Дамасская сталь

   До  сих пор речь шла главным образом  о методах образования узоров при изготовлении клинков из слоистых разновидностей металла. Использование  его волокнистых видов даже в  самом незатейливом «штемпельном»  дамаске очень сильно усложняет  узор. Разнообразные комбинации фигурных прутков и плоских лент в исходном пакете приводят к образованию сложных  узоров мозаичного типа, отчего и сам  сложноволокнистый металл получил название «мозаичного» дамаска, который используется почти исключительно в дорогих художественных изделиях.

   Итак, применяя различные виды кузнечной  сварки, получают в итоге структуру  металла, состоящую из более-менее  сложного переплетения железных и стальных слоев или волокон. Само собой  разумеется, что дамаск может и  не иметь в своем составе мягкого  железа, а состоять только из слоев-волокон  сталей разных марок, отличающихся друг от друга содержанием как углерода, так и других легирующих элементов - например, никеля или хрома.

   Главным достоинством горновой сварки является именно ее технологическая простота. Горн и молоток, да еще горсть песка  в руке опытного кузнеца - вот и  вся технология. Недостатком этой древнейшей технологии является невозможность  сварки большинства легированных, наиболее прочных сталей. Окисные пленки, содержащие много хрома, не удаляются обычными флюсами, поэтому прочного соединения этим методом высокохромистых сталей добиться не удается.

   Чтобы обойти этот «запрет» на применение в  дамаске высоколегированных сталей, приходится использовать некоторые  виды вакуумной технологии. Поскольку  окисления предварительно зачищенных поверхностей при нагреве в вакууме  не происходит, то становится возможной  сварка даже нержавеющих сталей. Используя  этот метод, можно изготавливать  дамаск из нержавеющих, быстрорежущих  и иных высокопрочных сталей. Этим методом сваривают медь с железом, сталь с серым чугуном, нержавеющую  сталь с титаном и даже стекло с металлом.

   Приведенные примеры далеко не полностью исчерпывают  достижения исследователей узорчатых  металлов в деле применения новейших технологий. Эти технологии дают возможность  использовать при изготовлении дамаска  любые высокопрочные легированные стали, что резко повышает режущие  свойства изготовленных из него клинков.

   Методы  производства сварочного «дамаска»  отработаны достаточно хорошо, чего не скажешь о литом булате - потенциально наиболее высококачественном сорте  узорчатого металла. Литые разновидности  узорчатого металла, с которыми связывают  даже само понятие «булат», получают двумя основными способами. Самый древний способ, называемый двухфазным (твердое - жидкое), основан на недорасплавлении в процессе плавки сравнительно тугоплавких железных частиц, когда в тигле образуется своего рода металлический «компот» - в жидком, расплавленном чугуне плавают хоть и размягченные, но твердые куски железа. После затвердевания и расковки слитка в клинке чередуются участки очень твердой сверхуглеродистой стали с участками вязкого металла.   

   Разновидностью  двухфазной технологии является и способ получения т.н. «сварочного булата», по которому раскаленный пакет пластин  при сварке посыпается толченым чугуном. Чугун быстро расплавляется и  сильно науглероживает поверхность  пластин. При последующей проковке часть чугуна выжимается из стыков, а часть как бы «вмораживается»  в толщу металла, образуя булатообразные сверхуглеродистые прослойки.

   Второй  способ получения булата заключается  в специфической кристаллизации однородного расплава. Методы производства этой «дендритной стали» или, иначе, «ликвационного булата» весьма разнообразны, а качество металла зависит от множества факторов. Сколько-нибудь подробное рассмотрение разнообразных технологий получения булатных узоров по этому методу заняло бы в этом (весьма поверхностном) обзоре непозволительно много места, поэтому отмечу лишь то, что полученные тем или иным образом узорчатые слитки расковывают особыми методами, что и придает клинкам из литого булата необыкновенные свойства, превосходящие свойства не только безузорчатой стали того же хим. состава, но и большинства сортов сварочного «дамаска». 

   Для получения подобной «сверхстали» нужно осознать «идею булата». Эта «идея» заключается в том, что неоднородная, узорчатая сталь при определенной обработке переходит в иное качество, становясь как бы не просто сталью и даже не совсем металлом. В булате, например, повышается плотность, заметно увеличивается теплоемкость при одновременном снижении теплопроводности, появляются сильные магнитные аномалии и по некоторым своим свойствам он приближается к т.н. «металлическому стеклу». Величина зерна в таком металле может быть в десятки и сотни раз меньше, чем в обычной стали, а твердость такого булата превосходит напильник при вязкости пружины.

   Главным признаком «настоящего» булата, на мой взгляд, является не хим. состав и тем более не способ производства, а крайняя энергетическая насыщенность атомной структуры металла, чем  и объясняются его аномально  высокие свойства. Понятно, что для  измельчения структуры нужно  затратить немало энергии. Пример –  дробление гранитной глыбы в  щебень или, того больше, в песок. Обычный  металл может накапливать в своей  структуре до 10 % энергии деформации (строго говоря, термомеханической  обработки вообще), остальная часть  рассеивается в виде тепла. Можно  утверждать, что в булате доля поглощаемой  энергии ковки выше. И выше намного, поэтому «настоящий» булат - это  особое, высокоэнергетическое состояние  металла.

     «Хороший» булатный клинок - это понятие действительно очень емкое, поскольку главный «секрет» клинковой стали всегда, во все времена заключался в человеке, который ее изготавливал.