Булатная сталь





В городах Северной Индии и поныне сохранились целые улочки с мостовыми, выложенными перевернутыми вверх дном тиглями для плавки булата. Представьте: этот уникальный металл, полный мистических свойств и опровергающий многие аксиомы современной науки, металл, секрет изготовления которого ныне подвластен лишь единицам… В общем, когда-то его варили повсеместно в грандиозном масштабе. И было того булата, как грязи.

Во всем виноваты рыцари

Булат, дамаск, сварочный булат, литой дамаск, литой булат, сварочный дамаск, тигельная сталь, пакетная сталь, композитная сталь, чудо Востока, наконец! За всем этим многообразием названий скрываются просто два вида крепкой стали для клинков. А именно — та сталь, которая была создана в результате плавки в тиглях (булат), и та, которая появилась на свет в результате кузнечной сварки (дамаск).

Путаница же, скорей всего, возникла потому, что сам термин «дамаск» появился после крестовых походов и европейцы не различали клинки из литой стали и стали сварочной. Что, впрочем, и немудрено. И та, и другая сталь являются композитом. И та, и другая имеют узорчатую поверхность. То есть похожи булатные и дамасские клинки порой так, что с первого взгляда даже специалист разницы не увидит. Но вот природа и свойства у них разные.

Клинок из высококачественного булата, в отличие от его более хрупкого дамасского собрата, действительно можно положить на голову и без боязни притянуть рукоять и острие к плечам — он не сломается и не погнется. Но булат не только гибче, он еще прочнее и острее дамаска. Медленнее тупится и медленнее теряет свои режущие свойства. В общем, он настолько превосходит родственника по целому ряду характеристик, что утверждение о тождестве и даже равенстве его с дамаском столь же справедливо, как утверждение, что «Прима» — это «Мальборо».

Булатовар — это звучит гордо

Слово «булат» происходит от персидского «пулад» — это название североиндийского города Пукхалавати (ныне город Чарсада недалеко от Пешавара). Сами персы называли индийскую сталь «пулад-жахердер», арабы использовали слово «фулаз» (очищенное железо).

Название вида булата определяется внешним видом поверхности клинка. Если там только прямые линии — это худший из булатов, шам; если прямые линии уступают место кривым — это кум-гынды; если прямых линий нет, а есть ломаные, точки и кривые — это действительно качественный булат, табан; когда же много точек, поперечин и узоров, мы имеем дело с высококачественным булатом хорасан, вершиной которого считается узор из точек и увесистых гроздей кривых. Чем крупнее узор, тем выше достоинство булата.

Фон булата бывает разным — серым, бурым, черным. Чем темнее, тем лучше. Если фон черный, к названию часто добавляется приставка «кара». Единичные изделия имеют также красноватый отлив, совсем редкие — золотистый. Считается также, что чем чище и продолжительнее звон, издаваемый булатным клинком, тем он качественнее.

Когда его стали делать? Можно предполагать, что литой булат впервые появился в Индии 2500 лет назад. Сохранилось свидетельство Ктеция, в 416 году до н. э. получившего в дар от персидского царя два булатных меча. Однако варили булат не только в тех краях. Он был известен и в Египте, и в Сирии, и в Персии, и в Средней Азии. Проще говоря, варили повсеместно. Тому доказательство не только североиндийские улочки, мощеные использованными тиглями. Нечто похожее — забитый тиглями под завязку ров (глубиной 14 и длиной 250 метров) обнаружен и на берегу Сырдарьи, где с XII по XVIII век шумел город Ахсикет.

Любопытно, что переходящее звание «лучший булатовар планеты» то и дело перекочевывало из страны в страну. Довольно долго первенство удерживал город Дамаск, близ которого была гора из качественного железа, почти без фосфора и серы, содержащего один процент углерода и до девяти — вольфрамита. Надо было лишь откалывать куски и нести в плавильню или в кузницу. Однако когда Тамерлан, покоривший Сирию в начале XIV в., увел с собой в Персию всех мастеров, качество дамасского булата стремительно упало. Ведущей стала Индия, пока в XVII веке не уступила роль лидера Персии. Но уже через сто лет и Персия теряет секрет производства качественного булата. Вот с того момента и началась почти вековая история его поиска.

Позор Фарадея

Самое поразительное состоит в том, что секрет производства булата умудрились утратить, хотя процесс изготовления булатного слитка неоднократно и весьма подробно был описан целым рядом средневековых авторов. Вот, например, рецепт Мазида Ибн Али ал-Хаддада ад-Димишки: «Прикажи положить в каждый тигль по пять ратлей (2 кг) подков и гвоздей от них из нармахана (железа), по десять дирхемов (36 г) медной окалины, окиси магния и железного колчедана, обмажь тигли глиной и ставь в очаг, наполненный углем и раздуваемый румийскими мехами. Пока расплавляется, приготовь мешочки, в которые положи миробалан, корки граната, поваренную соль и жемчужные раковины, всего в равной степени и раздробленно, в каждом мешочке по сорок дирхемов (150 г). Всыпь в каждый тигль и сильно раздувай огонь самым безжалостным образом, а затем перестань. Когда остынет, извлеки слитки».

Казалось бы, чего проще — читай и делай. Ан нет, пробовали и так и этак, но ничего путного не выходило.

В начале XIX века английские металлурги, денно и нощно искавшие секрет производства булата, вывезли из Бомбея (Мумбаи)  несколько слитков для экспериментов. В докладе Королевскому обществу ими указывалось: «Это вещество не выносит нагрева выше ярко- красного цвета… обработка же его настолько затруднительна, что она отличается искусством, совершенно отличным от ковки железа».

Заинтригованные ученые тотчас же подключились к решению загадки. Особо усердствовал в поиске утраченного секрета известный нам по урокам физики Фарадей. Он и платину добавлял в сталь, и золото, и алюминий. Но увы — упешной плавки получить англичанам так и не удалось. За дело пришлось браться нам, русским…

Аносов оставил всех с носом

Секрет булата после 10 лет ежедневных экспериментов удалось восстановить выпускнику Горного кадетского корпуса генерал-майору Павлу Петровичу Аносову — великому русскому металлургу. В 1841 году он опубликовал трактат «О булатах», в котором самым тщательным образом изложил собственную технологию изготовления булатных сабель.

В результате 185 плавок булатных слитков в тиглях и последующей ковки он изготовил клинки с потрясающими свойствами. «Если булатом с крупными узорами и золотистым отливом перерезывают легко на воздухе газовый платок, то тут нет ничего преувеличенного; я моими булатами мог делать то же самое… если булатами перерубают кости, гвозди, не повреждая лезвия, то и в этом случае есть истина; но необходимо, чтоб сабля была из хорошего булата, чтобы она была закалена и отпущена соответственно пробе. Хороший булатный клинок, одинаково закаленный со стальным, всегда его надрежет или надрубит, и сам не повредится, а посредственные, как некоторые хорасаны, хотя и надрубят, но при сильном ударе скоро могут изломаться. Шпажный клинок, из хорошего булата приготовленный, правильно выточенный и соответственно закаленный, как оказалось по моим опытам, не может быть при гнутье ни сломан, ни согнут до такой степени, чтоб потерял упругость: при обыкновенном гнутье он выскакивает и сохраняет прежний вид. А при усиленном, например, наступив на конец ногою и загибая его под прямым углом, он не сломается, а будучи выправлен, не потеряет прежней упругости. При этом булатный клинок может быть тверже всякого клинка, приготовленного из стали».

С подачи Аносова на знаменитой российской Златоустовской фабрике началось массовое производство булатных сабель и шашек. Несколько их экземпляров отослали в подарок царю в Санкт-Петербург, где они произвели подлинный фурор. Оружием такого качества не могла похвасть тогда ни одна армия мира. Слава о русском — аносовском булате тотчас же разнеслась по всему миру, а англичане, очень гордившиеся своей сталью, кусая губы смотрели, как аносовские клинки, словно масло, перерубали самые крепкие английские зубила.

Аносов торжествовал — дело жизни было сделано. В завершающей части своей работы он напишет: «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».

Но надеждам его сбыться было не суждено. История повторилась. После смерти Аносова практически никто так и не смог повторить его плавки булатных слитков. Вероятнее всего, Аносов что-то сделал по наитию, что-то понял интуитивно, но так и не оформил свои ощущения в мысли. Открывшись Аносову, секрет булата вновь канул в небытие…

Продукт Вселенной

После смерти Аносова секрет булата вновь стал будоражить умы ученых. Но только отдельных. При остром спросе на высококачественную сталь большинство металлургов даже и не помышляло пытаться воскресить утраченное. Булат оказался в роли падчерицы, обделенной вниманием, несмотря на свои достоинства. Процесс пошел лишь в наши дни. И вновь первопроходцем стал русский — кузнец-оружейник из Суздаля В. Басов. Изучив сотни образцов древнего и аносовского булата, он смог, наконец, понять ключевые моменты, позволившие получить настоящие булатные слитки.

Решающую роль в успехе Басова сыграла его творческая натура: «К раскрытию секретов булатных сталей следует подходить чисто философски. Булат — это продукт природы, продукт Вселенной. Все во Вселенной является единством противоположностей: твердое — мягкое, горячее — холодное и т. д. Так и булат состоит из чистейшего феррита (мягкая составляющая) и цементита (твердая составляющая) и их комбинаций».

Несмотря на восстановление секрета, булат по-прежнему остается самым загадочным из всех существующих материалов. Волшебным, если хотите. Ведь свойства его в корне не соответствуют научным взглядам на природу железа. По составу булат — это чугун, но реальный чугун хрупок, а булат сгибается в дугу. Согласно науке, чем больше углерода в стали, тем менее она вязкая, но булат удивительно вязок. Научный «приговор», гласящий, что твердость и вязкость — противоположные свойства инструментальных сталей, булат опровергает начисто. Он исключительно режет, и лишь ножи из легированной стали с микропилообразной режущей кромкой приближаются в этом свойстве к нему. И если их закалить до твердости булата, они становятся хрупкими. А булат вопреки всему — нет. Мистика, как ни крути…

Даже ученые начинают сдаваться: «По всей видимости, для полного открытия тайн булата нам придется отказаться еще от многих формальных подходов» (Борзунов и Щербаков). Булат по-прежнему хранит свои тайны и открывает их лишь тому, кого выбирает сам.

Как зарождалась сталь…

Едва люди научились ковать, сразу возник вопрос, как сделать кузнечное изделие более прочным, острым и гибким. Довольно быстро догадались полосу высокоуглеродистой стали оковывать с двух сторон полосами железа или же низкоуглеродистой стали. Такой «пирог» кузнец расковывал до тех пор, пока центральная полоса его становилась не толще листа бумаги. Получалось следующее — боковые, более мягкие края, по мере пользования стирались, а более крепкая режущая кромка не только сохранялась, но и как бы вылезала наружу. Именно по этому принципу до сих пор изготавливают так называемые самозатачивающиеся ножи.

Индийцы, а вслед за ними также арабы и персы, пошли дальше. Они взяли такой «пирог», сложили его пополам, проковали, затем растянули и перекрутили. Повторили эту процедуру сотни раз и получили слоистую и высокопрочную сталь — ту самую, которую нынче принято называть дамасской. Из нее и получались лучшие клинки. А все потому, что сталь была твердая, но хрупкая, тогда как железо, которое добавляли в «пирог» — мягкое, но вязкое. Клинок, изготовленный из таких слоев, был одновременно и жестким и гибким. К тому же слоистая композитная структура металла позволяла мастеру, не боясь за изделие, закаливать его до более высокой твердости.

Резали дамасские клинки отменно — причем по причине своей слоистости. Проковать «пирог» так, чтобы все сотни слоев получились идеально ровными, невозможно и в процессе ковки они выходили неровными микрозубчиками, что придавало лезвию дополнительные режущие свойства. К тому же был дамаск еще и фантастически красив. Если кузнец протравливал клинок слабым раствором кислоты, на нем начинал выявляться крученый узор слоев, проступающих на поверхности клинка. Что касается булата, то здесь кухня другая. Он тоже является композитом, химически и физически неоднороден, но изготавливали его совсем по другой рецептуре. Булат варился в тиглях, куда мастер закладывал высокоуглеродистую сталь и флюс (мел, известь, доломит или обычный песок). Количество добавляемого угдерода в разных сортах варьировалось от 0,83-0,85 до 3-3,5% и даже до 4. Среднее содержание углерода в самых распространенных типах булата — от 1,25 до 1,6, реже 1,8-2%. Но не надо думать, что в варке и заключается весь секрет булата. Тайна, или, что точнее, тайны булатных сталей кроются не только в их строении, обусловленном технологией выплавки, но и в особенностях кристаллизации, остывания, ковки, обработки, закалки. Причем для каждой разновидности булата у разных мастеров своя технология и свои секреты. Правда, основным почти все мастера считают естественную дендритную кристаллизацию булатного слитка.

Булатный слиток

Булатный слиток

 

Внутри слитка образуется развитая дендритная решетка, пронизывающая весь объем слитка     и выходящая даже на поверхность, что хорошо видно на снимке.

Внутри слитка образуется развитая дендритная решетка, пронизывающая весь объем слитка
и выходящая даже на поверхность, что хорошо видно на снимке.

Управлять этим сложнейшим процессом могут единицы. Как пишет В. Басов, один только характер кристаллизации зависит от целого ряда факторов: шероховатостей стенок тигля или изложницы, температуры металла, его цвета, скорости охлаждения, состава металла, степени его чистоты и многого другого. Малейшая ошибка, допущенная мастером, приведет к тому, что булат превратится в кусок обыкновенного чугуна. А посему булат — это прежде всего технология, а не химический состав металла. Как ее применять — в том и состоит главный секрет настоящего булата.

Андрей Баженов, Дмитрий Власов

,
,
,
,