Булатная сталь

Археология, древний мир, что было и как. Артефакты, сооружения, события.
Аватара пользователя
Октябрин
Сообщения: 356
Зарегистрирован: 18 май 2008, 20:38

Булатная сталь

Сообщение Октябрин » 22 янв 2009, 21:39

ЧЕРЕЗ ТЕРНИИ К БУЛАТУ!

Да, в Европе пытались восстановить утраченную технологию производства литой булатной стали. Попытки эти продолжаются и до сих пор. Поскольку в некоторых ее образцах обнаруживали отдельные элементы, то в сталь с большим содержанием углерода добавляли, алюминий, серебро, золото и платину. Однако вскоре выяснилось, что полученная сталь напоминает булатную только узором на поверхности и не обладает присущей ей прочностью, твердостью и гибкостью. Мало того, французские металлурги, повторившие эти опыты и пытавшиеся отковать изделия из индийского «вутца», пришли к выводу, что сталь со столь высоким содержанием углерода вообще нельзя ковать.

Многие исследователи считали, что булатная сталь - высокоуглеродистая, с нерасплавившимися частицами железа. Поэтому пытались получить ее, добавляя в жидкий чугун в различных пропорциях сырцовую сталь, железную руду, чистое железо, стружку из малоуглеродистой стали и другие компоненты. Однако добиться присущего булату сочетания прочности и пластичности, твердости и вязкости со специфическим узором не смогли. Таким образом, тайна древних металлургов осталась нераскрытой.

Наибольшего успеха достиг П. П. Аносов, проводивший многочисленные опыты по влиянию на железо различных веществ, содержащих углерод (сухое дерево, ржаная мука, цветы, рога, слоновая кость). Кроме того, были проведены опыты по прибавлению к железу чугуна без доступа воздуха, а также графита, алмаза и сажи. Получен же булат был при сплавлении мягкого железа с графитом в закрытом тигле при длительной выдержке с последующей ковкой слитка при низких температурах (850-б50°С),закалкой в горячем сале и отпуском в горне по цвету - от синего на обухе (300°С) до желтого на лезвии (230°).

П. П. Аносов определил и составляющие булата: «Железо и углерод и ничего более... Все дело в чистоте исходных материалов, в методе охлаждения н кристаллизации». В производстве булатной стали он использовал тагильское железо, которое было таким «добрым и мягким», что его сравнивали с собольим мехом, поэтому и называли «соболий мех». Гарантией качества стали служило наибольшее время плавки и медленное охлаждение тигля.

Ковка слитка производилась под так называемым хвостовым молотом массой в два с половиной пуда (40 кг). «Сплавок нагревался в горне до светло-красного цвета (850°) и укладывался под молот широким основанием. Проковка велась при слабом обжатии при поворотах кругом в одну сторону. Промежуточные нагревы проводились 5-6 раз. Чем медленнее проковывался булат, тем лучше было качество». П. П. Аносов полагал, что булат является продуктом естественной кристаллизации стали, получаемой при соединении железа с углеродом.

Сущность же образования булата заключается в насыщении сплава большим количеством углерода. В условиях медленного охлаждения образовывается и находится в некотором излишке соединение железа с углеродом - цементит, который не растворяется, как это бывает в обычной стали, а остается в железе как бы во взвешенном состоянии. Твердая прослойка цементита, можно сказать, обволакивается стынущим мягким железом. Поэтому металл сохраняет высокую вязкость и упругость. Охлаждение стали в тигле, где она плавилась, как бы фиксирует полученную неоднородность при плавке. Недаром на основании своих опытов Аносов полагал, что переливание из тигля в изложницу портит сталь.

Таким образом, процессы плавки и кристаллизации стали у Аносова неизбежно обусловливали крайнюю химическую и, следовательно, структурную неоднородность слитка. Деформация при ковке этой неоднородной структуры и была причиной булатного узора.

Производством булатной стали эпизодически (при наличии оборудования, материалов и времени) пришлось заниматься и мне. Первые опытные плавки были проведены в 1965 году. Они повторяли опыты многих исследователей, а именно - в расплавленный и перегретый до различных температур чугун вводились добавки железа или малоуглеродистой стали в виде порошка, дроби и гранул определенного размера. Поступали и наоборот: в расплавленную малоуглеродистую сталь или чистое железо вводилась стружка или гранулы чугуна. Исследование разлитого в слитки различной массы и размеров металла показало, что второй вариант не заслуживает внимания, ибо никаких признаков булатной стали обнаружено не было. По-видимому, чугун расплавлялся, . и получался однородный железоуглеродистый сплав с различным содержанием углерода, и, следовательно, с соответствующей структурой.

Основной целью при проведении опытов по первому варианту являлось получить в металле нерасплавившиеся частицы железа (феррита) и зафиксировать их при ковке и термической обработке. Тем самым мы надеялись решить основную проблему: при определенной прочности и твердости обеспечить пластичность и узорчатость, которая, по моему представлению, могла быть достигнута за счет разности оттенков структуры металла-феррита и перлита (мартенсита)... После установления режима выплавки чугуна и количества (а также размеров) вводимых в него добавок чистого железа удалось получить нерасплавившиеся частицы феррита в металле. Однако при ковке и, следовательно, нагреве металла их становилось значительно меньше или они вообще исчезали. Поэтому, чтобы сохранить в металле нерасплавившиеся частицы железа и подвергнуть металл ковке и термической обработке на определенную твердость, нам пришлось вырезать из слитков заготовки толщиной 10 мм, которые очень быстро нагревались, а затем ковались и термически обрабатывались. Полученные образцы подвергались травлению и полировались для выявления узора, а также исследовались на твердость и микротвердость.

Хотя полученная нами сталь и была узорчатая, изделия из нее не обладали должными свойствами. Отсюда следовал вывод, что структура булатной стали не должна иметь ферритной составляющей. Могут спросить: почему же не сохранилась технология изготовления булатной стали, разработанная Аносовым?

Все опыты Аносов тщательно записывал и систематизировал и дал основные технологические рекомендации по плавке, ковке и термической обработке. Другое дело, что 150 лет назад уровень техники был настолько низок, что Аносов, как правильно пишет Е. Крючников, не мог с достаточной точностью и определенностью описать технологические процессы с указанием температурных режимов плавки, ковки и термической обработки, а также химического состава шихты, металла и шлака, не говоря уже о структуре металла.

Аносов получил булат, тщательно изучив свойства имеющихся изделии. Речь идет о свойствах по внешним признакам, и, конечно, он был Знаком с имеющейся литературой о булате. Мне также пришлось ознакомиться с литературой и прежде всего с записями Аносова. Тщательный анализ плавок и результаты исследований металла убедили, что первоначально выбранная мною технология выплавки стали и получения булата неверна. Дальнейшие работы проводились уже под углом воспроизводства технологии древних мастеров (и Аносова) при одновременном плавлении составляющих шихты с различным содержанием углерода или насыщении чистого железа углеродом за счет прибавления в шихту углеродсодержашего вещества.

Совмещенный процесс восстановления и плавки железа, по-видимому, и есть тот реальный путь, по которому должен развиваться процесс получения булатной стали. При этом пришлось выделить процессы плавки, ковки и термической обработки в отдельные независимые технологические процессы, чтобы выявить значимость каждого из них.

Как показали опыты, процессы ковки и термической обработки оказывают существенное влияние на свойства булатной стали. Чем лучше прокован металл, тем выше его свойства и сложнее рисунок на поверхности изделия. Рисунок же выявляется только после закалки или улучшения стали, то есть закалки с отпуском. После ковки при самом тщательном травлении узор на поверхности изделия выявляется очень слабо.

Кстати, замечу: несмотря на то, что »а последние годы опубликовано значиюльное количество работ по так называемой термомеханической обработке металла, выбор ее режимов для булатной стали представляет значительные трудности. Связано это прежде всего с тем, что определение температурных режимов ковки и термической обработки булатной стали, исходя из диаграммы «железо - углерод», как правило, не является оптимальным. И все же после проведения многочисленных опытов по подбору режима плавки нам удалось получить слитки с необходимой структурой. После ковки с минимальной степенью обжатия и после травления слабым раствором кислоты полученная сталь приобрела характерные узоры, присущие булату.

Вот так выглядит булагная сталь с содержанием углерода 2.08% (вверху) и 3,1% (внизу).


Часто спрашивают: какое же содержание углерода в булатной стали является оптимальным? В сварочной булатной стали содержание углерода составляет 0,6-0,9, в литой - до 2%. Но вот ученые Донецкого политехнического, проводя очистку железных окатышей в слое шлака на установке электрошлакового переплава с графитовым электродом, обнаружили: хотя полученное железо и содержало 3,5% углерода, оно, к немалому их удивлению, прекрасно ковалось и прокатывалось. Специалисты сделали вывод, что ими получен один из сортов булатной стали.

При проведении своих опытов я старался максимально увеличивать содержание углерода в булатной стали, начиная с 0,75 до 4,0%. Оказалось, что чем выше содержание углерода, тем лучше и явственнее становится рисунок на изделии, а при содержании углерода 2,2-3,2% рисунок получается на черном фоне с золотистым отливом.

В заключение скажу: мы подошли к такому рубежу, когда к работе по получению булата должны подключиться специалисты необходимого профиля - металлурги-плавильщики, кузнецы и прокатчики, термисты и металловеды, металлофизики, технологи и механики. С этой целью Институт проблем материаловедения Академии наук УССР заключил договор о социалистическом содружестве на разработку и внедрение промышленной технологии производства булатной стали. Так.что будут проведены не только лабораторные плавки, но и налажено ее промышленное изготовление. А параллельно будут идти дальнейшие исследования и изучение структуры и свойств искомого, как изящно назвал булат Е. Крючников.


Василий НАЗАРЕНКО, кандидат технических наук г. Киев

ОТ РЕДАКЦИИ
Публикуя подборку материалов о булате, мы хотели бы заметить, что интерес, проявляемый сегодня к этому древнему виду стали, не только исторический. Дело в том, что идеи, заложенные в выборе компонентов для получения булата, в способах его производства, и сегодня служат научной основой для разработки самых различных технологических процессов получения сталей, сплавов и композиционных материалов с высокими и зачастую превосходящими булат характеристиками.

В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года» предусмотрено повышение качества продукции на основе всемерного повышения использования достижений научно-технического прогресса. При этом серьезное внимание, в частности, обращено на улучшение качества стали и сплавов для обеспечения их высокой прочности, пластичности, долговечности, изиосостойкости и коррозиестойкости. За счет чего? Прежде всего путем создания материалов сверхчистых, композиционных, а также порошковой стали. И здесь вот что интересно - эти материалы, к примеру, по своему строению очень схожи с булатом: у них такая же неравновесная структура и очень высокие физико-механические свойства. И не будет преувеличением сказать, что они являются прямыми наследниками булата, поскольку по сравнению с обычными сталями и сплавами обладают выдающимися свойствами.

Duke Nukem
Сообщения: 177
Зарегистрирован: 15 фев 2008, 11:21
Пол: Мужской

Re: Булатная сталь

Сообщение Duke Nukem » 25 янв 2009, 14:15

Крута... Токма это все вилами на воде писано, потерян нынче секрет булатной стали, потерян.
По крайней мере оф. наука о нем ничего не знает толком.
Булатна сталь должна гнуться дугой (с о-чень большим усилием), а потом восстанавливается исходное положение клинка как не в чем не бывало, резать сталь должна как масло, и т.д. и т.п.
А еще чтоб ее сотворить надо прокованный по особому в n-слоев, из особого состава-материал будущий булат в земле сырой выдержать до 15-20 лет.
Потом еще проковывают особо и т.д. и т.п. от того оно так и ценилось, не просто его получить было, ох не просто (на много больше нас наши Деды знали).
А теперь и не возможно, по крайней мере на данном этапе, с данными знаниями.
( К стати Казак ХаРаКтерник на аудио записи который, об этом хорошо поВедал, кое чего знает ЯвъНо, не простой дядька)

Аватара пользователя
Roma
Администратор
Сообщения: 2201
Зарегистрирован: 24 окт 2007, 20:23
Город: Москва
Пол: Мужской

Re: Булатная сталь

Сообщение Roma » 25 янв 2009, 15:28

По рассказу казака
viewtopic.php?f=10&t=2768

Ту сталь, что зарывали в землю на много лет, называли Кладенец. А тот, который "выращивали" из "затравки" в расплаве (по типу кристалла) - Гурда.
Про саму технологию ковки - там особых тайн нет. Многослойная сталь. А вот режимы ковки, хим. состав флюсов по роду передавали кузнечному. Само собой, для науки современной много вопросов неразрешимых.
Потому как в сути соединение огня и металла дает особые качества оружию. Недаром кузнецы уважались наряду со жрецами.
Особо, если учесть, что для РАЗДЕЛЕНИЯ (рубка ворога в том числе) используют металлы. В разных случаях разные.
И разные металлы разным Богам подчиняются.

Duke Nukem
Сообщения: 177
Зарегистрирован: 15 фев 2008, 11:21
Пол: Мужской

Re: Булатная сталь

Сообщение Duke Nukem » 26 янв 2009, 17:19

Рома, да действительно, еще разок этот кусок послушал внимательно, про клинки.
Гурда (ее разновидность булат) бывает разная, выращивается из «зародыша» (типа как кристал что ли? Или свойства принимает от зародыша?)) виды - горная лаза, горный поток… еще её разновидность он называет – булатная сталь (я думал иначе).
От мороза булат, как он говорит выкрашивается (крошиться, что ли?)
Поэтому он говорит на севере использовали ХаРаЛук (типа «подделка» под булат).
Или еще была в почете у нас Дамасская сталь. Или наборы из них.
Еще был Уклад у северных мастеров, и Кладенец как самое ценное из используемых.
Кладенец, должен лежать в земле не мене 10 лет (поэтому как клад%)), тогда с него выходили все шлаки из стали, потом его опять обрабатывали по особому.
Кладенец был на столько ценным, что его завещали (еще его поэтому называли - Заветным), действительно ведать очень много времени и мастерства на это надо было.
И еще существовало «Синие Железо» с его слов резало даже камень, но оно было на грани «мистики», ковалось и подчинялось конкретному человеку с его слов. И в руках другого работало как я понимаю совсем иначе (если вообще работало%), не так как кому предназначалось.
Тут наверно, дело не только в химии, и мастерстве кузнецов, тут без Богов и их энергий не обходилось, это точно (Кто же такое нынче ведает? А ежли ведает врятле выдаст. Зла много может с этого быть).
Интересная тема оказывается. :)

Аватара пользователя
Roma
Администратор
Сообщения: 2201
Зарегистрирован: 24 окт 2007, 20:23
Город: Москва
Пол: Мужской

Re: Булатная сталь

Сообщение Roma » 26 янв 2009, 23:03

Мало того, что интересная...
Мечта у меня есть - кузницу построить..... Может и мечи удастся поковать, коль срок будет да Сутьба сложится.
В кузнечном деле особая сила, особое знание и особое умение нужно. Потому как металл особое вещество.
Пока вот сижу да гляжу на себя - сколь город сил и возможностей отнимает. В чужом месте чужие цели обслуживать....

Duke Nukem
Сообщения: 177
Зарегистрирован: 15 фев 2008, 11:21
Пол: Мужской

Re: Булатная сталь

Сообщение Duke Nukem » 27 янв 2009, 18:04

Хорошая мечта...
Да токма, город действительно в этом деле не поможет.
И "дятьки" (руками водят которые - руководители чтоб их) разные задолбили.
Вот бы альтернативный источник энергии, тогда бы точно (я, да и весь народ) послал бы всех "дядек".
И там уж кузнецу, или еще чего Душе угодно соТворить, без электричества конечно тяжело (когда привык), но тоже можно.
Может когда нить и срастётся ;) .

Аватара пользователя
dmvo
Сообщения: 394
Зарегистрирован: 16 окт 2008, 16:11

Re: Булатная сталь

Сообщение dmvo » 30 янв 2009, 14:03

эх Roma - видимо не у тебя одного - только что из VIP турпоездки в глухую деревушку
Крюково вернулся. эх Duke... можно можно без электричества - да еще как можно...

вот где жизнь - ну как и сколько можно себя мариновать в каменных коробках - и делать вид, что мы занимаемся чем-то важным, каким-то делом.

из деревни это настолько ясно видно, в снегу, в речке, родничке, лесу, избушке, людей никого... ааа. счастье, родное....

"к бесам все (бесовское) - берись и делай" :)! взял я себе девиз - иначе не вырваться...

Аватара пользователя
Roma
Администратор
Сообщения: 2201
Зарегистрирован: 24 окт 2007, 20:23
Город: Москва
Пол: Мужской

Re: Булатная сталь

Сообщение Roma » 03 фев 2009, 13:02

Нашел советы практика По изготовлению булата, дамаска и т.п.
http://kuznec.com/stat.htm
Первое дело - найти верный сплав, второе дело - верно выковать.

Evgench
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 14 дек 2010, 09:49

Re: Булатная сталь

Сообщение Evgench » 14 дек 2010, 10:06

Ребяты, вы рассуждаете о стали, булате, а о наследниках(современниках) открывателя русского булата ПП Аносова есть инфа?
если есть косвенные или прямые ссылки киньте пож!!!
evgengench@mail.ru, в контакте - Евгенч Солов


Вернуться в «Наследие предков»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость