13 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Булатная сталь: особенности, история, область применения

История Булат

Первые сведения о булате поступили 2300 лет тому назад от участников знаменитого похода Александра Македонского в Индию. Воины рассказывали, что клинки индийцев рубят камни и рассекают в воздухе легкие ткани.

Возможно, именно эти сведения использовал в своем романе «Талисман» Вальтер Скотт. Он описывает состязание в ловкости между султаном Саладином и английским королем Ричардом Львиное Сердце. Ричард своим стальным мечом разрубил на две части копье одного из рыцарей. В ответ Саладин подбросил в воздух покрывало из тончайшей ткани и рассек его своим булатным клинком.

Булат действительно впервые появился в Индии. Индусы продавали в страны Востока вутцы — «хлебцы» из стали. Они представляли собою плоские лепешки диаметром 12,5 см и толщиной 0,25 см. Весили вутцы около 900 грамм. Такой «хлебец» разрубался пополам, на равные части, чтобы покупатель мог рассмотреть строение металла. Искусством обработки стали индийские мастера владели в совершенстве. «Никогда не будет народа, который лучше бы разбирался в отдельных видах мечей и в их названиях, чем жители Индии», — писал Бируни, увидевший воочию производство стали и мечей. Особенно поразили его цветные мечи. Отполированное железо индийцы натирали раскаленным порошком медного купороса, после чего получали мечи различных цветов — зеленые, синие, белые и с узорами. Среди множества индийских мечей наиболее глубокое впечатление произвел на Бируни меч под названием «маджли», на котором были изображены животные и деревья. Стоимость его равнялась цене лучшего слона. Но если на мече изображались человеческие фигуры, такое оружие стоило еще дороже. Узоры, рисунки на металле были главной отличительной особенностью булатных мечей. Нa одних булатах узоры были видны невооруженным глазом сразу после полировки. На других они появлялись только после травления соком растений. Узор мог быть крупным и мелким.

Другим местом, где производили отличные булаты, стал город Дамаск. В средние века из Дамаска мечи поступали в разные страны. Их можно было увидеть даже в африканских племенах. Булатная сталь позже стала называться дамасской.

Как удавалось людям средневековья создавать из нержавеющей стали, необычайно прочной, булатные клинки, было загадкой. Разные ученые во многих странах пытались разгадать тайну булата. Знаменитый английский физик Михаил Фарадей пытался получить булат путем добавки к стали алюминия и платины.

В конце концов, тайна булатной стали была раскрыта уральским металлургом Павлом Аносовым. После долгих лет поисков, проб и ошибок, в 1837 году ему удалось изготовить в городе Златоусте булатный клинок. Аносову было известно, что в Москве в XVI-XVII веках еще существовало производство булатов. Он был знаком с документами той поры, где встречались записи: «Сабельная полоса, булат синий, московский выков», «сабля полоса русская с долами на булатное дело». К концу XVII века искусство изготовления булата, пришло в упадок и постепенно забылось. И вот спустя двести с лишним лет в Златоусте появился булат. «Полоска булата сгибалась без малейшего повреждения, издавала чистый и высокий звон. Отполированный конец крошил лучшие английские зубила, тогда как отпущенный — легко принимал впечатления и отсекался чисто и ровно», — писал Аносов в «Горном журнале».

Уготовленный в Златоусте булатный клинок был золотистого отлива и с крупным сетчатым или коленчатым узором. Знатоки считали, что такой узор — признак высшего сорта булата. Сделанный на Златоустовской фабрике клинок разрубал гвозди и кости, не повреждая лезвие. С помощью этих клинков можно было проделать тот же фокус с тонким газовым покрывалом, которым поразил Саладин короля Ричарда.

Люди так долго бились над загадкой булата, что были крайне удивлены, когда Аносов сообщил, что булатная сталь представляет собою «железо и углерод и ничего более; все дело в чистоте исходных материалов, в методе охлаждения, в кристаллизации».

Булат и в самом деле оказался высокоуглеродистой сталью без каких-либо особых примесей, являясь продуктом естественной кристаллизации стали, полученной при соединении железа и углерода. Сущность образования булата заключалась в насыщении сплава большим количеством углерода (около 1,3-1,5%). При медленном охлаждении образовывалось и находилось в некотором излишке соединение железа с углеродом — так называемый цементит, который не растворялся, как бывает в обычной стали, а оставался в железе как бы во взвешенном состоянии. Прослойки цементита обволакивались медленно стынущим мягким железом. Поэтому при высоком содержании углерода, придающим металлу твердость, булат сохраняет высокую гибкость, упругость, не свойственную обыкновенной стали. Из-за наличия прослоек хрупкого цементита ковка булата должна производиться крайне осторожно, ударами легкого молота, с многократным нагреванием до критической температуры, то есть, до температуры красного каления. Если ее поднять выше, булат потеряет свои основные свойства и свой характерный рисунок. Процесс изготовления булата отличается трудоемкостью, длительностью и требует высокого искусства.

Читать еще:  Для чего нужна канифоль при пайке: получение, свойства и применение

Во время разработки процесса производства булата, Аносов попутно изобрел новый способ получения стали путем сплавления негодных к употреблению железных и стальных обсечков в глиняных горшках, то есть тиглях, при помощи высокой температуры воздушных печей. Наладив на Урале производство тигельной стали, Аносов сообщил, что она ни в чем не уступает английской литой стали.

В наше время булатная сталь не производится. Дело в том, что она была продуктом ремесленного кустарного производства, и имела в общем-то единственное применение — для изготовления холодного оружия. Зато современная техника нашла много способов получения стали самых разнообразных марок с различными свойствами, которыми не обладала булатная сталь. Современной технике нужны металлы и сплавы для работы при давлении в сотни и тысячи атмосфер и при глубоком вакууме, когда давление близко к нулю. Хладостойкие стали должны сохранять прочность при температурах, близких к абсолютному нулю (-273°С). Для атомных реакторов нужен металл с наибольшей магнитопроводимостью, для двигателей реактивных самолетов и ракет — сталь, способная сохранять прочность при очень высоких температурах и большой нагрузке.

А булаты теперь представляют собою музейную редкость и вызывают интерес у коллекционеров.

Булатная сталь: особенности, история, область применения

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

Как производится подобный материал

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

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

Булатная сталь может изготавливаться при применении 4 основных технологий:

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

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

Область применения

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

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

Немного истории

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

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

Читать еще:  Коптильня своими руками: холодное и горячее копчение

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

Булат — сталь для клинка долговечного ножа

Булатная сталь (вуц, табан, хорасан, фаранд) была известна уже несколько тысяч лет назад. Этот материал отличается сложным технологическим процессом производства, при котором необходимо в точности соблюдать химический состав сплава и обеспечить уникальную технологию обработки. Всё это позволяет получить материал с отличными эксплуатационными характеристиками, которые не потеряли своей актуальности и сегодня, несмотря на обилие разнообразных сплавов и использование широкого спектра легирующих элементов.

Булатная сталь.

Историческая справка

Мечи и ножи из булата фигурируют в сказках и реальных исторических справках многих стран. Булатный нож всегда стоил дороже обычного, поскольку давал в бою реальное преимущество.

Немного о древнем булате

Булатная сталь — отличный выбор для ножей. Она представляет собой сплав железа и углерода без дополнительных легирующих добавок. Но высокое содержание углерода (почти как у чугуна) даёт возможность после термообработки получить твёрдость вплоть до 64 HRC. Ещё один нюанс — булатный клинок после травления отличается характерным красивым рисунком. Именно поэтому древний булат в Индии, которая является родиной этого сплава, называли индийской узорчатой сталью — в древние времена она стоила целое состояние. Мастера хранили секрет булата внутри касты, но после пришествия в Сирию Тимура захваченные мастера со своим секретами переехали в Самарканд. Именно там древние технологии производства высококачественного булата были окончательно утеряны.

Булатная сталь П.П. Аносова

Восстановить техпроцесс производства стали с аналогичными характеристиками старались многие специалисты. Это наконец удалось Павлу Петровичу Аносову. Горный начальник Златоустовских заводов активно интересовался, что такое булат и как его можно производить своими силами. Целенаправленное исследование этого вопроса дало результат в 1837 году.

Булатная сталь Аносова.

Аносов разработал несколько технологий, в том числе и плавку обсечков в горшочках из глины в высокотемпературных печах.

Возвращение легенды

Открытый секрет производства булатной стали в начале 20 века опять был утрачен. Очередной виток интереса к технологии начался уже в советский период. Повторить подвиг Аносова смог Златоустовский металлург Сергей Баранов. Серия пробных плавок позволила добиться желаемого результата, что подтвердило соответствующее заключение РАН.

Современный булат

Сейчас существует множество сталей, свойства которых превосходят булат. Но это материал до сих пор используется и является примером приготовления высококачественной стали без применения современных измерительных приборов. Сейчас производство булата ведётся по чётким технологическим процессам, что позволяет гарантированно получить твёрдый, вязкий, ковкий сплав с уникальным рисунком на каждом изделии.

Отличие тигельного булата от литого

Сейчас булат изготавливают по нескольким технологиям — материалы в целом идентичны, но имеют и ряд отличий.

При производстве тигельного сплава железную руду, древесный уголь и специальный флюс нагревают в спецтиглях — плавку выполняют в древесных печах (по сравнению с газовыми или электрическим они обеспечивают не такую высокую температуру). Технология требует затрат, но так делают клинки для коллекционеров.

Клинок из булатной стали.

Товары из литого булата проще, их можно встретить на распродажах в Москве. Сырьём для стали является не железная руда, а специальные марки низкоуглеродистых сталей.

Отличить такой булат просто — рисунок на стали не такой выраженный, но по свойствам ножи практически не отличаются. Конечно, цена литого материала в разы ниже.

Что представляет собой булат и его характеристики

Свойства булата определяются содержанием углерода в сплаве — его примерно 2% , так что сталь сохраняет упругость и твёрдость. Но свои особенные свойства материал получает именно из-за температуры плавки — если сырьё перегреть, то такая сталь не получится.
Техпроцесс производства сварного булата, то есть дамаска, сложнее, но дешевле по себестоимости — при производстве ножа необходимо соединить слитки булата (желательно с разным содержанием углерода) между собой кузнечной сваркой, что позволяет получить не монолитную, а многослойную структуру.

Плюсы

Основными преимуществами булата считают:

  • отличные режущие свойствам;
  • высокая стойкость к ударным, изгибающим нагрузкам;
  • высокая твёрдость и износостойкость;
  • заточив нож, можно долго им пользоваться — булат хорошо держит заточку.

Минусы

Всё в наём мире не идеально

  • дорогой материал
  • заточить сложно из-за твёрдости стали
  • ржавеет ли булат? да — сопротивляемость коррозии низкая.

Фактически булатные клинки больше интересуют коллекционеров, поскольку среди современных сталей есть более технологичные варианты и при этом более доступные.

Основные виды ножей и сфера применения

Булат используется при изготовленье ножей следующих типов:

  • цельнометаллические,
  • с фиксированным клинком,
  • складные.

Что касается сферы применения, то модели можно разделить на ножики для охоты, рыбалки и туристов, военные. Отдельно стоят метательные модели и коллекционное оружие. Ножи для коллекционеров могут быть очень дорогими — для их изготовления используют ценную древесину, драгоценные камни, металлы, натуральный рог, не говоря уже о ручной работе над каждым ножом.

Читать еще:  Подвесная кран балка: описание и области применения

Нож из булатной стали.

На что обратить внимание при выборе

Чтобы остаться полностью удовлетворённым от покупки ножа из булата необходимо обратить внимание на:

  1. Хаотичный рисунок на тёмном фоне — линии и точки должны быть чёткими и крупными, но не симметричными. Ровные и симметричные линии — это характеристика более дешёвой дамасской стали.
  2. Звон монолитного булата чистый и продолжительный. Если клинок не цельный (слои, флуктуации различного вида) звук будет низким и коротким.
  3. Ответственный производитель всегда указывает назначение клинка — размеры и параметр должны соответствовать. Охотничий клинок длиннее, рыбацкий и туристический короче, со складной конструкцией.
  4. Сборка должна быть качественной без зазоров, заусенец и пр.
  5. Документация — гарантийный талон, сертификат (подтверждение, что этот нож — нехолодное оружие).
  6. Футляр/чехол.

Особенности заточки

Булатная сталь исключительно прочная, так что в домашних условиях заточить её непросто. Лучше доверить её профи. Такие клинки точатся алмазными брусками, можно использовать твёрдый камень. Что касается угла заточки, то стоит придерживаться 30-45 градусов, толщина кромки не должна превышать 0,5-1 мм.

Заточка булатного ножа.

Правила использования и ухода

  1. Поскольку такой нож может ржаветь, то после использования сталь нужно очистить, промыть водой и вытереть насухо ветошью.
  2. Хранится такое металлоизделие в тёплом, сухом месте, исключая образование конденсата.
  3. Лучше использовать кожаный чехол. Для длительного хранения клинок лучше покрыть слоем рыбьего жира, парафина.
  4. При появлении ржавчины нужно сразу убрать налёт — применяется керосин, но агрессивные средства запрещены. Можно использовать и мелкую наждачку, но после обработки придётся протравить нож, поскольку рисунок потускнеет.

Несмотря на высокую стоимость и сложности в уходе владельцы булатных ножей оставляют только самые восторженные отзывы. При покупке стоит отдавать предпочтение только проверенным производителям и магазинам, поскольку на рынке огромное количество поддельной продукции.

Булатная сталь: что такое булат и откуда он появился

Немного о древнем булате

Булатная сталь представляет собой сплав железа и углерода, причем содержание последнего очень высоко, и практически приближено к составу его в чугуне. После специфической термообработки твердость этого сплава достигает 64 HRC, а травленая его поверхность имеет характерный и очень красивый рисунок.

Однако, если сравнивать булатный сплав и простую высокоуглеродистую сталь, то можно проследить ту же закономерность, что и при сравнении алмаза и угля: состав один, а свойства разные. Технология производства булата крайне сложна и не лежит на поверхности.

Данные археологический исследований позволяют считать, что ещё 2,5 тысячи лет назад Индийские кузнецы умели изготавливать оружие из особенного металла. Индийская узорчатая сталь стоила целое состояние, а мастера касты кузнецов строго хранили свои секреты. Клинки из неё опытные мастера выковывали на протяжении нескольких лет, используя достаточно небольшие молоточки, вместо стандартного молота кузнецы.

После покорения Тимуром Сирии, мастера были вывезены в Самарканд, ставший затем центром производства булата. Однако расселившиеся по Средней Азии мастера настолько хорошо хранили свои секреты, что в конечном итоге древние технологии, дающие возможность получить высококачественный булатный вутц были утеряны.

Булатная сталь П.П. Аносова

Раскрытие секрета производства булата стало сложной целью для многих именитых металлургов. Западноевропейские мастера многие десятилетия пытались воссоздать легендарные древние рецепты, то приближаясь к результату, то снова откатываясь назад.

Павел Петрович Аносов, будучи в должности горного начальника Златоустовских заводов, проводил целенаправленные исследования, целью которых было повышение качества продукции, выпускаемой вверенной ему Оружейной фабрикой. В 1828 году он начал многолетние работы, позволяющие получить булатный сплав, которые венчались успехом только в 1837 году.

Помимо классической технологии Аносов разработал и так называемое производство сущность которого «заключается в сплавлении негодных к употреблению железных и стальных обсечков в глиняных горшках (тиглях) при помощи возвышенной температуры воздушных печей».

Возвращение легенды

И снова, уже в начале 20 века эта сложнейшая технология была утрачена. Многолетние исследования Аносова остались только в архивных и музейных записях тех времен. Восстановить технологию стремились многие, сначала советские, а затем и российские металлурги. Ближе всех подойти к разгадке тайны, и получить аносовский булат удалось только Златоустовскому металлургу Сергею Баранову. Для этого потребовались многие года и огромное количество пробных плавок.

Булатная сталь Сергея Баранова на сегодняшний имеет соответствующее заключение РАН, а сам Сергей стал членом-корреспондентом Петровской Академии «Наук и Искусств».

Отличие тигельного булата от литого

Два эти вида стали имеют, как отличия, так и поразительное сходство. Их неодинаковость начинается уже на этапе производства. Тигельный сплав производится в специальных тиглях из железной руды с добавлением древесного угля и специальных флюсов. Плавка проводится в древесных печах, температура в которых гораздо ниже, нежели в газовых или электрических. Это очень затратная во всех отношениях технология, поэтому выполненные из такого металла клинки относятся к разряду коллекционных.

Технология литого булата немного проще, поскольку позволяет использовать вместо железной руды специально подобранные марки низкоуглеродистых сталей. Визуально рисунок, который имеет булатный тигельный клинок более выражен и интенсивен. Однако свойства ножей из этих металлов практически идентичны, а литой сплав более доступен по цене.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector