Дамасская сталь история происхождения

Обновлено: 01.05.2024

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.

Булат и дамасская сталь - загадки и история

Булат – одна из самых интересных и загадочных страниц в истории металлургии. Сейчас хорошо известно, как в древние времена делали каменные топоры, бронзовую утварь, варили железо и плавили чугун, но до нашего времени остаются нераскрытыми многие секреты производства булатного оружия.

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.

Задолго до этого с Гималайских гор в Пенджаб (древнейшее княжество в Индии) спустилась каста кузнецов, хорошо знающих железное дело и умеющих изготовлять железное оружие с необычайными свойствами. Из Пенджаба индийское железо и способы его обработки распространились в Сиам и Японию.

«Никогда не будет народа, который лучше разбирался бы в отдельных видах мечей и в их названиях, чем жители Индии!» - писал средневековый ученый Аль-Бируни. Он также поведал, что клинки в Индии делались разных цветов. Мечи, например, изготовлялись зелеными, синими, могли они и иметь узор, напоминающий рисунок ткани. Индийская сталь отличалась узорами, которые были видны на клинке.

А свойствами клинки обладали действительно удивительными. Будучи твердыми и прочными, они одновременно обладали большой упругостью и вязкостью. Клинки перерубали железные гвозди и в то же время свободно сгибались в дугу. Нет ничего удивительного в том, что индийские мечи крошили европейские, которые в древности часто делались из недостаточно упругих и мягких низкоуглеродистых сортов стали.

Лезвие индийского клинка после заточки приобретало необыкновенно высокие режущие способности. Хороший клинок легко перерезал в воздухе газовый платок, в то время как даже современные клинки из самой лучшей стали могут перерезать только плотные виды шелковых тканей. Правда, и обычный стальной клинок можно закалить до твердости булата, но он будет хрупким, как стекло, и разлетится на куски при первом же ударе. Поэтому позднее, когда европейские сабли начали изготовлять из прочных и твердых сортов углеродистых сталей, они ломались при ударе индийского оружия.

Основное назначение булата – изготовление клинков. Главное достоинство клинка – острота его лезвия. Лезвие булатного клинка можно было заточить до почти неправдоподобной остроты и сохранить эту остроту надолго. У клинков из обычной углеродистой стали заостренное лезвие выкрашивается уже при заточке – как бритву, его заточить нельзя, а булат затачивали до остроты бритвы, и он сохранял свои режущие свойства после того, как побывал в деле. Такое возможно лишь тогда, когда сталь обладает одновременно высокой твердостью, вязкостью и упругостью – и в этом случае лезвие клинка способно самозатачиваться. Булатная сабля легко сгибалась на 90-120 градусов, не ломаясь. Есть сведения, будто настоящий булатный клинок носили вместо пояса, обматывая им талию.

Слитки литого булата в виде разрубленных лепешек «вутцев» привозились из Индии в Сирию, где в городе Дамаске из них выковывали эти сказочные клинки. Но индийская булатная сталь стоила очень дорого, и сирийские кузнецы изобрели сварной булат, правильно определив, что булат - первый созданный человеком композит, состоит из частиц твердой углеродистой стали в матрице из мягкой и упругой низкоуглеродистой стали. Дамасская сталь получалась путем многократных проковок в разных направлениях пучка из стальных прутков разной твердости. Качество клинков из сварной дамасской стали было по тем временам очень высокое, но такого сочетания прочности и упругости как в оружии из литого индийского булата сирийским кузнецам добиться не удалось.

Еще один центр производства качественных клинков образовался в средние века в Японии. Японский булат обладал каким-то необыкновенным качеством железа, которое после целого ряда проковок приобретало даже более высокую твердость и прочность, чем дамасская сталь. Мечи и сабли, приготовленные из этого железа, отличались удивительной вязкостью и необыкновенной остротой.

Арабский ученый XII века Едриза сообщает, что в его время индийцы еще славились производством железа, индийской сталью и выковкой знаменитых мечей. В Дамаске из этой стали изготовляли клинки, славу о которых крестоносцы разнесли по всей Европе. К сожалению, в Древней Индии так тщательно прятали секреты выплавки вутца, что в конце концов потеряли их совсем. Уже в конце XII века клинки из литого булата высшего качества «табан» не могли делать ни в Индии, ни в Сирии, ни в Персии.

После того как Тимур покорил Сирию и вывез оттуда всех мастеров, искусство изготовления оружия из литого булата переместилось в Самарканд; однако вскоре оно везде пришло в упадок. Потомки вывезенных мастеров, рассеявшись по всему Востоку, окончательно потеряли способы изготовления булатного оружия. В XIV – XV веках секрет производства литого булата и изготовления из него холодного оружия был окончательно потерян. Европейские кузнецы не смогли до конца разгадать секрет производства даже дамасской сварной стали и больше преуспели в производстве клинков из однородной (гомогенной) стали с имитацией рисунка булата на поверхности клинка. Особенно широко развернулось производство подделок под булат в XVIII-XIX веках. В это время в Европе научились производить высокоуглеродистую литую сталь, и западноевропейские мастера, оставив попытки раскрыть секреты производства сварочного булата, начали изготовлять из нее довольно хорошее холодное оружие. В Италии (Милан), в Испании (Толедо), в Германии (Золинген), во Франции (Льеж) и даже в Англии стали широко производить «ложный булат». «Ложные булаты», особенно золингеновские и толедские, приобрели известность благодаря высокой степени полировки и красивыми узорами, которые наносились на клинки различными методами. Ремесленники, рисующие декоративные узоры на металле, назывались «дамаскировщиками», а клинки «ложного булата» - «дамаскированными». Многие «дамаскированные» клинки были не очень высокого качества, поскольку они изготовлялись из обычной шведской или английской углеродистой стали.

Не одно столетие металлурги всех стран и народов пытались выплавить булатную сталь, но злополучная тайна никому не давалась. В XIX веке учеными-металлургами предпринималось множество попыток раскрыть секрет литого булата, даже великий английский ученый Фарадей безуспешно бился над решением этой задачи. Но получить литой булат, не уступающий по свойствам индийскому вутцу, удалось только русскому ученому, горному начальнику златоустовских заводов П.П. Аносову в 40-ых годах XIX века. Сохранившийся до наших дней аносовский булатный клинок, перерубает гвозди, гнется в дугу и на лету перерубает газовый платок. Секрет древних индийских мастеров открыт? И да и нет. После смерти П.П. Аносова, не смотря на оставленный им подробный рецепт, воспроизвести литой булат не удается никому!

Уже в наше время, златоустовские металлурги вновь попытались воскресить технологию производства булата. Сложны и длительны были эти поиски, но узорчатая сталь вновь была получена, хотя полностью повторить аносовский булат не удалось. Легендарная упругость клинков достигнута не была.

Современные качественные легированные стали превосходят булат по всем показателям: прочности, упругости, режущим свойствам, но добиться таких выдающихся свойств в одном образце не удается и сейчас. Тайна индийского литого булата ждет своей разгадки!

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.

Читайте также: