в чем секрет дамасской стали
Правда и вымысел: так ли хороша дамасская сталь и как ее следовало бы называть на самом деле
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
С чего начинается легенда
Только ленивый недобросовестный торговец ножами не утверждал, что дамасская сталь – это лучшая сталь на планете, способная пополам резать металлические пруты, не боящаяся коррозии, а потому и стоящая втридорога. В массовой (и классической) культуре дамасская сталь также окружена ореолом романтичности и вымысла. Одним из последних авторов, сделавших значительный вклад в романтизацию дамаска, стал Джордж Мартин, создатель фентази-романа «Песнь льда и пламени», который неоднократно утверждал, что ближайшим реальным прототипом для выдуманной им магической валлирийской стали был именно дамаск.
Ремарка : с точки зрения реальной металлургии вымышленная валлирийская сталь больше похожа на булат, а не на дамаск, так как при перековке мечи из дамасской стали гарантированно теряли бы свои рабочие качества.
Впрочем, и до писателей-фэнтезистов дамаск наделяли какими-то невероятными свойствами. Достаточно прочесть исторический роман Вальтера Скотта «Талисман» или «Айвенго». Охотно «подкармливали» мистификацию качеств дамаска современные журналисты, которые проводили подставные опыты в контексте «дамаск в огне не горит, в воде не ржавеет, в кислоте не растворяется, а латный нагрудник режет как масло». Абсолютное большинство «чудесных» качеств дамасской стали – вымысел. Более того, с точки зрения металлургии (когда речь идет о производстве ножей) большинство современных заводских сталей будет лучше дамаска.
Что же это такое на самом деле
Дамасская сталь – это неоднородный материал, состоящий из нескольких сталей с разным содержанием углерода. Термином «дамаск» можно обозначать рафинированные стали, а также непосредственно сварочный дамаск. При этом рафинированные стали считаются дамаском номинально, так как при их производстве кузнечной сварке подвергают всего один однородный блок стали. Цель этого процесса вовсе не в добавлении узоров на клинок, а в выведении из материала вредных примесей, которые снижают прочность и остроту клинка.
Сварочный дамаск – это материал, получаемый при комбинации нескольких стальных заготовок с разным содержанием углерода. Кузнец осуществляет с ними последовательную сварку, складывание и проковку. Суть в комбинировании железа и высокоуглеродистой стали. Эта кузнечная хитрость позволяет избавить конечный материал от ярко выраженных недостатков обычной стали и железа (по отдельности). Клинок, созданный из одной лишь углеродистой стали, получится острым и прочным, но при этом и очень хрупким и будет легко ломаться. Если же сделать клинок из обычного железа (низкоуглеродистой стали), он получится слишком мягким и легко деформирующимся.
При этом никаких чудесных свойств у дамаска, помимо прочности и отсутствия откровенной хрупкости – нет. Более того, есть и существенные недостатки. Из-за высокого содержания углерода дамасская сталь достаточно легко и быстро ржавеет без должного ухода за ней.
Откуда красивый рисунок
Кто же был первым
Название материала «дамасская сталь» регулярно ставится под сомнение профессионалами и исследователями. Дело в том, что город Дамаск никогда не был в истории центром кузнечного ремесла. Возможно, там располагался большой оружейный рынок, однако никаких свидетельств массового производства клинков в этом городе археологи не нашли. Рафинированная сталь как таковая использовалась людьми почти с самого начала, с момента овладения железным литьем. Первые находки датируются 1300 годами до н.э и сделаны они были в Передней Азии. В Европу этот материал проник примерно в 800 году до н.э. Столетием позже рафинированную сталь узнали в Китае.
Достоверно известно (благодаря археологии), что в Римской Империи дамаск использовался, по крайней мере, с 11 века нашей эры. Примечательно, что за шесть столетий до этого, сварочный дамаск уже умели изготавливать кельты. Самые древние находки в Европе датируются 3 столетием до н.э. Таким образом, данный материал стоило бы называть «кельтская сталь» или «индийская сталь». В X веке от рождества христова германские народы и франки широко использовали мечи из дамаска. При этом первая найденная персидская сабля из дамасской стали датируется только XIII веком.
Беспощадные сарацины
Возвращаясь к мифам, несколько слов следует посвятить мистификации дамасской стали во время крестовых походов. Никаких подтверждений тому, что кривые клинки (сабли) из дамаска легко справлялись с латной броней – нет. Более того, такой клинок едва ли управился бы с средней кольчугой. С точки зрения металлургии, отпущенный и термообработанный металл не может быть разрезан материалам с приблизительным показателем твердости. А потому разрубить саблей латы не получится, не говоря уже про разрубание клинка клинком.
Прорубить или прорезать латный или ламеллярный (пластинчатый) можно было в исключительном случае – сели клинок попадал в место на доспехе, где материал содержал большое количество шлаков. Однако, это было вовсе не достижение клинка, а производственный брак средства защиты бойца.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Дамасская сталь
Эти ножи не продаются в охотничьих магазинах — их аляповатое подобие можно встретить в сувенирных лавках. Впрочем, и там настоящий “дамаск” не найти, разве что имитированный путем протравки или гравировки “ковровый” рисунок. Вопроса о дамасской, или булатной, стали продавец и вовсе не поймет, в лучшем случае скажет, что секрет ее производства утерян еще в древности.
Вообще, кузнец-ножовщик, как правило, отдельная самодостаточная специальность в оружейном деле. Кузнец обычно не занимается отделкой ножа, гравировкой или полировкой. Для него главное — сталь и рисунок. Малейшая трещина, даже поверхностная, может испортить результат тяжелого труда.
Или еще одна профессиональная напасть: перекалил заготовку — пиши пропало. Для кузнеца железо — живой материал. Физик с ним согласился бы, имея в виду подвижные и “памятливые”, то есть способные восстанавливаться, свойства кристаллической решетки.
Что касается рисунка, то с опытом его предсказуемость увеличивается, впрочем, до определенного предела, дальше действует удача и, возможно, помощь свыше. Многие кузнецы либо видели в мастерской чертей, либо ощущали их присутствие, поэтому православные кресты в кузнях и на груди самих мастеров — вещь почти обязательная. Подняться над ситуацией, объявив себя атеистом или реалистом, загородиться Фрейдом в кузнице не удается: стихия огня и металлов делает свое дело, проникает в подсознание и оказывает на него воздействие. Это и есть плата за мастерство, разумеется, для тех, кто выдерживает. Странно, конечно, но да ладно: творческим людям всё простительно.
История дамаскирования стали и кузнечной сварки на Руси начинается примерно с XII века. До этого времени сварные клинки попадали на Русь из Скандинавии и Германии. Они отличались прочностью полотна и режущими свойствами острой грани. Для повышения свойств последней ее делали из более мягкой стали, которая по своей структуре (становится наглядной только при увеличении) напоминала пилу. Такая сталь в прямом смысле в любую преграду (разумеется, кроме камня и сухого дерева) входила как в масло и ко всему прочему обладала способностью самозатачиваться. Правильный “дамаск” разрубал надвое не только газовый платок, но и врага.
Подобное излишество в условиях боя имело яркую психологическую подоплеку. Поэтому высшее дворянство Европы и Азии стремилось обзавестись дамасскими клинками. Булат, литую разновидность “дамаска”, могли себе позволить только монархи и их окружение. Булатный клинок легко сгибался в овал и столь же легко принимал прежнюю форму. Секрет технологии его изготовления был якобы утерян в средневековой Азии и заново открыт в 1833 году русским горным инженером П. П. Аносовым. Сотни опытов в лучших традициях алхимии вылились в скупую рецептуру аносовского булата: “Тагильского железа 12 фунтов, графита английского 1 фунт, окалины 24 золотника, доломита 24 золотника; плавка велась в тигле и продолжалась 5 часов 30 минут”. “Полоска булата, — писал Аносов в своем сочинении “О булате”,— сгибалась без малейшего повреждения, издавала чистый и высокий звон. Отполированный конец крошил лучшие английские зубила…”
По заверению экспертов, наши мастера разработали ряд уникальных технологий обработки стали. К примеру, Андрей Корешков — единственный в мире — освоил технику микротравления, то есть повторяет операцию травления несколько десятков раз, углубляя рельеф рисунка буквально на 6—10 микрон.
Этим достигается необыкновенная — «звенящая», как говорят фотографы, — резкость детализации. Понятно, что такие ножи ценятся высоко и пользуются повышенным спросом в среде коллекционеров. Никто кроме Корешкова у нас в стране не владеет техникой обработки стали, при котором получается эффект “морозного стекла”.
Наши мастера Г. Соколов, С. Данилин и А. Корешков смогли повторить знаменитый русский “золотой оброн” XVII века — разновидность инкрустации золотом, когда фон не золотится, а насекается желтым металлом. Для этого в стальной основе штихелем выбирается паз в форме ласточкиного хвоста и туда загоняется полоска золота с последующим выравниванием и шлифовкой. Корешков пошел еще дальше: для наводки канавок и углублений он использует не гравёрный инструмент, а свой излюбленный метод травления.
Учёные открывают тайну дамасской стали
Оказывается, древние индийские ремесленники использовали нанотехнологии при изготовлении своих клинков из легендарной дамасской стали, но даже и не догадывались об этом…
Robert Curl Jr
Легендарные клинки использовались (страшно подумать!) ещё в период с 1095 по 1270 гг. для того, чтобы запугать европейских оккупантов «священной земли» исламской цивилизации (в нынешней терминологии известных как «крестоносцы»).
Об этом рассказал лауреат Нобелевской премии по химии Robert Curl Jr, выступая перед зачарованной публикой во время 95-го Индийского научного конгресса в городе VISAKHAPATNAM: в частности, он рассказал, что, согласно современным данным, дамасская сталь изготовлялась мастерами на юге и в центре Индии ещё за 300 лет до н.э.
Самым забавным, – говорил он, – было то, что при изготовлении клинков древние мастера применяли методы нанотехнологии и даже не догадывались об этом. А древний булат всегда оставался острым и прочным, благодаря особой композиции углерода в структуре металла.
Сырьём для его изготовления была особая булатная сталь, называемая «вуц» (wootz steel), получаемая из специальной железной руды, которая как раз и добывалась в центральной и южной части древней Индии и Шри Ланки.
Сталь wootz получалась из этой руды и формовалась с помощью специальных тиглей, в которых она плавилась, выжигались примеси и добавлялись, говоря современным языком, необходимые присадки, включая большое количество углерода (до уровня примерно 1,5 % против 0,1%, которые добавлялись в обычное железо).
Curl Jr напомнил, что даже Tipu Sultan использовал меч из такой стали в битвах против британских войск в конце 18 века.
Писатель Walter Scott в своей книге «Талисман» описал сцену битвы между британским рыцарем Ричардом Львиное сердце и сарацином Saladin, происходившей в конце третьего Крестового похода (в октябре 1192 г.). И в то время как Ричард пользовался отличным британским мечом, блестящим, как солнце, у Саладина была кривая турецкая сабля тускло-голубоватого цвета, украшенная десятками миллионов извилистых линий…
Сэр Curl Jr пояснил, что эти «извилистые линии» были ничем иным, как мельчайшими углеродными наночастицами, которые и придавали такую прочность мечам из дамасской стали.
Удивительно, что по непонятным причинам секрет производства этой стали был надолго утерян: европейские мастера никогда и не пытались воспроизвести эти достижения, и даже мастера исламского мира утратили этот секрет где-то с середины 18-го века.
Однако в наши дни учёные разгадали секреты дамасской стали, и помогли им в этом методы современного материаловедения, методы нанотехнологий.
‘Nanotechnology was used by ancient Indians’
Дамасские клинки изготовлялись при помощи нанотехнологий
Открытие немецких ученых-кристаллографов из Дрезденского технического университета еще больше усложнило попытки раскрыть утраченную технологию изготовления знаменитых дамасских мечей, сообщает журнал National Geographic. Эти мечи ковались на Ближнем Востоке и в Индии с VIII в. и вплоть начала XVIII в. нашей эры из булатной стали, которую еще называют «вуц». Клинки славились своей исключительной прочностью, витиеватой структурой поверхности и небывалой остротой, однако технология их изготовления была утрачена. По легенде, такой клинок мог рассекать надвое упавший на острие лоскут шелка.
Дамасский клинок XVII века (National Geographic)
Изучив молекулярную структуру сабли XVII века под электронным микроскопом, немецкие кристаллографы обнаружили в лезвии углеродные нанотрубки и нановолокна из цементита (карбида железа). По мнению дрезденских исследователей, именно вкрапление этих сложных элементов и объясняет уникальные свойства дамасской стали. Нанотрубки, как оказалось, присутствуют в мягких слоях стали, которая отличается неоднородной структурой.
Ученые предполагают, что углеродные нонотрубки и нановолокна образовывались в клинках вследствие сложного процесса обжига и ковки. А как только клинки уже были практически готовы, кузнецы травили сталь кислотой, нанося на них неподражаемый и узнаваемый рисунок. Специалисты считают, что, поскольку углеродные нанотрубки устойчивы к действию кислоты, они защищали находящиеся внутри них нановолокна из более хрупкого цементита. После травления многие подобные наноструктуры выпирали из поверхности лезвия, придавая клинку сходство с пилой на наноуровне и, соответственно, необыкновенную остроту.
Отчет ученых из Германии раскрывает тайну дамасской стали
Несравненно острые, прекрасные и роскошные мечи и ножи из дамасской стали некогда были предметом роскоши у знатных людей Востока и Запада. К сожалению, вслед за тем, как в конце XVII в. ресурсы железа в главном месторождении, узбекских рудниках, иссякли, технология выплавки дамасской стали также канула в Лету. В XX веке специалисты, прибегая к современным средствам, пытались восстановить технологию дамасской стали, но тщетно.
Совсем недавно, наконец, нашлись ученые, утверждающие, что сделали это.
Как сообщило агентство Юнайтед Пресс Интернэшнл, отчет ученых из Германии раскрывает тайну дамасской стали. Вероятно, благодаря этому, современная обрабатывающая промышленность сможет возродить производство этого знаменитого материала.
В XVIII веке способ плавления дамасской стали был утрачен. Петер Пауфлер из Дрезденского технического университета (Германия) вместе со своими коллегами при помощи электронного микроскопа высокого разрешения подверг анализу саблю из дамасской стали XVII столетия.
Команда Пауфлера обнаружила, что микроскопическая структура дамасской стали указывает на то, что в процессе литья в нее, вероятно, добавлялись другие компоненты, и можно даже утверждать, что это представляет собой самое раннее применение технологии углеродной нанотрубки. С другой стороны эти компоненты способствовали образованию нанопроволок карбида железа, благодаря которым мечи из дамасской стали обладали особенной твердостью и привлекательным внешним видом. Результаты этого исследования были недавно опубликованы в журнале Nature.
Дамасская сталь – древние нанотехнологии
Всем известны уникальные, почти сказочные свойства Дамасской стали. Иделия, сделанные из неё прочны и остры. Новейшие исследования в области нанотехнологий позволили выяснить, что при производстве Дамасской стали применялись углеродные нано-структуры, подобные современным
Кинжал «Крисис»
Кинжал «Дельфин»
«Жизнь и Смерть». Классическое Дамасское лезвие слева и текстурированная сварочная сталь справа. Ручки кинжалов икрустированы золотом и серебром. На кинжале «Смерти» изображён золотой демон, а «Жизни» – серебрянная орхидея
Дамасские сабли и кинжалы изготавливались в X веке в Индии, где они также назывались «вуц».
Профессор Питер Пауфлер (Peter Paufler) из Технического университета Дрездена, провёл ряд исследований дамасских сабель. И сейчас с большой уверенностью может говорить, что при их производстве применялись нанотехнологии.
Peter Paufler
Чтобы это выяснить, кусочек вуца был растворён в соляной кислоте. Результат реакции был заснят Пауфлером c помощью электронного микроскопа. Анализ снимков показал схожесть структуры дамасской стали с современными углеродными нанотрубками, используемыми для увеличения прочности металлов.
(Углеродные нанотрубки – протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких микрон. Состоят из нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графенов и заканчивающихся полусферической головкой).
В составе вуца есть железо и примесь карбида железа, который содержится в виде нанонитей. До исследований Пауфлера было не до конца понятна природа их возникновения. По его предположению, этот эффект возникает именно за счёт использования нанотрубок.
Некоторые примеси в стали при высокой температуре вызывали рост углеродных нанотрубок. (Углерод в вуц попадал как продукт горения дерева и листьев в печи при плавке стали). Созданные трубки наполнялись карбидом железа. Так и возникали эти тончайшие нити.
Очевидно, что в древности люди и не знали, что используют именно нанотрубки и не до конца понимали их природу, но совершенно очевидно, что они обладали технологией их производства.
В данный момент профессор Пауфлер работает над выяснением деталей этой древней технологии. Ведь совершенно очевидно, что она значительно проще и совершеннее сложной технологии современного производства таких материалов.
В наше время, первое упоминание о наблюдении волокон диаметром порядка 100 нм, полученных при термической обработке окиси углерода и железа были опубликованы в статье советских учёных Радушкевича и Лушкиновича в 1952 году. Первый общеизвестный факт наблюдения нанотрубок приходится на 1991 год (исследователь Ииджима), а в 1996 году группа Смоли, Крото и Кёрла была удостоина нобелевской премии за исследования в этой области.
История не столь уж новая, но всегда интересная… Тем более, что многие об этом ещё и не слышали. Поражает, как солидный учёный, лауреат Нобелевской премии по химии (1996) Robert Curl Jr так просто рассказывает эту историю своим индийским коллегам. Никакой заумной «химии», зато откровенный энтузиазм и восхищение научными достижениями древних мастеров, напоминание индийцам о славном прошлом их далёких предков и земляков… Вот как надо выступать перед аудиторией! Ну, а потом идут просто научно-популярные очерки, в которых уже подробно и последовательно рассказывается о поиске и открытии секретов славной дамасской стали… Да, древние мастера, доживи они до наших дней, могли бы чем гордиться. И ещё. Говорят, что и наши уральские умельцы ещё в позапрошлом веке владели секретами получения дамасской стали (булата). Подробностей сейчас не помню, а, вроде бы, они ковали раскалённую добела заготовку клинка и при этом постоянно посыпали её порошком из древесного угля…
Особенности дамасской стали
Существует множество мнений о дамасской стали. Кто-то уверяет, что её рецепт утерян. И, когда говоришь что это дамасская сталь, – смотрят с улыбкой и уходят. Другие вообще мало, что об этом слышали, и задают нелепые вопросы «Чем это нарисовано?» либо «Почему клинок не полированный?».
По режущим свойствам качественная дамасская сталь превосходит сталь других марок (будь то 65Х13, 440С, 95Х18) в несколько раз. Единственный её недостаток – то, что она ржавеет. Поэтому за ней нужен постоянный уход. Поработал ножом – насухо вытер, смазал нейтральным маслом либо жиром и убрал. Если вдруг на стали появились ржавые пятна, удалять их нужно очень мелкой наждачной бумагой с маслом или лучше керосином. В принципе, уход за таким ножом – не больше, чем за ружьем с не хромированными каналами стволов. Все хлопоты компенсируются отменными режущими свойствами (которые не идут в сравнение с любой нержавеющей сталью: как отечественной, так и импортной).Разберем, в чем же секрет режущих свойств дамасской стали. Во-первых, в технологии изготовления. Дамаск изготовляется следующим образом. Он получается в результате длительного технологического процесса, выполняемого только вручную. За основу берется несколько видов сталей (как твердых, так и мягких), которые собираются в определенной последовательности для формирования пакета (Марки стали мы не называем, т.к. секрет хорошей дамасской стали заключается именно в правильной подборке и пропорциях различных металлов). Обязательное условие – то, что твердых сталей берут больше, чем мягких. Стальной пакет закладывается в горн и прогревается до температуры ковки. После этого наносятся специальные добавки, предотвращающие образование окислов, мешающих пластинам разного вида свариваться между собой. Далее пакет несколько раз пробивают молотом и отправляют в горн для прогрева под сварку.Как только пакет прогреется, он осаживается под молотом, затем снова отправляется в горн и прогревается для последующей оттяжки. Когда пластина сварена и сформирована по размеру, она вновь прогревается и рубится на необходимое количество пластин, которые зачищаются от окисла и собираются в пакет. Весь процесс повторяется сначала. Количество повторов процесса пропорционально качеству изделия, соответственно заказа. После процесса сварки, а их может быть от трех до десяти, пластина расковывается до необходимого размера клинка. Затем делается нормализация стали и заготовка идет в дальнейшую работу. Сталь, полученная таким способом, отличается повышенной прочностью, отличными режущими свойствами и красотой. Дамаск ООО «Русский булат» имеет от 400 слоев металла и более. В результате процесса проявляется уникальный узор, неповторимый, как отпечатки пальцев.
Режущая кромка загнулась. (Это свидетельствует о том, что сталь слишком мягкая);
Режущая кромка отломилась. (Это свидетельствует о том, что сталь слишком жесткая).
Другая ситуация с мягкой сталью. Например, 40Х13. Режущая кромка при затуплении такого ножа загибается. Разделывать таким ножом возможно, если держать при себе камень для правки – немного поработал, шаркнул по камню, снова поработал, снова шаркнул. Это, несомненно, лучше, чем в первом случае!
Из нержавеющей стали оптимальная марка – 65Х13. Хотя до качественного дамаска ей далеко. Часто данную марку стали называют медицинской сталью. На людей, воспитанных в Советском Союзе термины «медицинская», «военная», «космическая» действуют магически. 65Х13 – это неплохая сталь для ножей. Но термин «медицинская» к ней применим с трудом. Во-первых, скальпели из стали 65Х13 начали изготавливать только в конце 80-х годов, а до этого применяли углеродистые стали У8, У10, покрытые хромом.
Во-вторых, задачи хирурга, который в процессе операции делает очень незначительные надрезы, и охотника, разделывающего лося либо медведя – абсолютно разные. К тому же медицинский скальпель повторно на операциях не используется (Вскоре появились скальпели с одноразовыми съемными лезвиями). Поэтому термин «медицинская» сталь – ещё ни к чему не обязывает. Хотя данную сталь мы на недорогие модели используем давно.
Берется две, три или четыре пластины разного по рисунку, слоям и свойствам дамаска. Они свариваются между собой по высоте клинка и повторяют контур режущей кромки. Что это дает?
Это придает красоту изделию (за счет красиво подобранных трех-четырех рисунков);
Позволяет на режущую кромку ставить очень жесткий дамаск с большим количеством твердого металла, на обух клинка используется мягкий дамаск (тот самый, из которого изготавливали оружейные стволы). Благодаря сочетанию этих дамасков, прочность ножа увеличивается. Режущие свойства такого клинка (пусть не намного) возрастают.
Часто спрашивают: «Какой дамаск лучше: с продольным рисунком или с поперечным крученым?». С потребительской точки зрения это не имеет значения. Как и мозаичные дамаски. По рабочим качествам могут отличаться только некоторые виды торцевого дамаска. Зачастую мозаичные дамаски по режущим свойствам уступают обычному. Т.к. часто, в погоне за рисунком, мало внимания уделяется режущим свойствам металла.
Всем читателям данной статьи желаем хороших покупок и удачной охоты!
Материал подготовил генеральный директор ООО «Русский булат» Масленников В.С.