Дамасская сталь где появилась

Обновлено: 16.05.2024

Известнейшая, пожалуй, статья в русскоязычном интернете о дамасской стали. Написанная четверть века назад, она не потеряла своей актуальности. Некоторые специалисты упрекали авторов в поверхностном и излишне упрощенном изложении технологий создания дамаска, но, возможно, именно это и стало причиной долгой популярности данного материала? И знаменитые ножи дамасские. Мы решили, что и на нашем сайте она придется к месту.

Oleg D. Sherby, Станфордский университет

Jeffrey Wadsworth, компания Локхид

-
В романе Вальтера Скотта «Талисман», посвященном походам крестоносцев в Палестину, есть эпизод встречи Ричарда Львиное Сердце с султаном Саладином. Соперники расхваливали друг перед другом достоинства своего оружия. Чтобы доказать прочность своего двуручного прямого меча, Ричард одним ударом разрубил рукоять стальной булавы. В ответ Саладин взял шелковую подушку, поставил ее на ребро и замахнулся кривой саблей. «Лезвие сабли скользнуло так молниеносно и легко, что подушка, казалось, сама разделилась на две половины, а не была разрезана». Пораженные европейцы сочли это за фокус, но Саладин, чтобы окончательно убедить их, подбросил мягкий вуалевый платок и рассек его в воздухе. Как пишет В. Скотт, необычайно острый клинок в искусной руке султана имел «изогнутое узкое лезвие», которое «не блестело, как франкские мечи, а отливало тускло-голубым светом и было испещрено бесчисленными извилистыми линиями»*.

Хотя в этом эпизоде и есть элемент писательской вольности (например, клинок Саладина не мог быть кривым, как ятаган, — такие клинки появились лишь спустя несколько веков после описываемой встречи Саладина с Ричардом в 1192 г.), автор довольно точно описал тот тип клинков, которые были в ходу в исламском мире во времена Саладина. Эти клинки обладали исключительной прочностью на сжатие, т.е. были достаточно твердыми, чтобы сохранять остроту лезвия, и в то же время металл был очень вязким, так что в схватках клинок не ломался. И своими механическими качествами, и красивым волнистым узором на поверхности эти клинки были обязаны материалу, из которото их ковали — дамасской стали. Ко времени крестовых походов о дамасских клинках и доспехах ходили легенды. В последующие века они оставались предметом восхищения европейских кузнецов, настойчиво, но тщетно пытавшихся выковать сталь с характерным поверхностным узором — «дамаском«.

Дамасский узор на персидской сабле (вверху и в центре) обусловлен неравномерным содержанием углерода в сверхвысокоуглеродистой стали: светлые участки «дамаска» состоят из карбида железа (цементита), а темный фон образован железом, содержащим значительно меньше углерода. Узор проявляется только после полировки готового клинка и его протравливания кислотой. На микрофотографии образца современной сверхвысокоуглеродистой стали (внизу, х200) хорошо видна сетка цементита; фоновая структура также состоит из чередующихся слоев цементита и железа. Дамасские стали становились более вязкими после ковки, которая разрушала цементитную сетку и придавала поверхностному узору окончательный вид. Влияние ковки можно видеть на персидской сабле: удары молота оставили вертикальные метки, образовавшие необычный дамасский узор — «лестницу Магомета». Сабля относится к XVII в. или, возможно, к более позднему времени; хранится в Метрополитен-музее в Нью-Йорке.

Разгадать секрет дамасской стали стремились некоторые видные европейские ученые, в их числе Майкл Фарадей, сам сын кузнеца. В 1819 г. (до изобретения им электродвигателя и электрогенератора) Фарадей исследовал образцы дамасской стали и пришел к выводу, что ее исключительные свойства объясняются присутствием небольших количеств кремния и алюминия. Хотя этот вывод оказался ошибочным, статья Фарадея вдохновила Жана Робера Бреана, пробирного инспектора Парижского монетного двора, провести серию экспериментов, в которых он вводил в сталь различные элементы. Именно Бреан впервые, в 1821 г., высказал догадку, существенную для понимания металлургической природы дамасской стали: ее необычная прочность, вязкость и вид должны быть обусловлены высоким содержанием углерода. Он установил, что структура дамасской стали имеет светлые участки «науглероженной стали» на темном фоне, который он называл просто «сталью».

Бреану удалось изготовить клинки с узором как у дамасской стали, но он до конца своих дней так и не дал подробного объяснения своему способу. Более того, он не смог понять важности всех последовательных операций в использованном им процессе. Только на исходе XIX в., когда ряд исследователей изучили фазовые превращения, происходящие в стали, и установили их зависимость от температуры и содержания углерода, были созданы предпосылки для полного научного объяснения структуры дамасской стали. Но даже и теперь, когда фазовая диаграмма железо-углерод хорошо изучена, процесс изготовления дамасской стали считается по американскому праву открытием и может быть запатентован.

Авторы статьи заинтересовались проблемой получения дамасской стали, изучая современные сверхвысокоуглеродистые стали. Такие стали, с содержанием углерода от 1 до 2,1%, редко находят промышленное применение, так как считаются слишком хрупкими. Однако в дамасских клинках содержание углерода составляет 1,5-2%. Тем не менее высокая вязкость дамасской стали является неоспоримым фактом. Можно предположить, что первоначальная хрупкость, вызванная высоким содержанием углерода в стали, устранялась соответствующей обработкой. В своих экспериментах в лаборатории Станфордского университета авторы получили сталь, которая, как и дамасские клинки, обладает высокой прочностью и вязкостью при комнатной температуре. Авторам удалось также воспроизвести легендарный «дамаск». Операции, использованные в этих лабораторных экспериментах, в сущности аналогичны тем, которые были изобретены в кузницах древнего Среднего Востока.

Самое раннее описание дамасских клинков относится к 540 г. н.э., но, возможно, они применялись значительно раньше, еще во времена Александра Македонского (около 323 г. до н.э.). Свое название дамасские клинки получили не по месту происхождения, а по тому району, где европейцы впервые увидели их во времена крестовых походов. Сталь для клинков изготовлялась в Индии и была там известна под названием «вуц». Индия вела широкую торговлю стальными слитками, которые имели размер хоккейной шайбы. Считалось, что лучшие клинки из индийского вуца куют в Персии; из него же делали щиты и доспехи. Географическое распространение дамасской стали в основном совпадало с распространением мусульманской религии, хотя и в Древней Руси эта сталь также была известна (под названием «булат»).

Как и в других сталеплавильных процессах, приготовление вуца предусматривало удаление кислорода из окиси железа (железной руды); при добавлении углерода железо упрочняется и превращается в сталь. Источником углерода был древесный уголь, древесина или листва. Обычно железная руда и древесный уголь смешивались и нагревались в каменном горне примерно до 1200°С. Кислород удалялся из руды вследствие реакций с углеродом древесного угля. В зависимости от количества угля в смеси полученный продукт мог быть либо сварочным железом (с очень низким содержанием углерода), либо чугуном (содержащим свыше 4% углерода). Индийские сталевары изготавливали вуц, добавляя углерод к сварочному железу или удаляя углерод из чугуна.

Процесс получения вуца из сварочного железа легче поддается научному истолкованию, чем тот, в котором вуц получали из чугуна. Небольшие куски металла смешивали с древесным углем и помещали в закрытый глиняный тигель диаметром около 8 см и высотой 15 см. Тигель нагревали примерно до 1200°С. При этой температуре сварочное железо еще остается твердым, но его кристаллы уже имеют гранецентрированную кубическую структуру, так что атомы углерода могут внедряться в решетку между атомами железа (см. рис.). Углерод медленно диффундирует в железо, образуя сплав, ныне известный как аустенит.

Добавка углерода снижала температуру плавления металла. Вследствие этого, как только содержание углерода на поверхности кусков сварочного железа достигало примерно 2%, они покрывались тонким слоем жидкого белого чугуна. Появление расплава определялось по хлюпающему звуку при встряхивании тигля; это означало, что значительное количество углерода уже растворилось в железе.

С этого момента тигель очень медленно охлаждали, иногда в течение нескольких дней. Медленное охлаждение обеспечивало равномерное распределение углерода в стали, с концентрацией 1,5-2%. Когда температура металла становится ниже 1000°С, часть углерода выпадает из раствора и образует сетку карбида железа (Fe3C), или цементита, вокруг зерен аустенита. Так как при медленном охлаждении аустенитные зерна вырастают до крупных размеров, цементитная сетка получается грубой.

Именно эта сетка образовывала видимые узоры на дамасских клинках. Однако цементит имеет определенные отрицательные свойства. У него высокая твердость, но он становится чрезвычайно хрупким при комнатной температуре. Хрупкости способствует сетчатая структура цементита, открывающая пути для распространения трещин. Однако металл в дамасских клинках был не хрупким, а, наоборот, очень вязким. Эту вязкость дамасская сталь приобретала только после ковки, т.е. после разрушения сетки цементита.

Ковка клинков из дамасской стали, вероятно, производилась при относительно низкой температуре. Средневековые кузнецы не могли точно измерять температуру в горне и поэтому руководствовались цветом каления металла. Сталь, нагретая в горне, может менять свой цвет от белого (1200°С) к оранжевому (900°С) и далее к другим тонам. Можно предположить, что дамасскую сталь ковали в диапазоне температур от 850°С (вишневый цвет) до 650°С (кроваво-красный цвет), так как при более высоких температурах происходило бы вторичное растворение цементита в аустените. Если же ковка слитка велась при температуре ниже 850°С, непрерывная цементитная сетка разбивалась на отдельные сферические частицы карбида. Эти частицы еще производили упрочняющий эффект в металле, но последний утрачивал свою хрупкость вследствие разрушения цементитной сетки.

Анализ поверхности дамасских клинков показывает, что они подвергались интенсивной ковке; толщина заготовки при ковке клинка, вероятно, уменьшалась в 3-8 раз. Проведенный авторами эксперимент показал, что сверхвысокоуглеродистые стали действительно обладают высокой вязкостью и легко куются при температуре 850°С. Слитки стали с содержанием углерода 1,3, 1,6 и l,9% подвергались высоким сжимающим деформациям с трехразовым обжатием. Ни на одном из них не было обнаружено трещин. Чугунный слиток при тех же условиях деформирования оказался более хрупким вследствие большего (2,3%) содержания углерода и растрескался по краям.

Одной из возможных причин того, что европейским кузнецам не удавалось изготовить дамасские клинки даже из индийского вуца, может быть то, что они привыкли иметь дело с низкоуглеродистыми сталями, имеющими более высокую температуру плавления. Вероятно, они пытались ковать индийскую сталь при белом калении, когда металл частично расплавлен. При этом могло происходить лишь то, о чем писал Бреан: «При белом калении [дамасская сталь] крошится под молотом».

Дамасские клинки после ковки обычно закаливали термообработкой. Термическая закалка стали осуществляется путем нагрева выше 727°С (температуры превращения объемноцентрированного феррита в гранецентрированный аустенит) и быстрого охлаждения (собственно закалки) в воде или другой среде. Если созданы условия для медленного охлаждения, как при изготовлении вуца, сверхвысокоуглеродистая сталь переходит из аустенитной фазы в перлит, структура которого состоит из чередующихся слоев мягкого бедного углеродом феррита и богатого углеродом цементита. Если же сталь подвергается закалке, то превращение аустенита в перлит подавляется. Получающиеся кристаллы железа являются объемноцентрированными, но имеют не кубическую, а вытянутую тетрагональную форму. Такая структура называется мартенситом. В ней имеются свободные места для атомов углерода, и поэтому она может быть твердой.

По историческим свидетельствам у средневековых кузнецов было много различных рецептов для закалки дамасских клинков, причем они часто придавали важное значение таким деталям, которые современному инженеру представляются фантастическими. Например, некоторые мастера утверждали, что клинки нужно закаливать в моче рыжеволосого мальчика или трехлетней козы, которую три дня кормили только папоротником. Одно из наиболее подробных описаний процедуры закалки дамасской стали (булата) было найдено в храме Балгала в Малой Азии: «Булат нужно нагревать до тех пор, пока он не потеряет блеск и станет как восходящее солнце в пустыне, после чего остудить его до цвета королевского пурпура и затем вонзить в тело могучего раба… Сила раба перейдет в клинок и придаст прочность металлу».

Эту «инструкцию» можно расшифровать следующим образом. Клинок нагревали до высокой температуры, предположительно выше 1000°С (температура «восходящего в пустыне солнца»), затем охлаждали на воздухе примерно до 800°С (до цвета королевского пурпура) и, наконец, погружали в теплую (37°С) полужидкую среду наподобие рассола.

Легко догадаться, что этот рецепт не обеспечивал наилучшие свойства дамасской стали. Нагрев клинка выше 1000°С должен был вызывать вторичное растворение цементита в гранецентрированном аустените; при охлаждении до 800°С должна была восстанавливаться грубая сетчатая структура, ранее разрушенная ковкой. Кроме того, высокая температура должна была давать сравнительно крупное зерно в стали. Оба этих эффекта уменьшали вязкость металла. Клинок, изготовленный по балгальскому рецепту, мог иметь высокую твердость, но оказался бы слишком хрупким и не выдержал бы удара о другой клинок, закаленный после нагрева до температуры лишь немного выше 727°С; последний имел бы и высокую твердость, и вязкость.

Согласно современным теоретическим представлениям в металловедении, наиболее прочными и вязкими сталями оказываются те, которые имеют наименьшие размеры зерен и частиц. Отсюда следует парадоксальный вывод: наилучшими дамасскими клинками должны быть те, которые вообще не имеют «дамасского» узора. Для средневековых мастеров «дамасский» узор, без сомнения, служил формой контроля качества: наличие узора было и признаком высокого содержания углерода в металле, т.е. высокой прочности, и признаком хорошо прокованной структуры, т.е. высокой вязкости. Однако заметный глазу узор получается только в том случае, если частицы цементита достаточно крупны и распределены неравномерно в структуре стали. Клинки с очень тонкой микроструктурой, не дающей видимого узора, вероятно, могут иметь более высокие показатели прочности и вязкости.

Для проверки своих идей относительно состава и производства дамасской стали, авторы попытались воспроизвести «дамаск» в лабораторных условиях. Сначала нагревали небольшую стальную отливку (с содержанием углерода l,7%) до температуры 1150°С (светло-желтый цвет каления) в течение 15 ч. В результате длительного нагрева углерод растворялся в железе, образуя очень грубую структуру аустенита. Затем слиток охлаждали со скоростью примерно 10°С в час. При таком медленном охлаждении образовывалась грубая непрерывная сетка цементита по границам аустенитных зерен.

Слиток вторично нагревали до 800°С и прокатывали с восьмикратным обжатием по толщине. В результате этой операции, которая имитировала ковку, зерна вытягивались в направлении прокатки и карбидная сетка разрушалась. Травление образца кислотой, разрушающей только железную матрицу и не действующей на карбиды, выявило дамасский узор, видимый невооруженным глазом. Микроструктура образца была удивительно схожа с микроструктурой настоящей дамасской стали (см. рисунок).

Выше описан только один способ получения дамасской стали; вероятно, существовали и многие другие. Можно даже предположить, что мастера на Среднем Востоке умели получать и высококачественные сверхвысокоуглеродистые стали, не имевшие вообще дамасского узора. Авторы добились этого в лабораторных условиях путем прокатки стального слитка, нагретого до 1100°С; во время прокатки слиток постепенно охлаждался с переходом через фазу аустенит + цементит. Обработка давлением (прокатка) вызывала измельчение аустенитных зерен и выделение цементита из раствора в виде мелких равномерно распределенных частиц, а не грубой сетки. Обработанный металл не имел поверхностного узора.

Такие сверхвысокоуглеродистые стали без узора имеют при комнатной температуре более высокие показатели прочности и вязкости, чем обычные стали, применяемые в автомобилестроении. Более того, при температурах 600-800°С они проявляют свойства сверхпластичности, т.е. ведут себя подобно аморфным материалам, например расплавленному стеклу. Это позволяет формовать из них сложные детали, такие, как шестерни, при минимальных затратах на обработку и используя методы, применимые в массовом производстве, что открывает широкие перспективы для промышленного применения сверхвысокоуглеродистых сталей.

Авторы не претендуют на приоритет в раскрытии утраченного секрета получения дамасской стали. Были предшественники, как упомянутые Бреан и Фарадей или же русский инженер П.П. Аносов, который в 1841 г. опубликовал сочинение «О булатах»**. Вдохновленный своими открытиями, Аносов восторженно писал:

«Оканчиваю сочинение надеждою, что скоро наши воины вооружатся булатными мечами, наши земледельцы будут обрабатывать землю булатными орудиями, наши ремесленники — выделывать свои изделия булатными инструментами; одним словом, я убежден, что с распространением способов приготовления и обработки булатов они вытеснят из употребления всякого рода сталь, употребляемую ныне на приготовление изделий, требующих особенной остроты и стойкости».

Его предсказания не сбылись. И в настоящее время огромные возможности сверхвысокоуглеродистых сталей остаются в основном неиспользованными. Авторы не так оптимистичны в своих прогнозах, как Аносов, но все же считают, что положение скоро изменится и секрет дамасской стали станет общим достоянием современной промышленности. Как гласит известная пословица: «Новое — это часто лишь хорошо забытое старое».

* Скотт В. Талисман, Собр. соч. в 20-ти томах. Т. 19.-М.: Художественная литература, 1965, с. 348. — Прим. перев.

** Аносов П.П. О булатах. Горный журнал, 1841, часть 1, книга II.

Технологии прошлого: дамасская сталь

Дамасская сталь - металл с высоким содержанием углерода (до 2,13%), который получали методом поковки. Это самый первый вид стали, который появился до того, как возникли технологии выработки высокоуглеродистых сплавов. Наряду с дамаском использовали только бронзовое оружие, которое не отличалось высокой прочностью, и слишком мягкое железо.

Первое стальное оружие создавали именно из дамаска. Точную дату изготовления первого клинка ученые не знают, известно лишь, что сталь начали вырабатывать в Азии.

История появления

Первые находки дамасской стали датируются XIV-XIII веком до нашей эры. Ее начали создавать в Передней Азии. Через 500 лет технологию подхватили европейцы, а чуть позже она появилась и в Китае. Появление сыродутной печи позволило обрабатывать железную руду. Такой металл был не пригоден для применения. Кузнецы из разных стран (большей частью независимо друг от друга) начали разрабатывать способы дополнительной обработки и сваривать разные виды стали друг с другом.

Упоминания о тиглевой стали (которая и стала затем называться "дамасской", а после - дала имя всем видам подобных сплавов) относят к 300 году до нашей эры, позднее тиглевую сталь (или "узорчатый булат") начали создавать в Иране и Киевской Руси. На Руси оружие из дамаска массово стали делать только в XV веке, но и после освоения технологии клинки сюда везли из Персии. "Классический" дамаск появился в Индии, где добывали руду, которая подходила для специальной булатной стали ("вуц"). "Вуц" плавили в тиглях, выжигая примеси, которые снижали качество стали.

Известна дамасская сталь и сегодня. Но, ввиду сложности выработки, ее применяют крайне редко - только для изготовления сувенирного оружия. Существуют более простые в производстве и аналогичные по прочности сплавы.

Интересные факты

К самому городу Дамаску сталь не имеет отношения: археологи так и не смогли найти подтверждение тому, что здесь вырабатывался такой материал. До сих пор неизвестно, почему сталь получила такое название.
Вопреки расхожему мнению, дамасская сталь не является самой прочной и острой. Миф пришел из прошлого, когда европейцы не пользовались технологией массово и изготавливали стальные инструменты и оружие из мягких сплавов.
Известно, что чем тоньше линии на поверхности изделия, тем больше слоев, а значит, и выше прочность. Однако сложный рисунок (зигзаги, "волны") говорит о худшем качестве. Нож с прямыми и тонкими линиями будет максимально прочным.
Дамасскую сталь считают наиболее прочной, но главное ее преимущество - отсутствие необходимости в заточке. По мере стирания режущей поверхности "обнажаются" слои стали, и изделие самозатачивается.
Рисунок на стальном изделии получают во время ковки. Его не травят.
Дамаск ржавеет, нож из него требует ухода.

Технология изготовления

Высокоуглеродистую сталь получали методом поковки тонких железных заготовок из разных материалов. Чередуя мягкую и твердую сталь, которую вытягивали и сваривали друг с другом, кузнец добивался высокой прочности и гибкости. Многослойная структура давала изделию необычный рисунок. Узор уникален в каждом случае и зависит от характера ковки, числа слоев и других факторов.

Дамаск требует много времени на изготовление, технология изготовления изделий из такой стали практически не изменилась. Другие высокоуглеродистые сплавы дамаском не считаются: у них нет характерного узора, а получают их не поковкой, а с помощью плавления. Учитывая время, необходимое для изготовления дамаска, он не получил такого распространения, как обычная сталь. Из него создавали оружие и доспехи для представителей высшего сословия. Стальные инструменты - топоры, плуги, молоты - появились гораздо позже. Сегодня из дамаска не делают орудие. Использование стали ограничивается охотничьим и сувенирным оружием.

Ножи из дамасской стали: плюсы и минусы

Ножи из дамасской стали занимают почетное место у ценителей холодного оружия. Происхождение дамаска овеяно множеством мифов и легенд. В статье мы подробно расскажем об истории возникновения этой стали, ее видах, плюсах и минусах.

Что такое дамасская сталь?

Дамасская сталь — это материал, который использовался для изготовления клинков с эпохи Раннего Средневековья, активно применяется в ножеделии и в наше время. Это не какая-то особая марка стали, а метод обработки. Конструктивно дамаск является сварным пучком различных по своим свойствам стальных полос.

Правильно сваренный дамаск сочетает в себе высокую твердость, долгое удержание остроты, пластичность и устойчивость к боковым нагрузкам.

Раскрытие метода производства дамасской стали было одним из технических достижений Поздней Античности. Суть и секрет булатных клинков в том, что прочность хотя бы двух сваренных между собой металлических пластин различных по своему составу сильно выше, чем простая сумма прочностей каждой из них. Соответственно, чем больше пластин разных по своим характеристикам соединяется в пучок, тем выше прочность и гибкость.

Сюда добавляется также “эффект троса” — когда тонкие скрученные веревки прекрасно держат напряжение, даже если одна из них порвется. Также и в дамасском клинке — микротрещина в одном слое металла разрушает только его и “гаснет” в мягкой прослойке, не затрагивая следующие.

История дамасской стали

Теория о том, что оружие из дамасской стали было изобретено в Арабском халифате в г. Дамаск абсолютно несостоятельна. Технология изготовления длиннолезвийных мечей по методу сварных полос появилась в эпоху заката Римской империи в Западной Европе; развивалась в Раннем Средневековье на территории современных Франции, северной Италии и Испании. Это подтверждается “нидамской находкой”. У побережья Дании археологи нашли три позднеримских корабля IV века н.э. Вместе с другим оружием с этих судов подняли 106 мечей, 90 из которых были изготовлены по дамасскому методу.

Нидамские мечи, фото концерн Калашников

После этого технология была заимствована в варварских королевствах франков, готов и вандалов, образовавшихся на территории Западной Римской империи. Потом она распространилась на Ближний Восток через Северную Африку. Так, в сохранившейся переписке между королем Остготского царства Теодорихом и королем Государства вандалов Тразамундом (за 150 лет до того, как Дамаск вошел в состав Арабского халифата) четко описаны волнистые узоры на стали особо прочных клинков.

Позднее новый метод изготовления мечей получил известность на Ближнем Востоке как “персидская полированная сталь” и “аль-димашик”. Последний термин вовсе не по названию г. Дамаска, а по названию известного сорта шелка, узоры которого напоминали узоры на клинках, сваренных из слоев стали.

По другой версии термин действительно происходит от названия Дамаска, имя которого на многих семитских языках означает “место, обильное водой”, “увлажненная земля”, а узоры на клинках, сделанные по этому методу, иногда напоминают текущие воды.

В период Киевской Руси в IX-XIII века мечи из булатной стали назывались “мечами харалужными” (от тюркского термина “кара-лыг” или “кара-гуль” — “черный цветок”, по типу узора на клинке, или от народа карлуков, известных своей торговлей и металлообработкой).

Харалужные мечи упоминаются в "Слове о полку Игореве". Ими была вооружена княжеская дружина. Такой меч — оружие знати, которое отличается первоклассным качеством и большой стоимостью. Под старинным словом "харалужный" скрывается известное нам слово "булатный".

В период Московской и Литовской Руси в XIV-XVII века мечи, изготовленные из дамасской стали, часто назывались “булатными” (от арабского слова “аль-фулад” — “клинковая сталь”) или мечами из “травчатого железа” (от рисунка, получаемого методом травления в кислоте).

Клинок из современного харалуга, фото концерн Калашников

В период Раннего Средневековья в Западной Европе и в Скандинавии дамасскую сталь именуют “wurmbunt” (“пестрочервячной”, по характерному узору или из-за метода сварки многих тонких прутьев) или “wurmatigen” (“со следами укусов червей”). Несколько позже в германских землях распространился термин “raffinierstahl” (рафинированная/выпаренная сталь), т.е. сталь, прошедшая специальную обработку в тигле при температуре 1400 градусов с контролируемым содержания углерода.

Подобный процесс имел место даже в Китае. Во II веке до н.э. там изобрели собственный метод получения стали из чугуна — метод “сотни очисток”. В III веке н.э. в Китае появилась своя технология производства клинков из сваренных и скрученных полос — “крученый булат” или “дамаск”, а спустя два века китайцы смогли получить чугунно-стальные композитные клинки — “литой булат”. Именно из Китая эту технологию заимствовали и перенесли в Центральную Азию те же карлуки (“мечи харалужные”) и хорасанцы (“узор “хорасани”).

После взлета популярности “травчатых” клинков в период Раннего Средневековья, начиная с X-XI веков их доля в производстве мечей сокращалась. Когда мастера улучшили методы металлообработки и начали все чаще производить клинки из моностали, постоянно улучшая их качество, то от изготовления мечей дамасским методом просто отказались. В это время лезвия без характерного рисунка начинают преобладать просто потому, что сварка стальных полос перестала быть самым эффективным способом производства клинков. Экономика всегда была важным фактором для развития технологий и вооружения, а лезвия из моностали с этого времени рубили почти так же хорошо, как и булатные, но зато они были гораздо проще в изготовлении, производились с меньшими трудозатратами и стоили намного дешевле.

Виды дамасской стали

Характерным признаком, отличающим дамасские клинки является необычный узор на их поверхности, который объясняется неоднородность материала клинка. Он проявляется обычно после полировки или протравки кислотой в виде светлых линий на сером — “серый дамаск” или черном — “черный дамаск”.

Узорчатые рисунки на булатных клинках различаются сортами сложности. Ниже мы приведем классификацию “отца российской булатной стали”, выдающегося русского металлурга XIX века П.П.Аносова:

прямые линии — “полосатый булат”;

вьющиеся полосы или завитки — “струйчатый булат”;

более сложные переплетения в виде сетки или изогнутых лент — “сетчатый булат”.

ступенчатый узор из поперечных поясков — “коленчатый булат”, среди которого особенно ценились рисунки в стиле “табан” (“блестящий”) и “Хорасан” (“Восход Солнца”).

Булатные клинки различаются и по цвету: серые — самые недорогие, бурые и черные — самые редкие. Так, например, особо дорогими считались клинки из сорта “кара-табан”, имевшие ступенчатый узор по всей длине с густой черной основой, с выраженными рельефными линиями и золотистым отливом в лучах Солнца.

Клинки современных ножей в подавляющем большинстве случаев делаются из серого дамаска.

Современная металлообработка достигла таких высот, какие буквально не снились древним мастерам, и сейчас появились удивительные по своей красоте сорта дамаска — “звездчатый” и “мозаичный”.

"Звездчатый" дамаск

Именно из-за того, что в Западной Европе уже с X-XI века начался и пошел по нарастающей прогресс в металлообработке, а в Азии примерно 1000 лет методы оставались такими же, как и в Раннем Средневековье, “волнистые клинки” стали ассоциироваться именно с азиатским экзотическим импортом.

До сих пор качество дамасского клинка сильно зависит от уровня мастерства кузнеца. А что же было 1000 лет назад? Ведь возможен неравномерный провар слоев, неправильный отжиг и т.п. Дамасские клинки остались уделом редких мастеров, в то время как в Европе повсюду распространились хорошие и сравнительно недорогие мечи из моностали. Начиная с XII века, европейское клинковое оружие во все больших объемах экспортируется сначала в Северную Африку и Переднюю Азию, а потом и на другие континенты.

Сталь, изготовленную из пластин пакетно-сварным способом, принято называть “дамаском”, “скрученным дамаском” или “витым булатом”. Комбинированную сталь, расплавленную в тигле до особой температуры и специальным методом остуженную, называют “булатом” или “литым булатом”. Слоеный углеродистый “дамаск” в несколько раз дешевле “литого булата”, хотя оба вида стали в разы дороже простых нержавеющих сортов моносталей.

Плюсы дамасской стали

Дамасская сталь, как любой другой тип, имеет плюсы и минусы. Хотя, последних, конечно, меньше.

В среднем по прочности дамасские ножи имеют больше 60 единиц по Шкале Роквелла (HRC), что позволяет без труда резать и разрубать большинство материалов.

Также несомненным плюсом является индивидуальный узор на клинке — любой нож в таком исполнением априори уникальный мини-шедевр.

Важным показателем дамасских ножей является их высокая стойкость к разнообразным нагрузкам, особенно боковым. Это происходит по причине “эффекта троса” и благодаря спайке различных по своим свойствам металлических пластин. Обычная физика металлов, никакого чуда.

Немаловажным плюсом ножей из дамасской стали является их невысокая стоимость в сравнении с современными сталями типа Elmax Elmax - относится к порошковым сталям. И обладает всеми преимуществами порошковых сталей и при этом не имеет минусов присущих некоторым другим "порошкам".Подробнее или D2 D2 - это сталь, американского происхождения, используемая для изготовления режущего инструмента. Является аналогом российской Х12МФ.Подробнее . Понятно, что высокосортный торцевой или звездчатый дамаск будут стоить немало, однако если брать обычный серый дамаск в стандартном исполнении, то стоимость такого ножа невелика и его может позволить приобрести практически любой человек.

Минусы дамасской стали

Главный минус практически любой стали, изготовленной дамасским скручиванием, — относительно низкая коррозионная стойкость по причине высокого содержания углерода. Это своеобразная плата за умение сохранять остроту достаточно долго. Ножи из дамаска нуждаются в тщательном уходе после использования.

У некоторых современных сортов не дамаска, а литого булата есть легирующие добавки, который нейтрализуют склонность к коррозии, нивелируя этот недостаток. Также некоторые производители покрывают свои ножи специальным лаком, избавляя их от проблем во влажной среде.

Несмотря на свою относительную пластичность и упругость, дамаск довольно хрупок. Именно поэтому из этого сорта стали не делают метательные ножи.

Заточка ножей из дамасской стали

Во-первых, заточку необходимо производить медленно, поэтапно уменьшая размер зерна, чтобы один слой металла не загибался на другой.

Во-вторых, ножи из дамаска затачивать лучше по диагонали; заточка вдоль не будет так же эффективна.

История дамаска, это история войны, торговли, технического прогресса, вековых исследований щедро сдобренная мифами и ошибочными суждениями. Дамасская сталь это материал используемый для изготовления знаменитых Дамасских клинков известных своей твердостью и остротой и способных при этом изгибаться на 90 градусов распрямляясь обратно как пружина без каких либо последствий для высоких качеств клинка.

Такие качества всегда высоко ценились в клинках как в античные времена, так и сегодня. Как приятное дополнение к этому клинки обладают декоративным узором на поверхности, который служил своего рода знаком качества. Широкораспространенная легенда гласит что европейские крестоносцы впервые познакомились с дамасской сталью на ближнем востоке где исламские солдаты использовали фантастические дамасские сабли. Крестоносцы принесли истории о этих удивительных клинках обратно в Европу.

Технология изготовления Дамасской стали не только интересная историческая и археологическая проблема - исследования этой области оказали огромное влияние на современную науку. Этот материал неизвестный для большинства тем не менее так или иначе коснулся каждого рожденного в 20 веке и будет оказывать влияние на род людской и в обозримом будущем. Без ранних исследований Дамасской Стали не существовало бы автомобилей, поездов, самолетов, небоскребов.

Впервые Европа познакомилась с булатом при столкновении армии Александра Македонского с войсками индийского царя Пора. Особенно поразил македонцев панцирь захваченного в плен царя. Он был сделан из необыкновенно прочного белого металла, на котором македонское оружие не смогло сделать ни вмятины, ни царапины. Из булата были изготовлены и широкие индийские мечи, которые легко рассекали пополам македонское железо. По свидетельству историков, древнее европейское железное оружие было настолько мягкое, что после двух-трех ударов уже гнулось, и воины вынуждены были отходить, чтобы выпрямить клинок. Естественно, что индийские мечи для македонцев казались чудом.
Появление названия Дамасская сталь часто приписывается средневековым крестоносцам. Несмотря на то что это мнение довольно распространено, тем не менее не существует ни одного подтверждение тому что Крестоносцы когда либо использовали этот термин ни в одном литературном источнике. Более того не существует ни одного археологического подтверждения тому что хотя бы одно такое лезвие когда либо было произведено в Дамаске. Существуют более правдоподобные объяснения появлению словосочетания Дамаский меч. Исламские авторы обычно именовали мечи по рисунку на поверхности, расположению мастерской или имени мастера оружейника. Альтернативные причины именования некоторых мечей показывают что даже в Раннеисламский период источники имен для мечей были не очевидны.

Существуют три правдоподобные гипотезы возникновения фразы Дамаский меч. Вода по арабски называется Дамас и Дамаские клинки часто описываются как имеющие водообразный рисунок на поверхности. Другой вариант - некоторые исламские авторы утверждают что некоторые мечи называемые Дамасцины были произведены и окованы в Дамаске. Однако другие ссылаются на кузнеца оружейника по имени Дамаскуй который делал мечи из литой стали. Любая из этих гипотез если не все вмести вполне могут соответствовать действительности, но совершенно точно что это не крестоносцы назвали Дамаскую сталь таким образом. Корень Дамас (вода) кажется наиболее вероятным, поскольку связан с характерным и специфичным рисунком на поверхности. Возможно это ошибка европейцев которые не разбираясь в арабском решили что речь идет о сирийском городе Дамаске, а не водообразном рисунке на поверхности.

Существует четыре основных типа клинков или сталей которые называются Дамасскими - сварные, инкрустированные, травленые и наконец тигельная. Это разнообразие под одним именем приводило к путанице в литературе. Сварной дамасск еще называемый механическим Дамаском поскольку делался путем кузнечной сварки нескольких составляющих железа или стали вместе для получения декоративного и функционального узора. Эта методика широко использовалась в Европе веками. Узор и декорирование с помощью инкрустации или травления часто называется искусственным Дамаском. Узоры и рисунки сделанные инкрустацией разных металлов и драгоценных камней в стальное лезвие широко распространены в оружии из России и других мест. В основном травленый рисунок на клинках использовался в Индии в 19 веке, видимо для того что бы подделать тигельную Дамасскую сталь. И четвертая разновидность сделана из тигельной стали, иногда ее называют восточным (азиатским) Дамаском или кристаллическим Дамаском. Именно этот Дамасск и вызывал такой интерес и столько споров на протяжении столетий.
Дамасская сталь делается из тигельной стали которую куют особым образом в результате чего образуется рисунок. Тигельная сталь, как видно из названия, производиться в тигле - керамической форме - горшке. Сталь это железо с содержанием углерода в размере около 0.8%. В античные времена сталь производилась самыми разными способами, но тиельная выгодно отличалась тем что была жидкой в процессе производства и потому клинок получался гомогенным стальным и без остатков шлака - два свойства, которых остальные технологии были лишены.

На протяжении последних 200 лет бытовало мнение что Дамаскую сталь делали из тигельной стали производимой в Индии, и известной как вутц. Британские торговцы и офицеры были свидетелями производства и использования этой удивительной стали в Индии. Восторженные свидетели привозили образцы ее в Британию, что бы исследовать и понять причину, почему же эта сталь так хороша. Потому устоялось мнение что Дамаскую сталь производила Индия и Шри-Ланка (которые были частями Британской Империи) по так называемой "воотц" технологии. Это смешивание железа и растительного материала - листьев, в тигле и нагревание его. Листья сгорали, производя насыщенную углеродом атмосферу, которая насыщала углеродом железо для образования стали. Тигли обычно имели конусообразную форму и делались из обычной глины с добавкой шелухи риса. Не существует энтографических свидетельств из Южной Индии и Шри-Ланки подтверждающих что из Вутца делались клинки с Дамаским рисунком. Похоже что Вутц и Дамасский узор оказались ассоциированы друг с другом до 1820 годов и остаются ассоциированными до сих пор.

До недавнего времени многие исследователи заявляли что знания о изготовлении Дамаской стали были "утеряны". Действительно, почему клинки вели себя таким уникальным образом не было понятно пока не закончилось предыдущее тысячелетие. Не все тигельные стали способны произвести Дамаский узор. Это то что озадачивало столько много кузнецов и исследователей такое длительное время. Столетиями существовала вера в то что качество стали каким то образом связано с рисунком. Такие великие ученые как Фарадей и производитель мечей Вилкинсон исследовали Дамаскую сталь что бы разобраться что делает ее острее и крепче ее ординарных европейских конкурентов. Исследования Дамаской стали привели к экспериментам с добавлением разных металлов в сталь, в надежде повторить узор. Дамасского узора не получилось, но исследователи обратили внимание на то как разные добавки в сталь меняют ее свойства - упрочняют, делают ее нержавеющей. В результате исследования продолжались, но уже не с целью повторить Дамаский узор, но изучить свойства сплавов со сталью. Таким образом исследования Дамасской стали прямо привели к открытию и развитию легированных сталей - материалу без которого немыслима современная цивилизация, из которой делаю все от миниатюрного винтика до океанского корабля. Однако как воспроизвести узор так и осталось не выяснено.
Попытки повторить узор были не вполне удачны в Европе в 19 веке. Русский ученый Аносов успешно добился этого в Западной Сибири. Однако детали его исследований остаются практически неизвестными за пределами России. Аносов был в курсе исследований Фарадея и послал ему клинок собственного изготовления. Этот клинок теперь храниться в Музее Фарадея в Лондоне. Узор уже не так хорошо виден из-за возраста клинка и чистки, но все равно по тому что видно можно заключить, что Аносов действительно изготовил клинок Дамасской стали. При том что он умел повторять узор научное объяснение этому оставалось загадкой.

Так продолжалось до начала 21 века когда научное объяснение самых известных Дамасских рисунков стало известно. Существует две основные группы узоров Дамасской стали и каждый имеет огромное количество вариаций, один с содержанием углерода менее 0.8% углерода и другой с содержанем более 0.8%. Разное содержание углерода производит различную микроструктуру когда сталь откована и протравлена. Недавние исследования показали что образование узора в стали с содержанием углерода более 0.8% вызвано микроскопическим наличием некоторых модифицирующих элементов. В процессе продолжительной холодной ковки, фазы этих микроструктур упорядычевылись в стали. После протравки эти фазы проявлялись как темные линии или нити видимые невооруженным глазом, образуя Дамаский узор. Пока современное лабораторное оборудование не смогло обнаружить эти модифицирующие элементы в микроскопических количествах, никто не мог предположить что это ключевой момент в создании Дамасского узора.

ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ вуца - слитка высокоуглеродистой стали в индийских литейных мастерских. Железная руда и древесный уголь смешивались и нагревались примерно до 1200°С в каменном горне. При этом железо восстанавливалось (освобождалось от кислорода) вследствие реакций с углеродом древесного угля и образовывало губчатую массу. Примеси «выжимались» из губчатого железа ковкой; в результате получался кусок сварочного железа с низким содержанием углерода. Эти куски железа науглероживали, нагревая их вместе с древесным углем в закрытом глиняном тигле, предотвращавшем вторичное окисление железа. При появлении хлюпающего звука в тигле, свидетельствовавшего об образовании некоторого количества расплава, тигель подвергали медленному охлаждению, оставляя его в остывающей печи. Индия вела широкую торговлю вуцем в виде слитков диаметром около 8 см. Кузнецы Среднего Востока ковали из этих слитков дамасские клинки после их нагрева до 650-850°С; в этом интервале температур сверхвысокоуглеродистые стали становятся пластичными. Готовые клинки закаливали путем нагрева и быстрого охлаждения в воде, рассоле или другой жидкости.

Современные качественные легированные стали превосходят дамасскую сталь по всем показателям: прочности, упругости, режущим свойствам, но добиться таких выдающихся свойств в одном образце не удается и сейчас. Конечно много вопросов еще остается и тайна ждет своей разгадки!

Читайте также: