Сталь с узором как называется

Обновлено: 23.04.2024

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.

Все о дамасской стали

О дамасской стали, пусть и не все, но в общих чертах, знает или как минимум слышал практически каждый. При этом многие считают, что речь идет о каком-то древнем сплаве, которому приписываются даже некоторые магические свойства. Однако на самом деле в самом дамаске нет ничего сверхъестественного. Эту сталь вполне можно получить в обычной кузне при минимальном ее оснащении. Главное, соблюдать определенные правила в процессе ковки.

Что это такое?

Дамасская сталь представляет собой сплав, содержание углерода в котором не превышает 2%. Главная особенность дамаска – это технические нюансы производственного процесса, предусматривающего поэтапную проковку заготовок. Именно так достигается хорошая и ставшая легендарной прочность. При этом дамасские клинки отличаются выдающимися эксплуатационными качествами и легендарным рисунком. Основными минусом стали является низкая коррозийная устойчивость.

Важный момент заключается в разнице между дамаском и булатом. И если в контексте химического состава они практически ничем не отличаются, то с технологией производства ситуация складывается иначе.

Результатом являются отличия в структуре и свойствах. Кстати, легендарный рисунок является визитной карточкой обеих этих сталей.

Дамаск получают путем проковки скруток (пакетов) стальных прутков или пластин, имеющих разный состав. Главное отличие сводится к тому, что булатные клинки изготавливают литьем. При этом в качестве исходного материала вступают как низко-, так и высокоуглеродистые стали. А ключевое преимущество булата – это легированная разновидность.

История появления

Принято считать, что родина описываемого материала – это знаменитый город Дамаск. Однако впервые клинки, сделанные из такой стали, упоминаются еще в 1300 году до н. э. Специалисты, опираясь на фрески и сохранившиеся письменные источники, утверждают, что в III веке н. э. мечи и другие изделия из дамаска ковали в Древнем Риме. По одной из версий, тогдашние мастера кузнечного дела сами открыли секрет получения стали. Однако существует мнение, что они узнали его от азиатских рабов.

На территории Ирана массово началось производство клинков в VI веке. Кстати, именно оттуда эти мечи и сабли стали попадать в Европу. В эпоху Киевской Руси получили распространения булатные клинки.

Скорее всего, их привозили из Персии купцы, тогда как некоторые считают, что их делали сами кузнецы Новгорода и Киева.

На основании изучения сохранившихся образцов холодного оружия специалисты делают выводы, что раньше дамаск представлял собой обыкновенное сварное изделие. При этом стальной сердечник выполнял функции лезвия. Параллельно существует мнение, что кузнецами, наряду со сварными мечами и саблями, также изготавливались штучные образцы из дамасской стали, максимально похожей на современную.

Известно, что в Европе технологию получения настоящих описываемых сплавов заново возродили только в XVIII веке. И самое крупное производство изделий из дамасской стали было налажено в немецком Золингене. В России она начала выпускаться крупными оружейниками приблизительно в то же время.

Технология изготовления

В наши дни высокопрочные узорчатые сплавы создают разными способами. И первый вариант заключается в соответствующей обработке рафинированной стали, при которой исходным материалом будет монолитный блок. Конечная цель процесса заключается в получении относительно однородного материала с довольно низкой концентрацией углерода.

Металл при этом освобождают от фосфора и серы, а также от шлаков. Параллельно происходит равномерное распределение углерода. Высокое качество сплава достигается за счет закалки. Кстати, легендарный узор здесь представляет собой побочный эффект.

Стоит отметить, что до XVIII столетия в подавляющем большинстве дамаск ковали именно рафинированным способом.

Второй вариант – это сварочный метод, при котором разные по химическому составу элементы будущей заготовки комбинируют и перековывают. В рамках технологического процесса формируются необходимые свойства. Важно учесть, что изначально металл отличается мягкостью и склонностью к деформированию. Необходимая твердость достигается в результате закалки. Но параллельно повышается хрупкость.

Характеристики

Одна из главных отличительных черт дамаска и явное его преимущество заключается в повышенной твердости на фоне гибкости изготавливаемых клинков. Подобные показатели достигаются за счет чередования слоев. В то же время острота и прочность обеспечиваются слоями с высоким и низким содержанием углерода соответственно. При этом особое значение имеют правильное сочетание компонентов и строгое соблюдение всех пропорций.

Твердость, являющаяся одним из ключевых параметров, измеряется по знаменитой шкале Роквелла и обозначается HRC. В ситуации с клинками, выполненными из дамасской стали, эти показатели составляют 61-64 единицы.

Однако справедливости ради стоит уделить внимание тому, что дамаск при неправильном уходе и эксплуатации ржавеет. Это обусловлено практически полным отсутствием в составе сплава легирующих элементов.

Типы узоров

На сегодня можно выделить не менее 8 разновидностей описываемого типа стали. При этом стоит уточнить, что существует возможность получения в том числе нержавеющего дамаска. Для этого потребуется:

сформировать пакет, в состав которого будут входить легированные соответствующими присадками стали;

сварить комплект в вакууме;

выполнить накладку слоями и расковку;

повторить весь цикл.

С технической точки зрения данный процесс является достаточно сложным. Однако современные технологии легко справляются с решением всех задач. В итоге в продаже можно найти кухонные ножи с узорчатыми накладками, выполненными из нержавейки.

Дикий дамаск

В этом случае речь идет о наиболее простом способе изготовления дамасской стали. Кстати, своим названием вид обязан хаотичному орнаменту. Пакет представляет собой сваренные в блок полосы разных сортов стали. Его многократно перегибают, и каждый раз проковывают. В итоге слои неупорядоченно перемешиваются, формируя неоднородный узор.

Стоит отметить, что дикий дамаск – это одна из самых древних разновидностей. Благодаря уникальности рисунка пользуется рекордной популярностью, в том числе у коллекционеров.

Штемпельный

Это один из вариантов традиционной дамасской стали, отличающийся сравнительной однородностью узора. Здесь оригинально и эффектно чередуются круги и полосы. Существует два способа получения штемпельного дамаска.

Используется предварительно сваренный пакет заготовок, по которому в заданном порядке наносятся удары штемпеля. Важно учесть, что в данном случае шлифуются готовые клинки. При этом устраняются излишки металла для того, чтобы максимально проявился рельеф.

Рисунок наносится слесарным методом, то есть при помощи сверла или же фрез. Только после этого проковывают пакет.

Сами штампы с учетом особенностей наносимого узора могут быть:

лестничными или же ступенчатыми;

В результате выполнения предусмотренных работ на поверхности проявляется рисунок в виде кругов на воде, напоминающий узор деревянного шпона.

Но важно отметить, что существует большое разнообразие подобных орнаментов.

При этом настоящие мастера стараются создавать индивидуальные стили. К примеру, в Соединенных Штатах очень популярны так называемый павлиний глаз, рисунки в виде крестиков, сетки и колючей проволоки.

Турецкий

Этот вид рассматриваемых сплавов относится к классическим. Получают его путем обработки пакетов в виде перевитых пучками прутьев. Стоит заметить, что по составу последние отличаются друг от друга. В итоге на поверхности заготовок формируется довольно сложный узор, состоящий из большого количества волнистых линий. Их размеры определяются именно химическим составом и диаметром используемых элементов, а также способом скручивания.

Японский

Данный сплав отличается тонкой структурой, а также травлением поверхности и особым способом закалки. В процессе термической обработки рукоятку будущего клинка покрывают защитным слоем из глины. В итоге закаливается исключительно лезвие, что придает изделию особые свойства.

После такой обработки лезвие становится острым, твердым, но при этом довольно хрупким, в то время как рукоятка сохраняет упругость.

Структура стали проявляется за счет специальной полировки.

Мозаичный

В данном случае имеется в виду современный вид описываемой стали, получивший свое название с учетом специфики технологии изготовления. Благодаря слоистой структуре получается эстетичный узор. На сегодня выделить можно два способа получения мозаичного дамаска.

Оболочечный, предусматривающий применение контейнера (чаще в виде трубы) при соединении составляющих частей мозаики. Сначала внутри размещают контрастную сталь, после чего весь объем наполняют маслом или же инертным газом. В процессе прогрева наблюдается связывание кислорода, а под образующейся оболочкой формируется нейтральная среда. На следующем этапе трубу заваривают, и оболочку помещают в горн. Чаще всего выковывают заготовки на специальных гидропрессах. Как только образовывается единая металлическая масса, удаляют оболочку.

Технологичный. С учетом заданного узора в бруске делают соответствующие отверстия, в которые помещают металл, имеющий другой состав и, следовательно, свойства. Как отверстия, так и вкладыши вырезают при помощи плазменного резака. На следующем этапе сформированный указанным способом пакет сваривают посредством диффузионной сварки. Важным плюсом данной технологии является возможность создания изображений, которые залегают на всю глубину изделия в отличие от орнаментов, наносимых поверхностной гравировкой.

Волокнистый

Именно по данной технологии делают сплав, который в дальнейшем используется при изготовлении японских клинков высокого качества. Ключевая отличительная черта здесь заключается в том, что слои стали расположены не вдоль будущего лезвия. Заготовки (пруты) режут на короткие сегменты и выкладывают перпендикулярно. В таком виде и осуществляется ковка пакета.

Комбинированный

Речь идет о симбиозе традиционного и классического способов получения стали, которые применяют одновременно. Технология предусматривает нанесение штемпельного узора на составленный мозаичный способом пакет. Затем заготовки проковываются, а их поверхность тщательно шлифуется.

Альтернативный вариант создания рисунков осуществляется при помощи сверления или фрезерования с последующим травлением.

Еще один комбинированный способ заключается в применении ковки дикого дамаска при параллельном использовании вставок, обладающих контрастными качествами. Как правило, в роли подобных добавок выступает никель. За счет своего белого цвета он эффектно контрастирует с общим орнаментом дамаска.

Промышленный

Исходя из названия категории можно сделать вывод, что данный вариант дамасской стали производится с использованием специализированного оборудования в промышленных масштабах. Важно заметить, что качество таких клинков, как правило, не уступает образцам, сделанными вручную. С учетом особенностей узора промышленный дамаск делят на:

Применение

На сегодня описываемую разновидность стали широко и успешно используют мастера при изготовлении широкого перечня изделий.

И речь здесь идет в том числе о клинках, относящихся к коллекционному холодному оружию, включая, к примеру, катаны.

Нередко можно встретить топоры, выполненные из дамаска. Параллельно он является исходным материалом для производства ножей самого разного назначения:

бытовые (кухонные, разделочные);

для рыбаков и охотников.

Правила ухода

На фоне явных плюсов дамаска важно помнить о низкой коррозийной стойкости данного вида стали, обусловленной особенностями ее производства. Не менее важный момент – это довольно высокая стоимость изделий, которая определяется сложностью процесса. Исходя из этого настоятельно рекомендуется соблюдать правила эксплуатации, содержания и ухода.

В первую очередь стоит отметить важность правильной заточки. Главное, на этапе подготовки уделить должное внимание изучению свойств материала, из которого выполнен клинок. И в первую очередь имеется в виду его твердость. А также стоит определить угол заводской заточки лезвия, который при обработке необходимо будет сохранить. Проводить заточку режущей кромки следует с максимальной осторожностью, чтобы исключить загибание мягкого слоя дамаска на более твердый.

Если это произойдет, то, невзирая на внешнюю остроту, нож и другой инструмент не будет полноценно выполнять свои функции.

Непосредственно перед тем как приступить к заточке, необходимо осмотреть изделия на предмет наличия сколов и других дефектов. Специалисты советуют точить дамаск исключительно вручную, чтобы чувствовать процесс снятия слоев стали. Сам алгоритм включает в себя три основных этапа.

Снятие верхнего слоя при помощи абразива с крупным зерном. Этот шаг составляет около 80% всех работ. Движения в данном случае должны быть плавными, без рывков, а рабочий инструмент следует перемещать вдоль обрабатываемого клинка.

Выполнение декоративной заточки с использованием мелкозернистого абразива. В процессе шлифовки удаляют все присутствующие дефекты в виде царапин.

Протирание поверхности увлажненной лимонным соком тканью или цедрой данного цитруса с последующей обработкой пчелиным воском.

Учитывая уже упомянутую малую коррозионную устойчивость материала, изделия из него рекомендуется по возможности хранить в масле. При появлении малейших признаков коррозии необходимо тщательно очистить клинок от ржавчины. Игнорирование правил неизбежно приведет к утрате внешних данных и эксплуатационных качеств.

Насколько дамасская сталь хороша в современном мире

Если по химическому составу булат или дамаск практически не отличаются, то технология формирования этих вариантов стали разнится, что обеспечивает заметную разницу в структуре и их свойствах. Оба материала обладают знаменитым узором, который является визитной карточкой этих сталей, а потому узнать их сможет даже неспециалист.

Что такое настоящий дамаск и булат

Раньше технология изготовления такого оружия хранилась в секрете — только мастера знали, как сделать дамасскую сталь, а сами изделия очень ценились и стоили невероятно дорого. Впрочем, и сейчас ножи из этих материалов являются дорогим удовольствием, так что немалый процент моделей относится к категории коллекционного оружия.

Дамаск

Технология получения дамасской стали подразумевает проковку скрутки из прутков/пластин углеродистой стали. За счёт проковки слои сплющиваются и становятся очень тонкими — многослойная структура обеспечивает клинку необходимые прочностные характеристики.

Булат

В отличие от дамаска булатные клинки изготавливаются методом литья. По технологии для приготовления булата используется высоко- и низкоуглеродистые стали — в результате плавления в расплаве с низким содержанием углерода находятся частично расплавленные частицы высокоуглеродистой составляющей.

Такая двухкомпонентная текстура и обеспечивает формирование знаменитого рисунка — он произвольный и не повторяется вследствие хаотичного расположения компонентов в процессе плавки.

Отличие булата от дамаска

Преимущества булатной и дамасской стали разделили любителей такого оружия на два лагеря. Так что при выборе покупатели больше опираются на личные предпочтения. Как было сказано выше, даже по внешним признакам (по рисунку) чётко опознать эти материалы не представляет проблемы.

Какая сталь лучше булат или дамаск

Важным преимуществом булата перед дамаском является наличие легированной разновидности, что позволяет исключить коррозионное разрушение и упростить хранение и уход за ножом.

Создание коррозионностойкого дамаска технологически очень сложный процесс, на практике это просто нецелесообразно.

Характеристики дамасской стали

Основной характеристикой этого материала, которой интересуются пользователи, является твёрдость. В зависимости от выбранной производителем ТО и самого изделия она может колебаться от 61 до 64 единиц по Роквеллу.

На практике это означает, что лезвие хорошо держит заточку, за что такие модели и ценятся до сих пор.

Ржавеет ли дамаск

Поскольку дамаск представляет собой прокованный пакет углеродистых сталей, то о хорошей коррозийной стойкости говорить не приходится — легирующих элементов в составе практически нет.

Виды дамаска

Существует как минимум восемь видов дамасской стали. Перед перечислением типов дамаска стоит сделать короткое примечание.

В целом можно изготовить нержавеющий дамаск. Чтобы это стало возможным необходимо собрать пакет легированной «правильными» присадками стали и сварить его в вакууме. Далее, накладывать слоями и расковывать.

Разновидности дамаска:

«дикий» — получил своё название из-за неупорядоченного узора. Техпроцесс изготовления такой стали самый примитивный — сваренный пакет сталей проковывают, рубят на части, складывают и опять проковывают — процесс повторяется многократно.
простой — отличается стабильно повторяющимся узором. По техпроцессу фактически не отличается от дикого материала.
штемпельный — название стало следствием применения так называемого штемпеля с узором, который и проявляется на клинке. Такие узоры могут напоминать кольца древесины, лестницу, круги на воде и пр.
мозаичный — в этом случае для приготовления слоистой структуры подбирается специальный пакет сталей — их собирают как мозайку, что позволяет получить красивый декоративный эффект. Подвидом этого типа является мозаичный торцевой дамаск: он представляет собой лезвие с наваренными полосками мозаичного дамаска, срезанного с торца готового блока — такая полоска может использоваться и как середина клинка.
мозаичный порошковый — этот вид дамаска не характерен для РФ, но по технологии фактически не отличается от обычного мозаичного. Вместо полос стали узор составляется из стального порошка, который засыпается в металлическую банку, спекается, а после проковывается.
кручёный — для так называемого скрута заготовку для проковки делают из скрученных стержней. За счёт регулировки угла закручивания и глубины взрезки можно получить различные узоры.
волокнистый — это вид применяется при производстве качественных японских мечей. При проковке дамаска волоски стали не растягиваются на всю длину клинка, а, наоборот, мелко нарезаются и перекладываются в слоях под прямым углом. По структуре и внешнему виду такой материал очень похож на булат.
многорядный дамасский клинок изготавливают из нескольких полос дамаска — в центре обычно устанавливают простой дамаск, а на поверхности располагают слои с красивым художественным рисунком.

Ножи и другое холодное оружие из дамасской стали

Этот материал применяется для производства сабель и прочего коллекционного холодного оружия или моделей бытового назначения — это могут быть как бытовые и туристические, так и кухонные, рыбацкие и прочие ножи.

Бытовые и туристические ножи

Бытовые и туристические модели оптимальны для нарезки мяса, рыбы, птицы, овощей и фруктов. Высокая твёрдость клинка не требует постоянной заточки модели, потому они удобны как на кухне, так и в походе.

Уход за ножом из дамасской стали

Низкая коррозионная стойкость обусловливает определённые правила хранения клинка — нож рекомендуется хранить в масле. В противном случае он будет ржаветь и из-за ржавчины дорогая модель придёт в негодность.

Как точить нож из дамасской стали

Чтобы наточить дамасский нож своими руками, необходимо учитывать следующие нюансы:

часть клинка с зазубринами и сколами нужно спилить для выравнивания;
затачивание ножа выполняется медленно и аккуратно, чтобы один слой слоистой структуры не загибался на другой — для этого применяют абразивные материалы с последовательно уменьшающимся размером зёрна;
заточка выполняется по диагонали — точить клинок вдоль малоэффективно;
точильные борозды и полосы портят рисунок изделия — их необходимо заполировать мелкозернистым материалом;
заточенный нож необходимо протереть салфеткой, можно использовать цедру лимона.

Перспективы дамасских ножей

Низкая коррозийная стойкость и необходимость бережного отношения, ухода после каждого использования делают дамасский клинок не самым удобным, современные сплавы более технологичны и удобны. Но коллекционные клинки из дамаска по-прежнему остаются одним из самых красивых подарков.

Дамасская сталь ⁠ ⁠

Ни один материал в истории, может только за исключением булата, не был окутан таким флером романтики и мифов, как дамасская сталь. Оружие из него ковали полулегендарные народы, им повергались тираны, драконы и мифические чудовища. Клинки из него рубили доспехи, вековые дубы и даже камни. Что тут правда, а что преувеличение? Попытаемся найти ответ на этот вопрос.

Дамасская сталь - это 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.

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.

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.

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.

Читайте также: