорчатой сталью следует считать такую, при получении которой хотя бы одна из составляющих композита расплавляется. Промежуточную позицию между литым булатом и сварочным Дамаском занимает композит, при изготовлении которого с помощью кузнечной сварки применяется расплавленный чугун в качестве флюсовой, науглероживающей добавки. Одно из названий получаемого таким образом узорчатого металла - "сварочный булат".

Наиболее древние способы производства литой узорчатой стали основаны на том, что температура плавления чугуна - около 1200°С, а чистого железа - более 1500°С, т. е. увеличение содержания углерода в сплаве на 1% снижает температуру его плавления примерно на 80 градусов. Использующие это явление способы носят общее название двухфазных, т. к. основаны на недорасплавлении сравнительно малоуглеродистых включении, взвешенных в высокоуглеродистом расплаве. В печи или тигле образовывался своего рода металлический "компот" - в жидком, расплавленном чугуне плавали хоть и размягченные, но твердые куски железа. После затвердевания и расковки слитка в клинке чередовались участки очень твердой и хрупкой сверхуглеродистой стали с участками вязкого, но мягкого металла.

Древние виды двухфазного литого булата похожи на описанную ранее грубоструктурную сырцовую сталь, с тем лишь отличием, что слитки булата были не крицеобразными и загрязненными шлаками, а плотными. На грубую структуру древнего литого металла указывал известный арабский ученый Аль-Бируни, который в X в. писал: "Сталь бывает двух сортов: первый, когда в тигле одинаковым плавлением сплавляется "нармохан" (кричное железо) и его "вода" (чугун). Они оба соединяются так, что не отличимы один от другого. 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" и в мечах он высоко ценится.

К мечам, известным под названием "аль-кубурийские", относятся как будто те, которые находят в могилах знатных покойников. И слышал я, что на них остаются тонкие жилки, не впитавшие "воду". Когда они попадаются на лезвиях, то мечи не способны резать из-за отсутствия твердости. Если эти жилки стесать, то вреда нет."

Подобные "аль-кубурийским" грубые "жилки" имел в древности и китайский вариант булата. Китайские оружейники, еще в VI в. столкнувшиеся с этим неприятным обстоятельством, занялись поиском более совершенной технологии производства оружейной стали. Один из позднейших вариантов производства "китайского железа" описан Сун Инсином в 1637 г. Он писал: "Метод получения стали состоит в следующем. Ковкая сталь расплющивается в бруски шириной в палец и длиной примерно 4 сантиметра. Их заворачивают в листы ковкой стали и сверху плотно укладывают чугунные чушки. Всю печь замазывают землей или глиной и начинают раздувать меха. При достаточной температуре чугун плавится и, капая и стекая, проникает в ковкую сталь. Когда оба металла образуют единое целое, сплав вынимают и отковывают. Затем его опять плавят и отковывают. Все это повторяется много раз."

Цель многочисленных переплавок и проковок достаточно очевидна - китайцы старались выровнять состав металла, усреднить его по всему объему слитка или поковки. При проковке крупные включения нерасплавленного железа вытягиваются, утончаются и постепенно науглероживаются, а многократная переплавка обеспечивала последовательное получение все более тонковолокнистого чугунно-стального композита. Напомню, что европейцы схожий процесс измельчения структуры называли "рафинированием" стали.

Индийские кузнецы применяли другую технологию выплавки, также обеспечивающую приемлемую степень неоднородности металла, но без дополнительной переработки слитка. Например, известен индийский рецепт прямого получения ценного булата сорта "акбари" из руды. Согласно этому рецепту, в тигель вместе с древесным углем и флюсом следовало засыпать смесь изначально мелких частиц двух руд - бурого и магнитного железняка, а именно три части магнитного железняка и две части бурого. Содержание железа или, иначе, пустой породы в этих рудах было разным, поэтому и чистый металл из частиц этих руд восстанавливался с разной скоростью. В итоге восстановившийся первым металл за время плавки (около суток) успевал сильно науглеродиться от контакта с древесным углем и расплавиться, а выделившийся из более бедной руды оставался менее углеродистым и твердым.

Мастер-плавильщик строго контролировал ход плавки, чтобы не пропустить момент сплавления зерен металла в монолитную, но неоднородную массу. При некотором навыке не составляло особого труда вовремя прекратить плавку и зафиксировать образовавшуюся неоднородную структуру слитка. Характерно, что П.П. Аносов сотни лет спустя на основании своего опыта указывал, что искусство мастера в том и состоит, чтобы остановить плавку в тот момент, когда последний кусочек железа начнет расплавляться.

3

При длительной плавке металл мог столь сильно насытиться углеродом, что слиток имел не железо-стальную, а чугунно-стальную структуру. В пользу этого предположения говорит то обстоятельство, что для образования плотного слитка, без раковин и шла-ковых включений, требовалась хорошая жидкотекучесть металла, которой чугун или очень высокоуглеродистая сталь обладали в пол-ной мере. Д-р Скотт, в начале XIX в. доставивший в Англию из Бомбея подлинные 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 2-х металлов различной степени плавкости, Таким образом, наличие в индийском "вутце" сверхуглеродистых, чугунных (по химическому составу) прослоек неоспоримо.
Раньше сплавление кусков железа и чугуна носило название "иранского способа" получения булата, а "индийским" именовался метод, заключающийся в сплавлении руды с древесным углем. Это деление весьма условно, поскольку, как следует из описаний "Лейденской летописи", древний ирано-арабский "фулад-пулад", давший название "булату", получали сплавлением смеси кусков железа с толченым древесным углем. Различия в исходных материалах не столь существенны, как сам принцип двухфазности плавки. И арабский, и китайский, и индийский методы выплавки узорчатого металла первоначально основывались на том, что малоуглеродистая сталь не полностью расплавля-лась в маломощных сыродутных печах, а значительно более легкоп-лавкий чугун расплавлялся сравнительно легко и быстро.

Впоследствии оказалось, что при определенных условиях из однородного расплава также можно получить узорчатый слиток. Достигалось это путем замедленной кристаллизации высокоуглеродистого расплава, при которой вырастают крупные зерна-кристаллы, размер которых может достигать нескольких миллиметров. По границам этих кристаллов-дендритов выделяются карбиды, образующие цементитную сетку. Если ковать такой крупнозернистый металл при невысоких температурах, то сплошная цементитная сетка дробится на мелкие частицы и образуется видимый глазом булатный узор. Полученный таким образом узорчатый металл исследователи называют сейчас "дендритная сталь" - по дендритному характеру кристаллизации слитка, или "ликвационный булат" - по образованию узора вследствие ликвации углерода.

Четкость узоров растет с увеличением содержания углерода в металле, и в слитке стали с содержанием углерода 2% цементитная, карбидная сетка занимает до 20% объема слитка. Легирование стали карбидообразующими элементами - в первую очередь ванадием и хромом, также способствует повышению четкости узоров. Например, шарикоподшипниковая сталь с 1% углерода и 1,5% хрома после соответствующей обработки имеет весьма красивые узоры, а инструментальная сталь с тем же содержанием углерода, но без хрома, узоров не имеет.

Образованию крупных, четких узоров способствует и такая примесь, как фосфор. В высокоценимых восточных булатных клин-ках XVII-XVIII вв. содержание фосфора доходит до 0,2%, что примерно в десять раз превосходит его содержание в европейской рафинированной стали того времени. Не давая подробного объяснения механизма действия фосфора, ограничимся лишь ука-занием на то, что при кристаллизации высокофосфористого расплава происходит выделение объемов чистого железа в слитках даже высокоуглеродистой, заэвтэктоидной стали, где их быть не должно. Поскольку и железные, и карбидные включения при травлении клинка остаются белыми, в то время как стальная матрица темнеет под воздействием кислоты, то в клинках с содержанием углерода около 1,5% доля светлой составляющей узора может доходить едва ли не до половины всей площади.

Слитки "ликвационных" булатов, равно как и клинки из них, расковывают при нагреве до невысоких температур, не превышающих 800-850 °С. Это совершенно обязательное условие, иначе, при более сильном разогреве, карбидные частицы полностью растворяются и узоры исчезают. Аносов по этому поводу писал, что "... потеря узоров при ковке булата составляет вину кузнеца".

Другим условием правильной ковки является ее постепенность. Аносов прямо указывал, что качество булата тем выше, чем медленнее ведется ковка. Действительно, аккуратная ковка при невысоких температурах, требующая многочисленных подогревов, приводит к повышению контрастности узоров. При нагреве мел-кие карбиды и острые грани карбидов крупных растворяются, а при остывании углерод вновь выделяется на поверхности крупных частиц в высокоуглеродистом, прочном волокне "ликвационного" булата. При отковке из слитка булатного клинка каждый его участок нагревают до 6-8 раз и первоначально слегка размытый узор приобретает резкость и контрастность.

Методы выплавки слитков таких "ликвационных" булатов хорошо известны. Общим для всех них является условие замедленного, длительного остывания слитков, в результате чего и проис-ходит образование грубокристаллической структуры. Так, посетивший Иран (Персию) штабс-капитан Масальский в "Горном журнале" за 1841 год так описывает виденный им в Персии процесс выплавки булата: "В огнеупорный тигель мастер закладыва-ет измельченную смесь старого, бывшего в употреблении железа и зеркального чугуна в соотношении 1 часть чугуна на 3 части железа. Плавка продолжалась 5-6 часов, после чего дутье прекращали и дожидались, пока печь "затихнет". Затем тигли вскрывали, вкладывали в них немного серебра в количестве 4-5 золотников и снова засыпали печь углем. Все отверстия печи тщательно замазывали и тигель остывал в тлеющих углях в течение 3-4 дней".

П.П.Аносов также считал медленное охлаждение тигля необходимым условием получения высококачественного булата. По его указа-нию сталеплавильные тигли оставляли остывать в печи, засыпая их до самой крышки горячей золой. Необходимость длительной выдержки слитков булата в печи навела его на мысль подвергнуть "булатному" отжигу болванки обычной высокоуглеродистой стали. Оказалось, что подвергая ее длительному отжигу, возможно получить булат. Выдержка при высоких температурах способствовала укрупнению зерна металла, а первоначальные цементитные выделения укрупнялись и обособлялись. Правда, узоры клинков из отожженой стали были мелкими, а качество не столь высоким, как у откованных из изначально узорчатого слитка. Так неутомимый исследователь разработал третий, дополнительный способ получения литой узорчатой стали.

Как видно из описаний Масальского, иранцы совмещали замедленную кристаллизацию слитка с его многодневным отжигом при краснокалильном жаре. Более того, они не только слитки, но и уже откованные клинки подвергали подобному отжигу с целью повышения четкости и контрастности узоров. Во время отжига печи топили сушеным навозом, что помимо улучшения узоров одновременно могло способствовать и насыщению поверхности клинков азотом. По моему мнению, последовательные искажения перевода первоисточника привели к распространению мнения, что клинки просто закапывали на неделю в кучу навоза для азотирования поверхности. Это досадное заблуждение дало повод одному современному автору пренебрежительно заметить, что после такой обработки их оттуда можно было и не доставать.

Итак, в средневековье применялись два основных метода производства литой узорчатой стали и один дополнительный, а именно: неполное расплавление (с остатками твердой фазы) замедленная дендритная кристаллизация однородного расплава и длительный отжиг высокоуглеродистой стали. Впрочем, существовали и комбинированные способы, когда расплав чугуна с мелкими включениями железа медленно кристаллизовался, а затем дополнительно подвергался отжигу. В сочетании с грамотной ковкой и закалкой это обеспечивало получение булатных клинков с великолепными узорами.

Выражение "плясать от печки" имело для восточных кузнецов-оружейников древности едва ли не буквальный смысл. Применение ими тигельной плавки в низкотемпературных печах, в которых было возможно расплавить лишь чугун или высокоуглеродистую сталь, автоматически обеспечивало получение того или иного типа узорчатой стали. Европейцы выплавляли сталь в конвертерах и мартенах, в которых получали полностью однородный расплав, а слиток с резко неоднородной структурой считали одним из видов брака. Готовый слиток ковали при максимально допустимой температуре, руководствуясь правилом "куй железо, пока горячо". При такой ковке разрушались и дендритная структура и цементитная сетка, которые могли бы еще даже при такой плавке образовать булатные узоры.

Не случайно именно в XIX в. после внедрения высокопроизводительных способов производства стали, громко заговорили о загадке литого булата и его утерянных секретах. Таким образом, не утеря технологических приемов, не упадок, а наоборот, прогресс производства привели к тому, что булатные клинки стали экзотикой. Однако интерес к ним вновь возродился, на что есть свои, весьма веские причины.

ИССЛЕДОВАНИЕ СЕКРЕТОВ ЛИТОГО БУЛАТА. Наиболее полно исследовал методы производства литых разновидностей узорчатого металла русский металлург, генерал-майор корпуса горных инженеров Павел Петрович Аносов, который в 30-х годах прошлого столетия выплавил на Златоустовском оружейном заводе булат самого высокого качества и указал основные способы его производства.

При изготовлении по первому предложенному им способу булат получается непосредственно при восстановлении железной руды путем сплавления ее в тигле с графитом. Непременным условием считалась высокая чистота исходных материалов. Действительно, иранцы не использовали этот метод потому, что их местные руды были сильно загрязнены серой.

Второй способ Аносова - соединение железа с углеродом и дальнейшее восстановление его закисью железа. Иными словами, в ранее выплавленный чугун нужно было добавить железную окалину (руду), плавить руду не с графитом, как в первом способе, а с чугуном. Часть содержащегося в чугуне углерода соединяется с кислородом окалины (руды) и чугун превращается в высокоуглеродистую сталь. Из руды при этом восстанавливается железо или малоуглеродистая сталь. Поскольку процесс выравнивания состава в результате диффузии углерода и перемешивания расплава не происходит мгновенно, то при определенных режимах плавки и кристаллизации возможно сохранить в слитке такую неоднородную структуру. Кстати, Аносов указывал на то, что булат должен затвердевать в тигле, так как "... разливка по изложницам портит металл". Вероятно, "порча" происходит вследствие интенсивного перемешивания расплава при разливке и сравнительно быстрого охлаждения изложниц.

Третий опробованный Аносовым способ представляет собой "... сплавление железа непосредственно с графитом." В тигель загружали обрезки железа, графит, флюс и железную окалину. Плавка длилась до 5.5 часов и в ходе ее обрезки железа сильно науглероживались и частично расплавлялись, а окалина восстанавливалась до чистого железа.

Четвертый способ, о котором писал Аносов, нельзя прямо отнести к способам производства литого булата, поскольку расплавления металла в этом случае не происходит, а узорчатый металл получался в результате длительного, многодневного отжига литой высокоуглеродистой стали. Таким образом, Аносов умел получать все основные виды литого булата, хотя некоторые исследователи высказывают сомнения в том, что Аносову действительно удалось раскрыть древние методы выплавки азиатских булатов. Сравнив описанные ранее традиционные методы с четырьмя способами Аносова, легко заметить, что это не так.

В лаборатории Горного института еще в прошлом веке был исследован один из лучших клинков из аносовского булата. Химический анализ показал, что металл содержит 1,3% углерода и 0,5% кремния. Проведенное позднее микроскопическое исследование другого образца показало, что узор в нем образован волокнистыми скоплениями цементита в троостито-сорбитной матрице. Вероятно, этот образец был откован из булата, выплавленного по третьему способу, плавно перетекшему в пятый, когда в результате длительной выдержки при высокой температуре образовался однородный расплав, долго остывающий в тигле вместе с печью.

Во времена Аносова булатом называли любую узорчатую сталь, более прочную и острую по сравнению с обычной, однородной, поэтому высококачественные образцы стали сравнивали именно с булатом. Так, например, в 1820 году Департамент горных дел получил сообщение о том, что на Баташевском заводе (ныне Выксунский) делают "... булат или подражание дамаскинской стали." Примечательно, что современный исследователь и теоретик булата, профессор В. А. Щербаков, родом из Выксы, где один из районов города до сих пор носит название "Булатня", поскольку раньше в нем жили булатных дел мастера.

В 1827 г. чиновник мастерской Оружейной палаты Г. И. Реваз, грузинский дворянин, изготовил на Тульском оружейном заводе несколько образцов булатной стали и сабельных клинков из нее. Клинки издавали резкий и высокий звон, подобно восточным булатным, а узор сохранялся даже после переплавки(!) образцов. Реваз предложил открыть секрет выплавки булата и обучить мастеров, однако описанный им рецепт изготовления булата из железа, чугуна и руды вызвал недоверие у металлургов того времени, считавших, что этот способ "противоречит здравым понятиям первоначальных правил химии." Решили, что Реваз изготовил свои клинки из подлинного, старинного индийского вутца. Подробного описания способа не сохранилось, поэтому сейчас нельзя сделать обоснованный вывод о соответствии "правилам химии" этой технологии, но набор исходных материалов, равно как и свидетельство о сохранении узоров после переплавки образцов, говорит в пользу Реваза.

4

Безусловно, неоспорим факт, что в прошлом веке наибольших успехов в производстве булата добился начальник Златоустовских оружейных заводов П. П. Аносов. Он отмечал, что, по его мнению, булат - это недоваренная сталь с не полностью расплавившимися железными частицами. В то же время необходимым условием получения булата он полагал замедленное охлаждение, способствующее образованию хорошо различимых узоров. Результаты своей работы и свое объяснение сути булата он изложил в статье "О булатах", на которую вот уже 150 лет ссылаются другие исследователи. К сожалению, объяснений Аносова не поняли даже его современники, которые сочли, что он либо умышленно не раскрывает сути булата, либо не понимает ее сам. После смерти Аносова подробности технологии выплавки булата были постепенно забыты.

Ученик Д. К. Чернова, Н. Т. Беляев, в 1906 г. написал очень интересную работу "О булатах", в которой образование узоров в литой стали объяснял дендритной кристаллизацией сплава и развитой ликвацией углерода. На основании опытов П. П. Аносова он сделал вывод, что с увеличением содержания углерода характер узора булата меняется от продольного до сетчатого и коленчатого. Позднее, в 1923 г. он написал, что старые индусы сначала получают сталь с первичной структурой, а затем выковывают из нее заготовки таким образом, чтобы распределение первичных кристаллов имело волнистую форму. При ковке происходит разрушение длинных игол цементита и он приобретает округлую форму.

Другой ученик Чернова, Н. И. Беляев, вслед за своим однофамильцем опубликовал работу, носящую традиционное название "О булате", в которой писал, что ".. будучи далек от мысли воспроизвести лучший коленчатый узор индийских мастеров, я тем не менее даю образцы того, как, видоизменяя ковку, можно видоизменить узор, делая его более красивым и совершенным в механическом смысле. " Беляевы добросовестно развили идеи своего учителя о причинах возникновения узоров в литой стали, и, тем самым, внесли фундаментальный вклад в понятие о дендритном, иначе ликвационном, булате. Справедливости ради надо отметить, что идею об образовании булатных узоров посредством фасонной ковки стали с неоднородным распределением углерода высказал еще в 1822 г. директор парижского монетного двора Бреан.

В 1919г. профессор Днепропетровского горного института А. П. Виноградов исследовал узорчатый металл, полученный низкотемпературной прокаткой среднеуглеродистой стали с последующим длительным отжигом при температуре 850°С. В результате такой обработки получалась "полосчатая структура" металла, состоящего из видимых невооруженным глазом полос перлита (0,8% углерода) и чистого железа. Эта структура неотличимо схожа с классическим железо-стальным композитом, получаемым с помощью кузнечной сварки. Интересно отметить схожесть метода с иранским, при котором откованные едва ли не "в холодную" булатные клинки отжигались в отапливаемой навозом печи в течение недели.

Применяя различные приемы ковки и скручивания литого композита, Виноградову удалось получить почти все известные виды булатного узора. Он полагал, что получил "мягкие" булаты Аносова, которые, даже имея ясно выраженные узоры, не увеличивали своей твердости после закалки. Но его разработки остались невостребованными. Современники профессора высказали мнение, что ему не удалось разгадать древний секрет производства литого булата, а разработанная им технология является скорее одним из вариантов получения дамасской стали.

Примерно в то же время Кети Харнекер, сотрудница золингеновской фирмы "Хенкельс", основываясь на работах Н.Т Беляева, начала свои исследования литой узорчатой стали. Через несколько лет ей удалось выплавить узорчатую сталь, имеющую узор в виде паутины, очень напоминающий узор жгутового, волокнистого Дамаска. Другие виды узора, хотя и не такие четкие, как в классических образцах, она получала интенсивной проковкой композита ручным молотом.

Пробовала она получать узоры и на цементованной стали. Очень чистое железо подвергали цементации в древесном угле при 1100°С в течение 12-14 дней, а затем медленно охлаждали. Выделение цементита происходило частично в виде сетки, частично в виде длинных игл, находящихся в железной (ферритной) или стальной (перлитной) матрице. Пруты расковывали при максимально низкой температуре, полученные клинки закаливали и отпускали до фиолетового цвета, т. е. примерно при 250°С. Несмотря на высокое (1,5%) содержание углерода, клинки обладали высокой упругостью и были очень острыми.

Обращает на себя внимание тот факт, что и в опытах А. П. Виноградова, и в опытах К. Харнекер, по-видимому, обязательным условием успеха являлась очень долгая выдержка металла при температурах красного каления. Вспомним, что в Иране слитки несколько дней выдерживали в горячих углях. Кроме того, аносовский "четвертый" способ получения булата прямо предписывал длительный отжиг высокоуглеродистой стали, в результате которого происходило увеличение степени неоднородности с выделением скоплений цементита.

В пятидесятых годах в Златоусте Ю. Г. Гуревич с коллегами выплавил узорчатую сталь, сплавляя в индукционной печи синтетический чугун и обрезки малоуглеродистой стали. Для получения слитка златоустовские металлурги загружали в индукционную плавильную печь чистое железо в количестве около 20 кг, расплавляли и науглероживали графитом, получая малокремнистый синтетический чугун. После подогрева до 1450°С расплав раскисляли и постепенно, порциями, засыпали в него мелкодробленую малоуглеродистую стружку, количество которой составляло до 70% массы чугуна. Степень оплавления стружки определяли, перемешивая ванну металла стальным прутком. По мере оплавления каждой порции стружки металл приобретал кашицеобразное состояние, в связи с чем перед присадкой следующей порции его быстро подогревали, но не чрезмерно, чтобы фиксировалась недорасплавленность стружки.

Характерно, что в зависимости от варианта технологии могли получить два вида композита, в одном из которых высокоуглеродистая (1,5% углерода) матрица имела железные включения, насыщенные углеродом лишь в тонком поверхностном слое. В другом виде недоваренного, двухфазного булата частицы стружки науглероживались до стального состояния насквозь при том, что матрица оста-валась высокоуглеродистой. Разнообразные узоры исследователи получали интенсивной проковкой композита в фасонных обжимках, а также скручиванием заготовок в разных направлениях.

Ю. Г. Гуревич подчеркивал, что железные частицы, вводимые в жидкий чугун, должны быть чистыми, т. е. не ржавыми и без окалины. Он указывал на то, что сын подручного Аносова, П. Н. Швецов, при выплавке булата никогда не использовал ржавое железо. Вероятно, это был один из секретов, усвоенных отцом и переданных старшему сыну. Интересно, что иранцы поступали точно наоборот и предпочитали хорошо проржавевшее, долго лежавшее в земле железо. Причины этого предпочтения известны и заключаются в сильном загрязнении иранского железа серой. При выдержке в земле наиболее загрязненные серой участки ржавели в первую очередь и таким образом старое, бывшее в употреблении железо очищалось от вредных примесей. Вспомним, что название "булат - фулад" в переводе и значит "очищенное (железо)".

В середине семидесятых годов кузнец Вячеслав Иванович Басов, родом из древнего русского города Серпухова, но долгое время работавший в еще более древнем Суздале, выплавил тигельным способом несколько сортов литой узорчатой стали - как дендритного, так и двухфазного типа. Некоторые из них имели ценимый в древности и упоминаемый Аносовым золотистый отлив. Несколько странно, что десять лет спустя суздальский кузнец отрицал само существование этого отлива, объясняя золотистый или красноватый оттенок поверхности булатного клинка лишь окра-шивающим воздействием специальных реактивов. Мои собственные опыты показали возможность возникновения характерного отлива на клинках из наиболее высокоуглеродистого булата дендритной разновидности. Оружейники, которым я давал поковки из таких булатов, совершенно самостоятельно добивались золотистого отлива без использования каких-то необычных реактивов.

Свои исследования "тайн булата" я начал с попыток получения литой узорчатой стали традиционным и простым способом замедленной кристаллизации. Высокоуглеродистый расплав разогрели до температуры более 1600°С и заполнили им керамическую литейную форму в виде цилиндра диаметром около 100 мм и высотой 200 мм. Опоку с формой предварительно подогрели в электропечи до 1000°С. После разливки опоку немедленно снова поставили в горячую печь, которую выключили, и металл очень медленно остывал в течение 15-18 часов. Полученный таким образом слиток имел настолько грубокристаллическое строение, что после протравливания поперечного среза центральная его часть имела ярко выраженные узоры коленчатого типа с величиной фрагментов 3-4 мм. Наружный малоценный слой слитка обточили на токарном станке, а центральную часть расковали на мощном молоте при нагреве до классической для литого булата температуре - 750°С. После закалки и травления клинка в растворе азотной кислоты проявился крупный и весьма рельефный булатный узор коленчатого типа. Поскольку фон (грунт) узора был густого черного цвета, а яркий белый рельеф блестел, то я счел, что получил старинный сорт булата "кара-табан", т.е. "черный блестящий".

В последующих опытах изменение режимов выплавки, размеров и формы слитков дало возможность получить и другие узоры ликвационного булата - от линейного строчечного до сетчатого. Как и следовало ожидать, зачастую разнообразие узоров обеспечивалось подбором режимов ковки. Металл слитка, осаженного на торец, имел гораздо более замысловатые узоры, чем металл слитка, раскованного вдоль оси. Интересные результаты дали опыты по сплавлению в тигле чистой железной окалины с порошком графита, а также плавка чугуна с добавкой, мелких гвоздей и стружки легированной инструментальной стали. По разным причинам, ни двухфазные, ни традиционные ликвационные методы в те времена не вызывали у меня особого интереса, поэтому я надолго увлекся сварочным металлом и высокотехно-логичными способами производства узорчатого металла.

От самобытных исследователей "тайн булата" вернемся к ученым-металлургам. В 1980 г. сотрудник Стенфордского университета Олег Щерби, потомок русского эмигранта, при исследовании сверхпластичности высокоуглеродистой (1,5-2,0%) стали получил металл, зерно которого было в 200 раз меньше обычного. Когда ему сказали, что он получил булат, Щерби очень удивился и попросил: "Объясните, ради Бога, что такое булат?!". Он и понятия не имел о том, что сверхпластичные стали имеют какое-то отношение к изделиям оружейников средневековья.

Разработанный Олегом Щерби и Джефри Уотсфордом способ заключается в непрерывной прокатке высокоуглеродистой стали с первоначально развитой цементитной сеткой в интервале температур от 1120°С до 650°С с последующей выдержкой при этой температуре в процессе обработки. Первоначальная грубая цементитная сетка превращается в результате такой обработки во множество сверхмелких частиц карбидов, выделяющихся по границам зерен и препятствующих их росту. Металл с такой структурой не только становится сверхпластичным при ковке с умеренным нагревом, но и отличается высокой вязкостью при обычной, комнатной температуре.

А. Пендрей и Р. Джоб (США) в 1982 г. изготовили тигельный булат или, как они сами говорят, "вутц". Теперь Пендрей более-менее регулярно изготовляет на продажу холодное оружие из литой узорчатой стали и публикует статьи о "настоящей" дамасской стали.

В конце восьмидесятых годов советские ученые В. П. Борзунов и В. А. Щербаков изготовили по оригинальной, по их оценке, технологии высокоуглеродистую (1,8-2,4%) узорчатую сталь самого высокого качества. Она обладала всеми достоинствами "настоящего" булата - аномальной прочностью, упругостью, высокой плотностью и, что особенно характерно, необычайно чистым и долгим звоном. Плоская пластина булата толщиной 6 мм, шириной 50 мм и длиной 300 мм после единственного и несильного удара звенела полторы минуты!

Известно, что в старину звон считался одним из главных, определяющих параметров качества булатного клинка. Если по свободно висящему клинку высшего качества несильно ударить, то раздастся чистый, высокий и необыкновенно долгий звон. Для сравнения можно сказать, что "просто хороший" клинок звенит секунд пятнадцать, так же как и железнодорожный рельс или крестьянская коса. Конкретной технологии, по которой они получали слитки для производства булата, ученые пока не раскрывают, но в опубликованном в 1989 г. сообщении пишут, что ".. плоская лепешка индийского вутца была в те времена единственно правильной формой представления готового полупродукта, несмотря на столь неоптимальную для ковки форму.

По поводу целесообразности получения слитка в виде лепешки могу сослаться на опыт Н. И. Беляева, который получал коленчатый узор булата путем осадки в плоскую лепешку предварительно прокованных слитков стали с выраженной дендритной структурой. В результате первичной протяжки металл приобретал волокнистое строение, а осадкой исследователь добивался спутанности узора из-за взаимоналожения друг на друга этих волокон.

Мне не известно, читал ли В. И. Басов труды Н. И. Беляева, но его ученики рассказывали, что он также отковывал свои клинки из предварительно осаженных на торец слитков булата. В то же время Басов не стремился скопировать древнюю технологию, поскольку никогда не выплавлял слитки в виде лепешки, а древний "вутц" даже считал не литой, а сварочной сталью. Смысл ухищрений исследователей ясен - расковывать металл не вдоль, а поперек границ волокно-матрица. На это обязательное условие и указывали В. Борзунов и В. Щербаков, приводя в пример форму лепешки индийского "вутца".

В самом деле, затвердевание тонкого и плоского слитка булата начинается с поверхности и зерна-кристаллы неизбежно образуют столбчатую структуру, которая при расковке диска сминается с формированием сложного узора. Плоские лепешковидные слитки булата в некоторых местностях сначала расковывали "на блюдо", а затем разрубали по спирали, которую в нагретом состоянии аккуратно распрямляли и окончательно доковывали клинок.

Известно, что кристаллы растут в направлении, обратном отводу тепла. В древности кузнецы после плавки оставляли остывать тигель в сыродутной печи, где он снизу подогревался тлеющими углями, а сверху, со стороны крышки, охлаждался. Аносов при выплавке булата также оставлял тигли в камере печи, а его ученики в своей последующей самостоятельной работе засыпали тигли до самой крышки горячей золой. Во всех этих случаях фронт кристаллизации перемещался "сверху вниз", от крышки к днищу. Но, поскольку тепло понемногу отводилось и от стенок тигля, кристаллы располагались под некоторым углом к его оси. После проковки слитка, который часто разрубали на несколько частей, получался сложный узор, образованный спутанными дендритами-волокнами.

В современных литейных установках для направленной кристаллизации организовано охлаждение нижней части слитка и подогрев верхней, так что кристаллы растут "снизу вверх". Структура слитка в итоге представляет собой "пучок" длинных кристаллов, расположенных параллельно друг другу. Для придания кристаллам-волокнам поперечного сечения требуемой формы используется металлическая затравка, которую перед заливкой расплава кладут на дно литейной формы. Затравка, как правило, имеет круглую форму и рельефную поверхность, на которой и начинают расти кристаллы. Для формирования крупноволокнистой структуры слитка используют не только металлические затравки, но и искусственно созданный рельеф дна самой литейной формы. В одном из источников указано, что американские ученые одного из университетов для демонстрации возможностей метода выплавили слиток, разрез которого имел узор в виде американского флага.

По мере развития науки стало понятным, что выражение "однородная сталь" по смыслу несколько напоминает известное выражение "горячий лед". Дело в том, что все оружейные стали в принципе неоднородны и в исходном состоянии всегда представляют собой смесь железа и его карбидов. Начало этому пониманию положил сам Аносов, когда начал первым в мире исследовать отполированные шлифы под микроскопом. Он писал, что "... узоры некоторых булатов настолько мелки, что с трудом различаются под микроскопом. "Нужно помнить, что четкой, раз и навсегда заданной границы между сталью обычной и сталью булатной не существует, так как они плавно переходят друг в друга, так же плавно изменяя свои свойства.

5

"НАСТОЯЩИЙ" БУЛАТ ИЛИ СТАЛЬ, КОТОРАЯ "КРЕПЧЕ... САМОЙ СЕБЯ". Обращает на себя внимание то обстоятельство, что, как следует из описаний Аль-Бируни, неоднородность высоко ценимого "фаранда" вполне устраивала восточных оружейников древности. Несмотря на то, что им была известна полностью расплавленная сталь "1 сорта", мечи они предпочитали ковать все же из узорчатого металла, а однородную сталь пускали на напильники. Это объясняется тем, что клинки из узорчатого металла, полученного литьем или кузнечной сваркой, как правило превосходили по своим боевым свойствам клинки, откованные из такой же по химическому составу, но безузорчатой стали. Причина этого превосходства заключается главным образом в процессах, происходящих при ковке металла с резко неоднородной композитной структурой.

В наиболее общем виде прочностные характеристики узорчатого металла определяются по среднему содержанию углерода. Так же, как и в обычных сталях, прочность и твердость булата возрастает с повышением содержания углерода и других легирующих элементов. В старину качество металла определяли по внешнему виду узора на его отполированной и протравленной поверхности. В узоре, помимо цвета и формы, обращали внимание и на величину его фрагментов - на толщину и длину линий и завитков, интервал между этими линиями и т. д. По этим признакам можно довольно точно определить как химический состав композита, так и соотношение композитов в общем объеме металла. Ясно, что чем больший объем занимают прочные, высокоуглеродистые волокна или слои, тем прочнее и тверже весь композит. И наоборот, чем больше железа в составе композита, тем мягче и эластичнее он будет.

Определение химического состава по узору - это самый простой, понятный даже не знатоку металлообработки и, скажем так, обычный способ определения качества металла клинков. Обычный потому, что не учитывает особого влияния вида и степени неоднородности, т. е. узора, на характер упрочнения булата, свойства которого далеко не полностью определяются его хим. составом. Если современной суперстали придать узорчатость и грамотно обработать, то она превзойдет по прочности... саму себя.

При исследовании узорчатых металлов оказалось, что прочность нескольких соединенных диффузионной сваркой пластин больше, чем простая сумма значений прочности каждой из них. Это объясняется тем, что на стыке слоев стали и железа образуется насыщенная дислокациями пограничная упрочненная зона с сильно искаженной кристаллической решеткой металла. Возникает и развивается это дополнительное упрочнение металла в процессе ковки композита, в результате которой происходит интенсивная пластическая деформация прочных слоев-волокон и мягких, менее углеродистых, прослоек.

Пластическая деформация происходит в результате перемещения дислокаций, которые можно представить как микроскопические трещины. В мягком железе такие псевдотрещины перемещаются довольно легко, не встречая препятствий. Но дойдя до границы "сталь-железо", дислокация сталкивается с прочным слоем, встречая препятствие в виде атомов легирующих элементов, нерастворенных карбидов, а также множества ранее застрявших у этого барьера дислокаций. Происходит торможение и, что особенно ценно, накопление дислокаций в пограничном слое, который служит своеобразным аккумулятором искажений. Рентгеноструктурные исследования показали, что в "изуродованной" кристаллической решетке металла узорчатых клинков отсутствуют целые группы атомов, а дислокации сворачиваются в плотные клубки.

В древности даже самые знаменитые мастера не имели точных сведений об атомном строении металла, но опытным путем они безошибочно определяли тесную связь узоров и прочности. По мнению старых мастеров, обязательным признаком высших сортов узорчатых сталей являлся сложный, спутанный узор. Действительно, в низкосортных булатах и дамасках с полосатым узором дислокации движутся вдоль слоев или волокон, не пересекая их границ и, следовательно, не накапливаясь в пограничном слое, не давая упрочнения.

В булатах высших сортов значительная часть прочных волокон располагалась под углом к оси заготовки клинка. Последующей ковкой при невысоких температурах большие объемы металла растягивались поперек границ волокно-матрица, что приводило к быстрому формированию развитого пограничного слоя и эффективному накоплению дислокаций. Таким образом, в зонах металла со сложным узором образовывались своеобразные "карманы", ловушки искажений - участки с практически полностью разрушенной клубками дислокаций кристаллической структурой. Видимо, не зря коленчатый тип узора булата носит в науке название лабиринтной структуры.

Понимающие суть дела мастера для формирования структуры (узора) лабиринтного типа либо туго закручивают и проковывают (иногда несколько раз) бруски сварочного Дамаска, либо насекают поверхность заготовки клинка, перемешивая поверхностные, самые нагруженные слои. В древности это широко распространенное формирование сложных узоров на сварочном Дамаске преследовало целью именно задействование механизмов упрочнения, общих для всех неоднородных металлов, а вовсе не имитацию ценного булата для обмана покупателя, как иногда пишут.

Наличие дополнительных особо прочных пограничных слоев хотя и главная, но не единственная причина высоких свойств узорчатой стали. Резкие границы слоев являются весьма труднопреодолимыми препятствиями для роста зерна металла, поэтому размер зерна почти всегда меньше, чем толщина слоя. При наращивании количества слоев узорчатого металла его зерна как бы перетираются, дробятся между жерновами в виде стыков слоев. Размер зерна сначала уменьшается до самого мелкого, встречающегося в обычной стали, а затем, когда размер зерна станет соизмеримым с толщиной слоя, зерну становится "тесно" в границах слоя и оно дробится на субзерна с максимальной величиной около 0,3 мкм. Границы зерен являются искажениями структуры, поэтому измельчение зерна приводит к резкому росту плотности дислокаций и, следовательно, к дополнительному упрочнению металла. Что особенно ценно, упрочнение в результате измельчения зерна происходит не только без снижения вязкости, но даже с ее заметным повышением.

На вязкость металла благотворно действует и то, что нагрев заготовки под ковку нужно производить до цвета "сырого мяса", т. е. до температуры примерно 800°С, а заканчивать ковку при "вишневом цвете" заготовки, соответствующем 650°С. При подогреве частицы цементита растворяются лишь с поверхности и их острые грани сглаживаются. В остывающем металле цементит вновь осаждается на оставшихся нерастворенными карбидах, служащих центрами кристаллизации. После многократных циклов "подогрев-остывание" частицы цементита укрупняются и приобретают округлую форму, способствующую повышению вязкости и пластичности сверхвысокоуглеродистого волокна и всего булата в целом.

При правильной ковке булата увеличивается химическая неоднородность его структуры, поскольку скопления дислокаций приводят к разрыхлению атомной структуры металла и в этих разреженных участках скапливается углерод. Атомы углерода как бы проваливаются в разрыхления кристаллической решетки железа, накапливаясь в них. Приток углерода к сильно разрыхленным пограничным слоям вызывает специфический эффект, когда диффузия направлена из зон с меньшей концентрацией углерода в зоны, изначально обогащенные им. В высокоуглеродистых волокнах концентрация углерода в виде скоплений цементита после ковки часто бывает выше, чем в этих же волокнах исходного литого композита. При этом примыкающая к волокну тонкая зона матрицы обеднялась углеродом до полного исчезновения изначально присутствующих в ней выделений избыточных карбидов.

Здесь необходимо сделать некоторое отступление и рассказать о часто упоминаемом в специальной литературе эксперименте ученых Донецкого политехнического института, в итоге которого был получен удивительный металл. Ученые задумали получить сталь непосредственно из руды, а для этого окатыши чистой руды проплавляли в установке электрошлакового переплава с графитовым электродом. Восстанавливаемый металл капля за каплей проходил через толстый слой жидкого шлака, почти полностью очищался от разнообразных примесей и сильно науглероживался.

Полученный металл по химическому составу представлял собой особочистый чугун с содержанием углерода 3,5%. Однако к удивлению ученых, этот сплав не только поддавался деформации, а отлично ковался и прокатывался! Кроме того, выяснилось, что аномальная твердость ножа, изготовленного из нового сплава, не позволяла заточить его обычными абразивами - пришлось применить алмазный круг. Мне говорили, что твердость его достигала 80HRC при вязкости сырой инструментальной стали. Узоров на металле не было, но сами исследователи сочли, что получили один из сортов булата. Американцы подобный особо чистый сплав называют "сорель-металл".

Подробные исследования показали, что столь высокие свойства объясняются необычным состоянием углерода в металле. Вследствие высокой чистоты сплава углерод не выделился в виде карбидов или графита, как это должно быть при подобном химическом составе, а находился в особой, растворенной форме. Сверхвысокая концентрация растворенного углерода в холодном металле и позволила добиться сверхтвердости и сверхпрочности без снижения пластичности.

Можно предположить, что в такой же аморфной форме находится углерод и в разрыхленной пограничной зоне прочных волокон булата, где происходит взаимосвязывание дислокаций и растворенных атомов углерода. Степень его концентрации здесь может превышать среднее содержание не только в композите в целом, но и в самом сверхуглеродистом волокне. Прямые аналогии с днепропетровским чудо-сплавом позволяют сделать вывод, что прочные сверхуглеродистые волокна булата находятся как бы в броне из еще более прочного и высокоуглеродистого металла, отличающимся особой твердостью и вязкостью.

Сверхконцентрация углерода в наиболее деформированных объемах приводит к тому, что в процессе "маятниковой" ковки с частыми подогревами возникает и частично стабилизируется практически аморфное строение металла. Это происходит потому, что при нагреве и охлаждении происходит перестройка кристаллической решетки гамма-железа в альфа-железо. В момент перестройки металл имеет некристаллическое, как бы аморфное строение, а сверхконцентрация углерода и многочис-ленные дислокационные и иные искажения атомного строения частично "замораживают" такое его состояние.

В этой связи уместно вспомнить о "металлическом стекле", получаемом при охлаждении расплавленного металла с квазисверхвысокими скоростями. При таких скоростях охлаждения кристаллическая решетка не успевает сформироваться и фиксируется, "замораживается" хаотичное расположение атомов, отчего такой материал и называют "металлическим стеклом" или аморфным металлом. Если такое "стекло" нагреть, то атомы металла приобретают подвижность и кристаллическое строение восстанавливается, точнее, возникает вновь. Причем не мгновенно по всему объему, так что на определен-ном этапе структура металла представляет собой смесь сверхмелких кристаллов и аморфного материала - так же, как и в булате.

Интересно то, что некоторые "металлические стекла" после нагрева и начала распада имеют крайне высокую твердость, доходящую до 1200 HV, т. е. превосходящую даже твердость цементита (1000 HV). Таким образом, в результате правильно проведенной ковки и закалки в булатных клинках высшего качества формируются перенасыщенные углеродом микрообъемы с практически аморфной структурой металла, в результате чего достигается твердость и вязкость, превосходящая эти свойства не только обычных железоуглеродистых сплавов, но также и узорчатых металлов, не содержащих в своей исходной структуре сверхуглеродистых участков.

В итоге, после грамотно проведенной ковки, структура ли-того булата высшего сорта состоит из мелких округлых частиц цементита, неравномерно распределенных в матрице, состоящей из ультрамелких равноосных зерен. Причем и прочное волокно от матрицы, и сами зерна матрицы отделены друг от друга некристаллическими, полуаморфными участками с очень высокой плотностью дислокаций, что делает структуру металла похожей на мокрый, пластичный песок, в котором твердые округлые песчинки разделены тонким слоем воды.

При изгибе клинка зерна металла как бы скользят, поворачиваются как на шарнирах относительно друг друга в вязкой среде межзеренного материала, не искажая дополнительно его и без того искаженную кристаллическую решетку. Этим во многом и объясняется очень высокая эластичность булатных клинков, позволяющая сгибать их дугой. Кроме того, коленчатый узор способствует тому, что действию нагрузки в первую очередь поддается вязкая матрица, а упругодеформированное прочное волокно при снятии нагрузки возвращает клинок в исходное состояние.

П. П. Аносов писал, что "... как оказалось по моим опытам, правильно откованный и закаленный шпажный клинок из хорошего булата не может быть ни сломан, ни согнут до такой степени, чтобы потерял упругость: при обыкновенном гнутье он выскакивает и сохраняет прежний вид. А при усиленном, например, наступив на конец но-гой и загибая его под прямым углом, он не сломается, а будучи выправлен, не потеряет прежней упругости; при этом булатный клинок может быть тверже всякого клинка, приготовленного из стали."

Что же такое "настоящий" булат? Главным признаком, на мой взгляд, является не химический состав и тем более не способ производства, а крайняя энергетическая насыщенность атомной структуры металла. Эта насыщенность проявляется в сверхвысокой плот-ности дислокаций, приводящей, в свою очередь, к сверхмелкозернистости и наличию объемов металла с аморфной структурой. Известно, что обычный металл может накапливать в своей структуре до 10% энергии деформации, остальная часть рассеивается в виде тепла. Можно утверждать, что в булате доля поглощаемой энергии выше. И выше намного, поэтому "настоящий" булат - это особое, высокоэнергетическое состояние металла.


Дополнение
Архангельский Л. Б.
“Товарищ светлый и холодный…”

 …Если рассматривать нож как своего рода партнера – на охоте ли, при нечаянной встрече со злым моджахедом или хотя бы на пикнике с друзьями, то клинка штучной работы, сработанного опытным мастером, не заменит никакой “Беккер” или “Рэмбо-3”. В общем как у Лермонтова: “Люблю тебя, булатный мой кинжал, Товарищ светлый и холодный…”

Но как отличить нож, которым приятно и даже радостно работать, от заурядной поделки сшибающего деньгу кузнеца? Как ни грустно признавать, но потребителю разобраться в этом в наших российских условиях очень и очень непросто. К тому же у хороших мастеров есть свой стиль и их ножи имеют свои особенности: у одного они очень острые и элегантные, но несколько мягковаты, у другого наоборот – клинки страшно твердые и хрупкие, поэтому банки открывать ими нужно очень аккуратно.

…Меня часто спрашивают, должен ли нож рубить гвозди. В принципе – да, хотя ножом нужно резать, а гвозди рубить зубилом. Например, можно колоть кирпичи головой, но это не признак большого ума. Однако массовый потребитель других способов проверки качества клинка не признает.

Способность ножа к рубке железяк определяется углом заточки и твердостью металла лезвия. Есть пословица – “Бритва остра, да топору не сестра”. Нож может отлично выдерживать удары по железу (отметим, что автор говорит “по железу”, не стоит путать железо с какой ни какой, но сталью – прим. редакт.), но быть тупым и вследствие большой твердости трудно затачиваемым обычными камнями.

В то же время клинок из супердамаска, сваренного из двухсот тысяч слоев железа и особой стали, наточился легко и сохранял невероятную остроту в течение полугода, хотя при ударе по гвоздю на кромке лезвия появлялись мелкие щербинки.

Кстати о ценах на узорчатые ножи. “За бугром” рядовой нож охотничьего вида из слоистого узорчатого металла “без наворотов” стоит от 400 до 800 баксов. Если имеется какое-либо украшательство в виде насечки или гравировки на рукояти, то вполне заурядный по качеству металла нож стоит уже 1000-1500 баксов. Нож именитого Билла Морана стоит 4-5 тысяч, но дамаск у него не самый лучший.

….Одним из самых лучших по крутизне узора и последним по способности к рубке гвоздей является мозаичный дамаск. Насколько я знаю, в мире только 5-6 человек прилично делают мозаичные клинки (“5-6 человек” – это имеется в виду у “них”, в России мастеров, делающих крутой мозаичный дамаск – около 4 мастеров – прим. редакт.). У этих мастеров можно заказать клинок, но по 100 долларов за сантиметр длины. Наше “булатное дело” еще очень молодое, моложе 10 лет, и немногочисленные мастера работают в условиях информационного вакуума и гнета закона. Многих наших мастеров можно считать национальным достоянием, а “Закон об оружии” приравнивает их к шпане, мастерящей “заточки” и “перья”.

Ну ничего, если спрос на штучные ножи будет сохраняться, а закон не удавит мастеров окончательно, то лет через 10 специалисты на Западе будут снимать шапку при встрече с русским оружейником.

БУЛАТ - (булатная сталь) (от перс. пулад - сталь), литая углеродистая сталь со своеобразной структурой и узорчатой поверхностью, обладающая высокой твердостью и упругостью. Из булата изготовляли холодное оружие исключительной стойкости и остроты. Упоминается еще Аристотелем. Секрет изготовления булата, утерянный в средние века, раскрыл в 19 в. П. П. Аносов.


Энциклопедия вооружений
БУЛАТ (от перс. пулад — сталь), булатная сталь, — углеродистая литая сталь, которая благодаря особому способу изготовления отличается своеобразной структурой и видом («узором») поверхности, высокой твердостью и упругостью. В древности, в средние века (так называемая дамасская сталь) и отчасти в новое время служила для изготовления оружия исключительной стойкости и остроты. Научные основы изготовления булата разработаны русским металлургом П.П. Аносовым (1799-1851).

Булат получается в процессе сплавления чистой (без посторонних примесей) железной руды с графитом в тиглях (самый древний способ). Позднее для получения булата стали применять чистое железо, сплавляя его с чугуном. Булатный узор образуется в процессе медленного остывания полученного сплава (в течение 3 — 4 дней) путем естественной кристаллизации стали. Качество булатной стали обычно определяют по ее рисунку. Согласно определению П.П. Аносова, булат по характеру своего узора подразделяется на 5 видов: полосатый (самый низкий сорт), струистый, волнистый, сетчатый и коленчатый (высший сорт). Сирийские булаты («дамаск», «шам»), а также турецкие принадлежат к низшему сорту булата. Индийский булат («табан», «хинди»), а также иранский относятся к высшему сорту. Низшие сорта имеют светлый оттенок, а высшие — темный.


Толковый словарь русского языка Ожегова

БУЛАТ, а, м.

1. Старинная, твёрдая и упругая, с узорчатой поверхностью сталь для клинков.

2. Стальной клинок, меч (стар.).

| прил. булатный, ая, ое.

ЗЛАТОУСТ, а, м. (устар. и ирон.). Красноречивый оратор.

СТАЛЬ, и, ж. Твёрдый серебристый металл, сплав железа с углеродом и другими упрочняющими элементами. Нержавеющая с. Листовая с.  Как с. ктон. (твёрд, непоколебим). С. осенних вод (перен.: о серых холодных водах).

ГРАВЮРА, ы, ж.

1. Изображение (картины, рисунка), полученное путём оттиска с клише, приготовленного гравёром.

2. Выгравированный рисунок. Гравюры на дереве, на металле, на камне, на линолеуме.

| прил. гравюрный, ая, ое.


Универсальная энциклопедия

БУЛАТ (булатная сталь) (от перс. пулад сталь), литая углеродистая сталь со своеобразной структурой и узорчатой поверхностью, обладающая высокой твердостью и упругостью. Из булата изготовляли холодное оружие исключительной стойкости и остроты. Упоминается еще Аристотелем. Секрет изготовления булата, утерянный в средние века, раскрыл в 19 в. П. П. Аносов.

АНОСОВ Павел Петрович (1799-1851), российский металлург. Известен работами по высококачественной литой стали. Создал новый метод ее получения, объединив науглероживание и плавление металла. Раскрыл утерянный в средние века секрет изготовления булатной стали. Автор книги «О булатах» (1841). Впервые применил микроскоп для исследования строения стали (1831).

СТАЛЬ (польск. stal, от нем. Stahl), сплав Fe (основа) с С (до 2%) и др. элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу различают стали углеродистые и легированные, по назначению конструкционные, инструментальные, стали с особыми физическими и химическими свойствами (нержавеющая, жаропрочная, электротехническая и др.).

ДАМАССКАЯ СТАЛЬ, первоначально то же, что булат; позднее сталь, полученная кузнечной сваркой сплетенных в жгут стальных полос или проволоки с различным содержанием углерода. Название от г. Дамаск (Сирия), где производство этой стали было развито в средние века, а отчасти и в новое время.

ДАМАССКАЯ СТАЛЬ, первоначально разновидность булата, литой стали, позднее — сталь, полученная кузнечной сваркой сплетенных в жгут стальных полос или проволоки с различным содержанием углерода. Название получила от города Дамаск в Сирии. Изготовлялась во многих странах в средние века и отчасти в новое время, в основном для производства холодного оружия.

ГРАВЮРА (франц. gravure), вид графики, в котором изображение является печатным оттиском рельефного рисунка, нанесенного на доску гравером. Оттиски также называют гравюрами. В Европе возникла на рубеже 14-15 вв. Различают гравюру выпуклую, когда краска покрывает поверхность выпуклого рисунка [как правило, это гравюра на дереве (ксилография) или на линолеуме (линогравюра)], и углубленную, когда краска заполняет углубления (преимущественно гравюра на металле: акватинта, меццо-тинто, мягкий лак, офорт, пунктирная манера, резцовая гравюра, сухая игла и т. д.). Наряду со станковыми гравюрами (эстампами) распространена книжная гравюра (иллюстрации, заставки и т. д.).


КиМ - Энциклопедия вооружений - холодное оружие

ХОЛОДНОЕ ОРУЖИЕ, оружие, боевое использование которого не связано с применением взрывчатых веществ. Подразделяется на ударное, колющее и рубящее, а также сочетающее несколько из перечисленных признаков (например, колюще-рубящее, ударно-рубящее), один из которых является превалирующим. Появилось в глубокой древности. В каменном веке возникли многие виды холодного оружия, особенно увеличивающие длину и мощность руки. Хотя до нашего времени сохранились очень немногие образцы холодного оружия, изготовленного из дерева, причем в основном холодное оружие неолитической и бронзовой эпох, но широкое распространение дубин и палиц в палеолите несомненно; у современных отсталых народов дубины и палицы встречаются тем чаще, чем меньше развиты все остальные виды оружия. Палицы неолитических свайных построек имеют грушевидную головку; иногда в нее всаживались осколки камня или она заменялась каменным шаром. Булава служила и метательным оружием, что наблюдается у некоторых народов Южной и Восточной Африки. В палеолите появляются и кинжалы из камня и кости; в родовом обществе Северной Европы кремневые кинжалы с рукояткой отличаются совершенством работы. Копье возникло из палки с заостренным концом в начале палеолита, в середине его появляются наконечники из кремня, а к концу — костяные. В эпоху развития родового строя кремневые наконечники копий имеют правильную форму и тщательно обработаны; наконечники из трубчатых костей явились предшественниками позднейших втульчатых металлических. Метательные копья применялись в палеолите; в конце этой эпохи употребляется уже прибор, усиливающий бросок, — копьеметалка из кости или рога; подобный прибор известен у народов Австралии и Северной Америки. В палеолите появляется и лук — холодное оружие, наиболее совершенное для охоты и стычек в условиях каменного периода; от палеолита дошли наконечники стрел из камня и кости; о форме и величине луков можно судить только для неолитического и более поздних периодов на основании находок в озерах и торфяниках. Оборонительное оружие каменного периода ограничивалось шкурами животных и, подобно некоторым африканским племенам, боевыми дубинками для парирования ударов; современные дубины для этой цели снабжаются посередине рукояткой и куском кожи, являясь наиболее примитивным щитом. Открытие свойств меди, ее обработка и изготовление бронзы начали новую эру в истории холодного оружия. Твердость, вязкость и вес металла расширили возможности, заложенные в каменных ножах и кинжалах, а также одностороннюю эффективность палиц; металл дал возможность связать функции первых с размерами вторых, в результате чего возник меч. Незаменимые качества меча в рукопашной схватке и в борьбе с крупными хищниками вызвали широкое его распространение и огромное количество разновидностей. Металлические наконечники копий повторяли формы прежних черешковых каменных и втульчатых костяных. Лук принадлежит к числу наиболее распространенных видов холодного оружия в эпоху родового общества, но применение металла для наконечников стрел было не всеобщим. В областях, не богатых лесом, появляется т.н. сложный лук, склеенный из пластин дерева и рога. Булава в бронзовую эпоху теряет в Европе свое значение, хотя ее головка иногда снабжается бронзовым кольцом с шипами; Тацит упоминает о палице аэстиев (литовцев); в Древнем Египте и на Крите она задолго до этого стала символом власти. Глубокая древность пращи несомненна, однако случайность формы первых метательных камней делает затруднительным определение времени ее появления. Праща применялась не повсеместно. В римское время славились балеарские пращники. У греков, карфагенян и римлян употреблялся так называемый метательный свинец со знаками принадлежности воинской части. Оружие войск древнейших государственных организаций для определенного периода в значительной степени было однородным по видам, различаясь типами. Оружие египтян, ассирийцев, мидийцев и др. состояло из луков, копий, кинжалов, мечей, иногда пращей, бумерангов и топоров. Греческий длинный бронзовый меч сменяется коротким железным; копья, достигавшие у «фаланги» Филиппа Македонского длины 5,5 м, употреблялись наряду с небольшими метательными дротиками; лук у греков не пользовался большим распространением. В римском войске были приняты кинжалы, мечи, тяжелые и метательные копья, среди которых характерен вариант древнего среднеевропейского бесперого копья — пилума; лук и праща входили в вооружение вспомогательных войск; древний римский короткий колющий и рубящий меч — гладиус — вытесняется большим рубящим мечом — спата. Падение Римской империи и возникновение феодальных государств связано с подъемом активности племен, знакомых с римской культурой, но не принявших ее целиком. Поэтому холодное оружие раннего средневековья, заимствуя типы вооружения, испытанные в римской армии, включало некоторые формы, возникшие самостоятельно в эпоху древних родовых организаций Центральной Европы; спата и скрамасакс со слегка загнутым концом и долом у обуха, пользуются значительным распространением. Уже у римлян лук начал вытесняться арбалетом; однако применение панцирей, кольчуг и шлемов ослабляло эффективность этого оружия, а метательные копья и дротики уже издавна пускались в дело только в начале сражения; основная роль в схватках переходит к железному мечу, решающее значение которого для войн эпохи варварства сопоставимо с ролью лука для эпохи дикости и огнестрельного оружия для эпохи цивилизации. Развитие последнего сделало бесполезным латы, шлем и т.п., а это, в свою очередь, лишило тяжелый меч его значения, расчистив дорогу сабле; один из ее видов — ятаган, национальное восточное оружие, является производным короткой испанской сабли-меча, распространенной в предримскую эпоху. Большинство типов колющего и рубящего холодного оружия на древках становится со временем почетным оружием, принадлежностью княжеской и царской охраны. Типы оборонительного оружия развиваются до времен широкого употребления огнестрельного оружия в сторону более совершенной, полной защиты всего тела. Сведения о холодном оружии феодальной эпохи наука черпает из вещественных памятников (феодальная эпоха, особенно в начальной своей стадии, оставила их очень мало) и из памятников письменности. 5 — 8 вв. являются временем создания основных и характерных типов вооружения. В дальнейшем, в постоянной борьбе средств нападения и обороны, эти основные типы подвергаются значительным изменениям. К наступательному оружию относится, прежде всего, копье — основное и наиболее древнее оружие конника, применявшееся также и в пеших войсках. Оно выработалось еще в предшествующую эпоху, имело листовидный наконечник, предназначалось большей частью не для метания, при ударе прижималось локтем к телу и было сначала не особенно тяжелым. С течением времени, с развитием рыцарского вооружения, копье на Западе приобретает тенденцию к все большему утолщению и утяжелению, приобретает особый щиток для прикрытия руки, а турнирные копья — особый наконечник в виде коронки. К 16 в. оно становится настолько тяжелым, что для поддержания его на нагруднике делался особый крюк. На этой стадии оно отмирает вместе с рыцарским способом ведения боя вообще. Пики новой кавалерии надо считать заимствованием от турецкой или вообще восточной конницы. Меч, тесно связанный с рыцарством, превращается в важнейшее оружие феодалов лишь к 8 в. Генетически меч Средневековья не связан с античными формами меча, а идет от германской спата. Типологически меч завершает собой определенный период эволюции холодного оружия: превращение только колющего (не режущего, не рубящего) кинжала в только рубящий (отнюдь не колющий) меч меровингской и каролингской эпох — процесс, обусловленный изменением самой формы оружия в зависимости от материала: камень, бронза, железо и, наконец, обуглероженное железо — сталь. Этот рубящий меч начинает затем новый период эволюции — превращение сначала в рубяще-колющее оружие 13 в., а затем в только колющее — 15 в., — процесс, обусловленный, главным образом, борьбой меча с броней. Клинок прямого обоюдоострого меча в период с 5 по 8 вв. удлиняется с 60 до 85 см при средней ширине 5 см. Характерной особенностью этого меча является двусторонний широкий дол от пяты до самого острия. Появление этого дола — важный момент в развитии меча: дол позволял удлинить полосу за счет веса, не уменьшая ее прочности. К 8 в. складывается и тип рукоятки, короткой, с грибовидным набалдашником и очень малой крестовиной. Острие меча округло, лезвия параллельны. Употребление такого меча как рубящего оружия только для дробящего удара, исключало какое бы то ни было фехтование; поэтому защита кисти руки не нужна; отсюда — короткая, едва намеченная крестовина. Таким, с небольшими изменениями, меч продержался до 12 в. и был широко распространен по всей Европе, Западной и Восточной, являлся предметом международного обмена; название свое — норманнский — он получил отнюдь не по месту своего изготовления, а от бродячих норманнских дружин, занесших его от далекого Севера до Волжской Булгарии, до Киева, Чернигова и Смоленска, до берегов Италии и Британии.

В дальнейшем, параллельно с усилением брони, меч все более приспособляется к уколу; острие его из округлого становится острым, клинок удлиняется до 100 см, лезвия начинают суживаться к острию; меч теряет свою массивность. Так как применение меча в такой форме требовало более тонких приемов фехтования, чем рубка с плеча, требовало движения руки в кисти, то длинный клинок должен был получить противовес; поэтому набалдашник утяжеляется, изменяет свою форму, пята клинка удлиняется, чтобы дать возможность иногда взять меч в обе руки (полутораручный меч). Большая защита кисти руки значительно удлиняет крестовину. Приемы фехтования заставляют иногда указательный палец перекладывать за крестовину, поэтому лезвия у пяты затупляются. В связи со все более тонкими приемами фехтования защита руки усиливается появлением сначала одной, потом целой системы дуг гарды, иногда целой корзины или чашки; симметричная крестообразная форма рукоятки меча теряется, и в итоге к 16 в. получается шпага, которая в свою очередь дифференцируется на шпагу колющую и рубящую. У последней одно лезвие обычно затупляется, как обух, оставляя одно рабочее лезвие; в таком виде это оружие к 17 в. получает название палаша, оружие тяжелой конницы (кирасир). В различных странах шпага приобретает самые разнообразные формы, как клинка, так и рукояти: шпаги итальянские отличаются большой длиной, гибкостью и развитой гардой; испанская бретта напоминает рапиру и имеет глубокую чашку; немецкие шпаги короче, зато клинок их шире и т.д. В связи с развитием придворной жизни появляется вид шпаги, почти потерявшей значение оружия, а остающейся только принадлежностью костюма; это — тип шпаги придворной, небольшой, очень нарядной, зачастую очень художественно отделанной, в драгоценной оправе. Так, в 18 в. вырождается холодное оружие, ведущее свое начало от рыцарского меча. Меч с его крестовидной рукоятью иногда спорадически появляется в Европе на вооружении, но уже как одна из форм строевого палаша; так было у швейцарцев в 16 в.

Производные от примитивной дубины — палица, булава и ее разновидности — кистень, пернач, шестопер, а также боевой топор до 14 в. играют только подчиненную роль, как оружие в руках подсобной военной силы, более демократической. Но с ростом силы сопротивления брони и шлема, с которыми меч ничего поделать не мог, в борьбе с закованным в латы рыцарем, снова начинают появляться эти, казалось, отжившие формы. Среди них надо отметить булаву с острыми шипами, носящую характерное наименование — моргенштерн (утренняя звезда). С 17 в. булава с ее разновидностями вырождается в простые знаки или символы власти (например, в фельдмаршальский жезл). О материальной базе производства оружия в начале феодальной эпохи сведений дошло до нас чрезвычайно мало. К 10 в. известными становятся два центра производства оружия в местностях, богатых чистой железной рудой: Пассау на Дунае и Золинген на Рейне. В дальнейшем (особенно к концу Средневековья) приобретают известность испанские мастера (Толедо), а также мастера из Милана, Нюрнберга и Аугсбурга. Технологическое исследование клинкового материала показывает развитой прием узорчатой сварки из скрученных слоистых пород железа с наваркой хорошо обуглероженного лезвия. Позже, к 11 в., этот трудный и медленный способ получения хорошего клинкового материала уступает место более простому приему закалки сплошного стального клинка; это связано с усовершенствованием металлургии и получением более высокого и чистого сорта железа. Ценилось холодное оружие всегда очень высоко; например, панцирь стоил значительно дороже быка или жеребца. Способы производства оружия обычно держались в секрете. Поэтому оружейное ремесло раньше других ремесл получило замкнутое цеховое устройство. С развитием городской жизни цех оружейников занял в городах почетное место. Чтобы поддержать свою репутацию, отдельным мастерам и целым цехам отдельных городов надо было ставить на своей продукции отличительные знаки (марки). Наиболее известные марки: Пассауский и Золингенский волчки, Миланский скорпион. Временами расцвета художественной отделки оружия являются 16 и 17 вв., когда в изготовлении оружия принимали участие такие великие мастера, как Альбрехт Дюрер. Восток в выработке типов и форм холодного оружия шел своим путем. Ближний Восток — Турция, Персия, а также степные кочевники Азии, отчасти и Индия (через Персию) оказали свое влияние на восточную часть Европы; Х.о. Дальнего Востока — Японии, Китая — развивалось совершенно изолированно. Киевское и Московское государства, находясь на скрещении торговых путей, могли заимствовать и выбирать наиболее удобные формы холодного оружия Запада и Востока. Таким образом создались многие виды русского холодного оружия.

Относительно сабли можно с достаточной вероятностью утверждать, что она генетически не является продолжением ни древнегреческой, махайры, ни германского скрамасакса. Сабля занесена была в Европу с Дальнего Востока гуннами в виде мало выгнутого, предназначенного для рубки и укола оружия с одним лезвием. Преимущества искривленного клинка для рубки очевидны: наклонное и скользящее при ударе положение лезвия в отношении поражаемого тела присоединяет к удару рубяще-дробящему еще и режущее свойство ножа; все это позволяет достигать более легким клинком того же эффекта, что и тяжелым рубящим мечом; рука при пользовании саблей менее утомляется. Но технологически изготовление сабельного клинка более трудно: требуется материал более высокого качества и точный расчет в построении дуги, чтобы центр удара был в удобном для руки месте. Среди степных кочевников сабля рано заняла господствующее положение. Отсюда она проникает на Русь и уже в 12 в. существует параллельно с мечом. Рукоять сабли оставляет кисть свободной, защита достигается одной только крестовиной с перекрестьем. Таковы оба основные вида восточной сабли: персидская и турецкая. Сомкнутые, с разными гардами, эфесы сабли являются уже изобретением европейских оружейников, когда в результате столкновений с турками сабля начала проникать в Европу. Рыцарство относилось к кривому оружию отрицательно. На Руси сабля окончательно вытесняет меч в 14 в. В 16 в. осваивается сначала турецкий тип, с широким клинком, еще более уширенным у острия, где уширение затачивается обоюдоостро (елмань). Позже появляется тип персидский, более узкий и легкий. Материалом для хороших клинков служил булат (или, как его неправильно называют в Европе, дамаск). Клинки выделывались русскими мастерами или же ввозились, в виде полуфабрикатов, обычно из Персии и Турции и в Московском государстве перековывались и монтировались. Из бытовавших в России типов сабель надо отметить еще кавказскую шашку с очень мало выгнутым клинком и совсем без крестовины. Этот тип появляется поздно, не ранее 17 в. Оружием рукопашного боя на Востоке был кинжал: персидского типа, весьма древний, с изогнутым клинком и более поздний, кавказский, прямой. Из кавказских центров производства холодного оружия мировую известность приобрел, например, такой центр, как Кубачи в Дагестане (с 14 в.).

Кубачинское холодное оружие отличается своей обработкой. В украшении его серебряных деталей применялись: гравировка, гладкая чернь (неглубокая гравировка с чернью с заштрихованным фоном — наиболее распространенная техника) и, наконец, самый трудоемкий и дорогой способ — техника глубокой гравировки с чернью (или мелкой гравировки по лепесткам орнамента). Эта техника обычно дополнялась матовой точечной чеканкой по всему вырезанному полю, и ее можно охарактеризовать как оброн (для получения нужного узора вырезались целые куски металла, лежащего вне контуров узоров, или, наоборот, вырезался узор, а оставался фон). Все эти различные способы украшения оружия обычно сопровождались золочением (золотится либо фон, либо самый узор, либо все вместе, кроме зачерненных мест). Кубачинские мастера-оружейники славились также умением делать насечку золотом (реже серебром) по железу или стали и инкрустировать костяные или роговые рукоятки и вставки серебром и золотом. Инкрустация по кости ввиду хрупкости материала требовала от мастера большого умения. В этом случае обычно предпочиталась моржовая кость, так как она имеет меньшую хрупкость и большую белизну по сравнению со слоновой костью. Золотая или серебряная насечка наносилась на клинках или приборе ножен и рукояти, и ею выполнялся не только орнамент, но и надписи (изречения из корана, имена мастеров или владельцев оружия, даты и т.п.) Следует заметить, что портупейные ремни кавказского холодного оружия также украшались серебряными пластинами с черневым с гравировкой или насеченным золотом по железу орнаментом наподобие кавказских наборных поясов. Техника украшения филигранью и эмалью появилась в Кубачах в середине 19 в. и нашла лишь незначительное применение в украшении холодного оружия. Кубачинский орнамент, растительный по своему характеру, был нескольких видов. Один — симметричный — «тутта», то есть ветка. Это наиболее трудная для Кубачей композиция, которую мог выполнить лишь самый опытный мастер. В основу положен вертикальный стержень с отходящими симметрично в обе стороны завитками, цветочками и листиками. Другой — асимметричный — «мархарай», то есть «заросль». В противоположность тутта он отрицает симметрию. От одной спирали с небольшим числом оборотов или кривой линии отходят в разные стороны другие, часто не подчиненные первой, а ей равнозначные и вступающие далее в пересечение друг с другом. Часто эти стебли или разводы образуют крупноволнистые линии, иногда взаимно переплетающиеся. Спирали и разводы «мархарай» могут разбегаться также во все стороны из одного центра. Эти линии «мархарай», так же, как и «тутта», густо усаживались завитками, цветочками, листочками разной формы. Композиции «тутта» и «мархарай» — древнейшие в кубачинском орнаменте. В конце 17 — начале 18 вв. под влиянием возросших торговых и культурных связей Кавказа с Россией в Кубачах появился третий род орнамента — «москов-накыш», то есть московский рисунок. Этот узор имеет вид растения или ветки, несимметричной, густо покрытой листьями и цветами. Несколько позже под тем же русским влиянием в Кубачах появился довольно редко встречаемый орнамент — «сита» (от рус. — «сито») в виде сетки из пересекающихся линий, ячейки которой заполнены цветками. Кубачинские оружейники были собственно только монтировщиками и украшателями оружия. Клинки кинжалов, шашек, сабель и т.д. для них делались в соседнем с Кубачами ауле Амузги. Амузгинские кузнецы выковывали клинки как целиком стальные (самый дешевый сорт), так и стальные с железной сердцевиной. Процесс производства такого клинка заключается в следующем: клиновидный железный стержень отгибают стальной полосой по ребру и сваривают с ней. Часть железа со стороны пяты вытягивают для образования хвостовика клинка (или основы рукояти). В дальнейшем этот кусок железа со сталью куют до получения нужной формы клинка кинжала или шашки. После этого клинок укрепляют на деревянном бруске, где крепко закаленным резцом на нем выстругивают долы (для облегчения веса клинка). После этого клинок обстругивают подобием стального рубанка и шлифуют на точильном колесе. Наконец, клинок подвергают закалке, окончательной заточке и шлифовке — и он готов. Амузгинские кузнецы-оружейники умели также делать узорчатую сварку — сварочную сталь, неправильно называемую часто в нашей литературе сварочным булатом. Большую славу на Кавказе имели клинки местной выделки с клеймами «волчок» и «гурда», изделия кинжального мастера Базлая (19 в.), в Грузии широко известны были изделия Георга Пурунсузова (первая половина 19 в.); в Дагестане изделия кинжальных мастеров Османа, Мухаммеда, Исмаила, Гассана и др. (конец 19 — начало 20 в.), а также шемахинское и лаичское оружие.

Первоначально изготовление сварочной стали преследовало цель придать полосе клинка холодного оружия повышенную вязкость и упругость и одновременно максимальную твердость лезвию. Техника выработки сварочной стали заключается в повторном складывании чередующихся слабо и сильно обуглероженных пластин (железа и стали). В процессе ковки параллельность слоев нарушается, что после протравки кислотами дает волнообразный рисунок на металле. Так получается слоистый узор. Закрученные в разных направлениях и сваренные вместе несколько таких пластин дают другой вид узора — узор из закрученных полос. Кусок сварочной стали из закрученных полос можно обработать и далее, подвергая его ударам особого штампа или какого-нибудь подходящего инструмента. При этом слоистая структура нарушается вследствие обнажения нижеследующих слоев и получается «букетный узор». Амузгинские оружейники в Дагестане хорошо владели этими способами выработки узорчатой, или сварочной, стали. Здесь изготовлялись клинки из целого куска узорчатой стали (лезвие наваривалось из чистой стали), а также путем накладывания полосок узорчатой стали на среднюю часть клинка с железной сердцевиной — по долам (декоративный прием).

В 16 — 17 вв. в Средней Азии в ремесленной промышленности производство оружия имело большое значение. Бухара, Хива, Самарканд, Коканд и другие города были широко известны своими изделиями. В 17 в. в Узбекистане славилось дорогое оружие бухарской работы: сабли, ножи, украшенные драгоценными камнями и накладными узорами из золота и серебра, а также бухарские луки, иногда тоже отделанные золотом, саадаки (колчаны) из лубья. Однако непрерывные феодальные войны и усобицы, происходившие в Средней Азии, тяжело отражались на городской жизни и в середине 18 в. привели промышленность к значительному упадку и застою, что отразилось и на производстве оружия.

В первой половине 19 в. широкую известность приобрели братья Елизаровы из Тифлиса, занимавшиеся изготовлением сварочной стали и выковкой из нее клинков. В 1833 из Златоуста, с оружейной фабрики, был откомандирован в Тифлис русский мастер Василий Южаков обучаться у Елизарова изготовлению сварочной стали.

Национальное клинковое оружие на определенном этапе остановилось в своем развитии и вплоть до настоящего времени изготовляется в соответствии с исторически сложившимися национальными формами. Другая же часть клинкового оружия, находящаяся в настоящее время на вооружении армий (строевое, или уставное оружие), продолжает совершенствоваться и развиваться. Заводским способом обычно изготавливается строевое холодное оружие. Однако возможны случаи, когда изготовление строевого оружия при определенных условиях (в военное время или по другим причинам) может быть поручено артелям кустарей и даже отдельным мастерам. Так, до 1917 изготовление офицерского холодного оружия, помимо государственных заводов, производилось многочисленными частными оружейными мастерскими и отдельными мастерами (фирма Шафф и сыновья в Петербурге, Фомин в Москве и др.). Во время войны 1941 — 1945 производство десантных ножей и тесаков-штыков было поручено ряду предприятий промысловой кооперации. Оружие изготавливалось по типовым образцам, утвержденным государством.

Первые формирования кавалерийских частей советской армии обеспечивались холодным оружием в основном из запасов старой русской армии. Одновременно Советское правительство принимало меры к увеличению производства холодного оружия на Златоустовской оружейной фабрике и Тульском оружейном заводе. В первые годы советской власти холодное оружие изготовлялось по старым чертежам шашек образца 1881, 1904. В 1927 впервые после 1917 принимаются на вооружение Красной Армии шашки двух новых образцов. Для командного и начальствующего состава — шашка кавалерийская без гнезд для штыка, а для красноармейцев и младших командиров шашка кавалерийская с гнездами для штыка. В совершенствовании конструкции клинка шашек нового образца деятельное участие принимал видный ученый-оружейник В.Г.Федоров. В 1940 были приняты на вооружение еще три образца холодного оружия: 1) шашка генеральская для общевойсковых генералов и генералов артиллерии; 2) кортик генеральский для генералов танковых, инженерных и технических войск, генералов авиации, войск связи и интендантской службы; 3) шашка для строевого начальствующего состава Красной Армии. Одновременно с этим в 1940 на вооружение поступили армейский нож и кортик для начальствующего состава ВМФ. В 1945 для офицеров Сухопутных войск и Военно-воздушных Сил принимаются два образца кортиков. В 1968, в канун празднования 50-летия Вооруженных Сил СССР, по особому заказу были изготовлены шашки — Почетное оружие с золотым изображением Государственного герба СССР. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 февраля 1968 такими шашками была награждена большая группа военачальников «За заслуги в укреплении Вооруженных Сил, достигнутые успехи в боевой и политической подготовке, поддержании высокой боевой готовности войск, освоении новой сложной боевой техники и в связи с 50-летием Советской Армии и Военно-Морского Флота».

В современных армиях из холодного оружия сохранились штык, кортик, шашка.


Soldier of Fortune #1 1997

Так что же такое булат? Этого никто толком не знает. Одни называют булатом сварочный железостальной композит, другие утверждают, что называться булатом имеет право только отлитая и медленно охлажденнаявысокоуглеродистая сталь. Конечно же, и те, одновременно и правы, и не правы. Ближе к истине те, кто булатом называет любую узорчатую сталь, независимо от способа ее получения. аиболее характерным признаком, отличающим булаты всех сортов от обычных сталей, является своеобразный узор на отполированной поверхности булатного изделия. Узор этот выделяется в виде светлых линий на сером или черном фоне после протравливания изделия какой-либо слабой кислотой. С древнейших времен именно по узору определяли качество булата. Выдающийся русский металлург П.П.Аносов говорил, что опытный азиатец не ошибется в выборе без пробы и по одному узору определит, вязок булат или хрупок, тверд или мягок, упруг или слаб. Павел Аносов писал, что "как оказалось по моим опытам, правильно откованный и закаленный шпажный клинок из хорошего булата не может быть ни сломан, ни согнут до такой степени, чтоб потерял упругость: при обыкновенном гнутье он выскакивает и сохраняет прежний вид. А при усиленном, например, наступив на конец ногой и загибая его под прямым углом, он не сломается, а будучи выправлен, не потеряет прежней упругости; при этом булатный клинок может быть тверже всякого клинка, приготовленного из стали." Последнее утверждение надо понимать так, что булат можно закалить до твердости 68 HRC, но это вовсе не значит, что клинок при этом будет гнуться дугой. Большинство образцов булатного длинного клинкового оружия имело твердость классической пружины - не более 45 HRC. Для сравнения: твердость напильника 61-62 HRC. Принципиально важно отметить, что булат, так же как и сталь, может быть как хороший, так и плохой. К тому же его можно отковать и закалить правильно, а можно... Могу с уверенностью утверждать, что лучшие легированные стали прочнее большинства сортов булата, изготовленных средней руки мастерами. о никакая легированная сталь не может даже приблизиться по своим свойствам к уникальным булатным клинкам, откованным выдающимися мастерами. Если, конечно, мастера захотят сделать шедевр. В прошлом веке в русской армии было около 4000 сабель из узорчатого металла. Так вот, из них только около сотни соответствовало требованиям, предъявляемым к холодному армейскому оружию, и лишь четыре(!) клинка принадлежало к высшему классу. Одним из таких клинков, например, на спор перерубили ружейный ствол. Так что же лучше - стальной нож или булатный? А это смотр длякаких целей и какого потребителя. Если открывать на охоте банки или "по пьяни сунуть перо корешу в бочину", то, безусловно и несомненно, серийный и поэтому недорогой ножик фирмы "Бак" или "Пума" при таком употреблении даст сто очков вперед кустарно изготовленному из заурядного сварочного дамаска, но стоящему несколько сотен баксов авторскому изделию.


Нержавеющий булат.

Нержавеющий булат был разработан в г.Златоусте, Челябинской области в 1996 г.

Само название "булат" было заимствовано от названия металла холодного оружия далекого прошлого. Современный нержавеющий булат и булат прошлого имеют, по крайней мере, две особенности, роднящие их между собою.

И тот и другой по строению структуры относятся к классу, по современной терминологии, композитных материалов, т.е. представляет собою сочетание разнородных макроструктур (отсюда и узорчатость поверхности изделий из булата).

Каждый из этих материалов является выразителем - символом самых высоких качеств, которыми характеризуется изготовленное из них холодное оружие.

Но на этом сходство булата древности с нержавеющим булатом и заканчивается. Лучшие образцы прошлого по своим эксплуатационным свойствам едва-едва достигают свойств обыкновенной современной углеродистой стали и лишь в отдельных случаях приближаются к современным простейшим сталям типа 60С2 и 65Г (50 / 56 НРСэ). Что касается попыток приписать булату прошлого какие-либо особые свойства, как это нередко делается до сих пор в художественной или популярной литературе, то это должно быть отнесено к разряду мифов и красивых легенд. Современные многие легированные стали безусловно превосходят, и весьма значительно, по своим свойствам прославленный в веках булат древности.

Однако и современная любая сталь по-своему хороша только отдельными свойствами и далеко не всегда удовлетворяет требованиям универсальности.

Именно по этой причине жизнь потребовала в современных условиях создать металл, который повторяя идею композитного строения булата, был бы наделен полным комплексом всех свойств, необходимых для изготовления самого первоклассного по современным меркам холодного оружия.

Именно таким металлом является нержавеющий булат, созданный в последние 2-3 года на основе современных теоретических воззрений металловедения, металлофизики, металлохимии, теории прочности и на основе достижений за последние десятки лет в области передовых технологий, разработанных в структурах производства специальных изделий.

Его высокие физико-механические свойства (твердость, прочность, пластичность) и повышенные эксплуатационные свойства (режущие свойства, износостойкость), в том числе высокая коррозионная стойкость и характерная "узорчатость" поверхности изделий, ставят вне конкуренции по сравнению с ординарными металлами того же назначения.

Нержавеющий булат не имеет аналогов.

Нержавеющий булат по праву может быть назван - металлом XXI века.

Особым признаком булата является наличие в его строении на уровне макроструктуры химической неоднородности, что обуславливает явление на поверхности изготовленных ив него изделий характерного узора. Весь металл в целом и его отдельные микро- и макроструктурные составляющие являются коррозионностойкими во многих агрессивных средах.

Так как режущая способность нержавеющего булата в основном определяется твердостью наиболее твердей составляющей, те именно в силу этого обстоятельства нержавеющий булат имеет еще очень ценное свойство - высокую износостойкость.

Усредненный химический состав характеризуется следующими данными:

железо - основа   молибден 0,2/0,6%
углерод 0,8/1,2% титан 0,1/0,5%
хром 16/20% кобальт 0,02/0,10%
никель 1,5/3,0% бор 0,001/0,003%
марганец 0,2/1,0% ванадий 0,1/0,3%
кремний 0,5/1,5% сера более 0,025%
алюминий 0,02/0,07% фосфор более 0,025%


Материал имеет следующие свойства:

предел прочности 145 -160 кг/мм2
предел текучести 135 -145 кг/мм2
удлинение 8%
ударная вязкость 2%
твердость (средняя) 52/57 НРСэ
твердость наиболее твердой составляющей 61/64 НРСэ


Автор Юрий Янин.

Во все времена исход сражений решали не только мужество воинов и мудрость полководцев, но и качество оружия. а протяжении веков основным материалом для него была сталь, над которой колдовали лучшие мастера. И в наши дни старинные секреты изготовления боевой стали продолжают привлекать внимание историков, специалистов и любителей оружия. Cквозь века прошла слава клинков из особой стали, которую у нас чаще называли "булатом", а в других странах - "дамаском". Еще в 323 году до нашей эры в битве на реке Гидаспу воины царя Пора, противостоявшие войску Александра Македонского, были вооружены клинками из необычайно прочного и красивого металла, что давало им значительное преимущество в бою. Металл этот назывался "вуц" или "вутц" и поставлялся из Индии в виде круглых слитков, которые особым способом расковывались в полосы для производства клинков. Главным торговым и промышленным центром, где долгое время велась торговля таким металлом и оружием, был ближневосточный город Дамаск - отсюда и вошедшее в историю название "дамаск". Однако аналогичные стали производились не только в Индии и Дамаске. Подобные металлы и клинки делали также в древнем Риме, Персии, Китае, Западной Европе, скандинавских странах, Японии. Многие специалисты считают, что наиболее совершенные стали для изготовления клинков применялись в Японии, где изготовление холодного оружия всегда было окружено глубочайшей тайной и было неотделимо от философии, психологии и религиозных верований воинственных самураев. Клинки, изготовленные великими мастерами, становились предметами почти религиозного поклонения, символами гордости и чести живущих и будущих поколений японцев; вывозить такие клинки за пределы Японии было запрещено под страхом смерти. Феномен применения сходных технологий в разных странах объясняется единым стремлением мастеров придать клинку, казалось бы, взаимоисключающие свойства: твердость и вязкость, остроту и гибкость. Для этого оружейники пытались сделать боевую сталь неоднородной по своему химическому и структурному составу. В этих целях применяли два основных способа, по которым мы делим такую сталь на "литой булат" и "сварной булат". Литой булат изготавливается из кусочков различных сталей, железа и других элементов, которые соединяются вместе в ходе плавки в одном тигле. Ее может сделать только опытный мастер, применяющий особую технологию. Сварной булат также изготавливается из различных элементов, но они соединяются воедино с помощью горновой (кузнечной) сварки и последующей проковки. При последующей обработке металл может неоднократно складываться и вновь свариваться и проковываться, поэтому для сварного булата характерна многослойность, придающая стали особый узор. Узор и многослойность стали считаются одним из важнейших показателей качества полученного металла и свидетельствуют о мастерстве кузнеца-оружейника. Похожие боевые стали изготавливали и на Руси. В первых упоминаниях о них применяется название "харалуг" (от искаженного слова "каралыга", что означало на языке одного из кочевых племен "черноватый"). Металлы такого вида могли называться и "булатом" (от искаженного названия местности Пулуади на севере современной Индии). Их изготовление приостановилось на время татаро-монгольского нашествия, но уже с XV века мы вновь встречаем упоминания о таких сталях, за которыми в то время окончательно закрепилось название "булат". Русские мастера были хорошо информированы о лучших сталях, производимых в других странах, пытались воспроизводить и улучшать их, используя собственные достижения и секреты в этой области. Позже это позволило создать уникальные златоустовские клинковые стали, аносовский булат, лучшие броневые композиции и другие замечательные материалы. С появлением огнестрельного оружия материалы подобного типа стали использоваться и при изготовлении стволов. Правда, вскоре выяснилось, что для них требуется сталь, существенно отличающаяся по своим качествам от клинковой. Она была разработана и получила известность все под тем же названием - "дамаск". Дамасковые стволы изготавливались по методу "сварного булата", но уже не так, как клинки. Предварительно делали сетку, набранную из проволоки или полос различной стали и железа. Сваривали ее в горне и расковывали методом радиальной ковки, который сегодня активно применяется в ствольном производстве и называется "редуцированием". Стволы получались великолепные легкие и прочные, что выгодно отличало их от обычных тогда железных стволов. Они не только обеспечивали отличный бой оружия, но и обладали буквально завораживающим сложным узором на поверхности металла, что также очень ценилось. Дамасковые стволы требовали долгого, квалифицированного ручного труда выдающихся мастеров. Поэтому они ставились на самые дорогие охотничьи ружья, которые обычно делались на заказ. Не обходилось и без подделок, на которые узор характерный для дамаска, наносился упрощенным способом. В нашем веке дамасковые стволы утратили свои преимущества под напором достижений металлургии. Были изобретены и внедрены в массовое производство специальные ствольные стали. Они обладают качествами, превосходящими любые дамасковые и позволяют серийно изготавливать достаточно легкие, прочные и дешевые стволы, которые выдерживают современные мощные заряды. Создается впечатление, что в области производства боевых сталей развитие современных технологий перечеркнуло достижения предыдущих поколений, но это не так. Старинные технологии дали жизнь новым техническим и технологическим решениям и еще таят в себе немало интересного. Если современный мастер с уважением относится к истории, к достижениям его предшественников, то умение, знания и настойчивость дают ему шанс раскрыть старые секреты. К примеру, в Санкт-Петербурге есть такой мастер. Это Владимир Иванов. Уже более двадцати лет он изучает и создает булаты в традициях лучших японских мастеров. При изготовлении булатов им используются самые чистые исходные материалы. Заготовка клинка может содержать несколько различных по составу сталей, в том числе и легированных (древние мастера добавляли при сварке "небесное" железо то есть метеоритное). Руды могли быть из разных месторождений и содержать некоторые легирующие добавки. Мастер Иванов может изготавливать стали, содержащие более 6 миллионов слоев, сваренных между собой методом горновой сварки. Структура лезвия, имеющая неоднородный состав, приобретает характер "микропилы", что придает клинку уникальные режущие свойства. При изготовлении клинков, в соответствии с традициями, могут применяться также внутренние стержни или сердечники. Таковых изделие может иметь один или несколько. Расположены они продольно внутри клинка. Сердечники состоят из 100-150 слоев металла, но эти слои направлены не вдоль, а поперек. Различное направление волокон и слоев металла, их взаимодействие в процессе использования способствуют об- щей устойчивости клинка к механическим нагрузкам. Тщательная проковка и многократная горновая сварка способствуют уплотнению металла и измельчению его зерен, что также приводит к повышению прочности клинка за счет укрепления прочности соединения отдельных зерен стали между собой. Рукотворный и в то же время фантастический узор стали несет в себе большой эмоциональный заряд. а него можно любоваться часами, он может влиять на настроение человека. "РУЖЬЕ-оружие и амуниция" # 1/2 1997.

 

Назад на главную страницу