Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗА НА СТАЛЬ





П.П.Аносов. О булатах

Статья «о булатах» перепечатана из книги «П.П.Аносов. Полное собрание сочинений к 150-ти летию со дня рождения», Москва. 1952г.

http://slavs.org.ua/bulat-i-damask http://new-kuznec.ru/articles/bulat_damask/bulat_anosov/

 

ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Под словом булат каждый россиянин привык понимать металл болeе твердый и острый, нежели обыкновенная сталь.

Наши поэты, и дрeвние и новейшие, неpедко вооружают своих геpоев мечами булатными: в песне o полкy Игореве, сочиненной eщe в ХII веке, между прочим видим, чтo воины Всеволода с булатными мечами поражали половцев; кому неизвестно также поэтическое срaвнение золота с булатом Пушкина.

Все это свидетельствует, что бyлаты и России давно были известны, хoтя искусство приготовления их никогда не существовало и хотя самые признаки, по которым они различаются от стали, не были народными.

Родина булaтов принадлежит востоку, и предки наши, бывшие в частыx сношениях c азиатцами, от ниx приобретали булаты и самые познания o достоинствах их. Но прочиe европейские государства знакомы с булатами едва ли не позже России; пo крайней мeре иcтория железа, образцовое в свое время сочинение шведского металлурга Ринмана, достаточно может убедить, какое отдаленное понятие имела Европа o настоящиx булатах лет за 55 пред сим: Ринман и его последoватели полагают, что узоры, видимые на булатах, происходят от сваривания рaзличнoй твердости стали и железa и что различие узоров зависит от способов сваривания. Бyлат и до сих пор составляет, по моему мнению, неразгаданный метал; не только химический состaв его, но и физические свойства достаточно еще не исследoваны.

Пoиски химиков не могли oбнарyжить в нем существенной разности от стали. Это зависело впрoчем не от нeдостaтка в тщательности разложений; но главнейше от недостатка в самой науке: химия, несмотря на быстрое совершенствование, не достигла еще науки точной, и многое осталось для нее тайною природы. Что неполнота науки может иногда приводить к ложным заключениям, то в отношении к булатам видно некоторым образом из опытов английского химика Фарадея (2), который, разлагая индийский булат, известный под именем вутца, нашел в нем присутствие алюминия и заключил, что сей металл, составляет причину узоров в булате. Впоследствии будет упомянуто о влиянии алюминия на сталь.



Новейшие химики хотя оставили мнение Ринмана, допуская, что узор в азиатском булате есть следствие кристаллования при медленном охлаждении расплавленного металла, но не могли определить зависимости свойств оного от вида и расположения самих кристаллов, несмотря на то, что не отвергают зависимости кристаллования от состава тел. Итак, если разность в кристаллизации есть вообще следствие состава тел при некоторых физических условиях, то почему же и в булате она не есть следствие той же причины? И если сталь при медленном охлаждении не получает узоров настоящего азиатского булата, то не ясно ли это доказывает, что состав булата различен от стали; а если химические разложения не обнаруживают этой разности, то остается только заключить, что они несовершенны.
Попытки металлургов и художников, старавшихся приготовить булат подобный древнему, не имели также положительных успехов: европейских булатов высокого достоинства мне видеть не случалось, и все, что писано было об этом предмете, не заключает в себе удовлетворительных сведений, ибо ни в одном из трактатов о булате нет истинного основания — достижения совершенства в стали. Таким образом, с одной стороны, недостаток химических познаний, с другой — трудность приготовления хорошего булата, оставляют европейцев в недоумении относительно достоинства его.Попытки металлургов и художников, старавшихся приготовить булат подобный древнему, не имели также положительных успехов: европейских булатов высокого достоинства мне видеть не случалось, и все, что писано было об этом предмете, не заключает в себе удовлетворительных сведений, ибо ни в одном из трактатов о булате нет истинного основания — достижения совершенства в стали. Таким образом, с одной стороны, недостаток химических познаний, с другой — трудность приготовления хорошего булата, оставляют европейцев в недоумении относительно достоинства его.

1.Опубликовано в «Горном Журнале», 1841г., ч. I. Книга II. Издано в том же году отдельной книгой.

2. Наряду со многими известными учеными того времени Фарадей также занимался раскрытием «секрета» изготовления восточных булатных клинков. Здесь П. П. Аносов имеет в виду работу Фарадея «On the analysis of wootz or Indian steel» (Quarterly Journal of Science VII. 1819).

Некоторые металлурги, упираясь на химические разложения, не хотят верить в особенное достоинство булатов: один из первоклассных металлургов нашего времени, г. Карстен (1) в сочинении о железе (2), заключает статью о булатах следующими словами: «Какую бы цену ни приписывали булату по узору, она ничего не доказывает в пользу качества металла: напротив того, можно утверждать, что лучшая и наиболее однородная сталь есть именно та, которая наименее способна принять узорчатую поверхность». Но в Азии булаты с незапамятных времен не выходят, так сказать, из моды, и сохраняют постоянную ценность, подобно благородным металлам. Азиатцы, хотя отставшие от нас в просвещении, не могли ошибаться в продолжении многих веков в истинном достоинстве каждой вещи, приобретаемой за дорогую цену. Они охотно платят за лучшие клинки по 100 и более червонцев. Путешественник наш по Японии г. Головнин (3) пишет, что у японцев булатные сабли как священные вещи переходят из рода в род и сохраняются с таким тщанием, что воин более всего заботится о сбережении своего оружия. Итак, если булаты могли сохранить постоянную ценность по настоящее время и в Японии, и в Китае, и в Индии, и в Персии, и в Бухарии, и в Турции, и в нашей Грузии, то невозможно согласиться с мнением г. Карстена.

Титульный лист Книги П. П.Аносова «О Булатах»

Предисловие П. П.Аносова к его книге «О Булатах»

 

1.Карстен, Кард Бернард (1782-1853). Немецкий металлург. Занимался исследованиями химического состава железа и стали. Его сочинение «Eisenhuttenkunde» (1841) представляет попытку научного толкования металлургического производства.

2.Manuel de la Metallurge du fer. Traduit par F.J.Culman. Metz. 1831. (Примечание автора)

3.Головин В. М. (1776-1831) — известный русский мореплаватель и путешественник. Во время гидрографических работ на шлюпе «Диана» в северной части Тихого океана был взят японцами вместе с командой шлюпа в плен. Свое пребывание в плену описал в «Записках флота капитана Головина о приключениях его в плену у японцев в 1811, 1812 и 1813 гг. с приложением замечаний его о японском государстве и народе» СПб., 1816.

 

Эти соображения лет за 12 пред сим заставили меня верить более мнению о булатах, переданному нам древними, нежели точности химических разложений. Собрав несколько образцов, я старался определить относительное их достоинство различными испытаниями, посредством которых я скоро мог заметить, что при некоторых видоизменениях узоров, булат очевидно тверже, но не хрупче стали, следовательно, лучше ее. С тех пор я принял намерение опытами доискиваться тайны приготовления булатов. Сначала труд этот казался мне маловажным, но чем более я знакомился с достоинством образцов, тем более убеждался, что первые успехи мои ничтожны и что переход от едва приметного узора до такой крупности, какая замечается на драгоценных клинках, составляет океан, который надлежало переплывать многие годы, не приставая к берегу и подвергаясь различным случайностям.

Если мои опыты и увенчались успехом, то этот успех принадлежит не мне, а правительству: оно, дав направление моей службе, наделило и средствами к исследованиям. Этого мало, оно готовило меня к успеху другими пособиями: награды при малейших успехах по службе и милостивое ободрение при неудачах постоянно поддерживали пламенное усердие к достижению предположенной цели.

Россия, богатая железными рудами различного свойства, не бедна искусными руками: ей недоставало только совершенства в общеупотребительном материале — в стали, а это есть булат.

 

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О БУЛАТАХ

Булатами называется всякая сталь, имеющая узорчатую поверхность; на некоторых булатах узор виден непосредственно после полировки, а на других не прежде, как поверхность ее подвергнется действию какой-либо слабой кислоты. Сок растений или уксус, приготовляемый из пива, может заменить кислоту. Обнаруживание узоров называется вытравкою.

Узоры на стали могут быть весьма различны; но не всякая сталь с узорами должна быть названа булатом. На обыкновенной стали рисовкою и травлением наводят иногда узоры, подобные булатным; но как бы тщательно они сделаны ни были, опытный глаз не затруднится распознать искусство, не зависящее от свойства стали. Такие булаты называются ложными.

Другой род булатов имеет хотя искусственные узоры, но заключающиеся в самом металле, так что сколько бы раз ни повторять полировки и вытравки, они снова появляются. Эти булаты известны под именем искусственных или сварочных. Они получаются чрез многократную сварку как различного рода стали между собою, так и с железом. Достоинство сих булатов может быть различно и зависит частью от качества первых материалов, частью от искусства мастеров. Сварочные булаты, отличающиеся внутренним достоинством, приготовляются преимущественно в Азии, например, в Индии, Турции и Грузии, и в особенности теми из мастеров, которые знакомы с обработкой настоящих булатов; но европейские сварочные булаты не приобрели особенной известности, ибо внимание европейских мастеров обращено более на образование узоров, нежели на улучшение качества металла; оттого сварочные булаты, например, солингенские и клингельтальские, хотя имеют узоры, но лишены других признаков, определяющих достоинство булата. Впрочем как бы совершенны ни были сварочные булаты, они не могут равняться с хорошими настоящими; ибо будучи сплавлены, теряют узоры.

Настоящий булат отличается от сварочного неподражаемым для искусства расположением узоров, происходящим от состава металла, и тем еще, что при переплавке не теряет узоров, но претерпевает большее или меньшее изменение в расположении их, смотря по тому, как предпринята была переплавка и какое влияние имела она на изменение в составе металла. Сколько мне из собранных сведений и образцов известно, в Азии разделяют булаты на многие роды. Это разделение основано или на местности, где их приготовляли и приготовляют, или на различии способов приготовления, или на свойствах самого металла. Известнейшие из них суть: табан, кара-табан, хорасан, кара-хорасан (от провинции в Персии, называемой Хорасан), гынды, кум-гынды, нейрис и шам (слово шам, по уверению капитана английской службы Эбота, есть простонародное название Сирин, почему шам означает собственно сирийский булат) (1). Индийский вутц также принадлежит к булатам. Достоинство булатов познают азиатцы по узору, по цвету грунта или промежутков между узорами и по отливу поверхности при косвенном направлении лучей света. Азиатцы полагают: чем крупнее, явственнее узор, тем выше достоинство металла. Узор почитается крупным, когда достигает толщины нотных знаков, средним, когда не толще обыкновенного письма, и мелким, когда можно заметить его невооруженным глазом.

Грунт в булатах бывает или серый, или бурый, или черный. Чем он темнее, тем выше достоинство булата. Иные булаты не имеют отлива, другие отливают красноватым, а иные золотистым цветом. Чем явственнее отлив и чем более он приближается к золотистому, тем выше достоинство металла. Достоинство булатов может быть познаваемо также по звону: чем он чище и продолжительнее, тем выше достоинство металла; но как признак сей находится в зависимости от формы и отделки изделий, то не признается верным. Лучшими булатами почитается табан, кара-табан, кара-хорасан, а худшим шам, который заключает в себе преимущественно продольные узоры. Грузинские мастера уверяют, что искусство приготовлять табан потеряно в самой Азии около 600 лет и что прочие два рода весьма редки в настоящее время (2).

Слова грузинских мастеров подтверждаются историческими сведениями о дамасских клинках, сообщенными английским ученым Вилькинсоном (3). Он говорит (в статье о причинах образования узоров на булатах, помещенной в журнале королевского азиатского общества 1837 года): город Дамаск прославился во всем-свете мануфактурами сабельных клинков, но Тимир-Ланг, покорив Сирию в начале XIV века, увлек в Персию всех мастеров и с того времени выделка оружия в Дамаске пришла в упадок, а потомки тех мастеров, рассеявшись по востоку, потеряли искусство.

Вышеописанные признаки, как мною дознано многими сравнительными опытами, вернее определяют достоинство металла, нежели все средства, употребляемые европейскими мастерами: последние дают токмо приблизительное понятие о достоинстве стали и притом большей частью в то время, когда она находится в работе, а не в виде готового изделия, о котором остается судить по пробе, соответственной употреблению. Таким образом, при покупке готового изделия, все ручательство в достоинстве ограничивается клеймом фабриканта. Но опытный в выборе булатных изделий азиатец не ошибется в достоинстве без пробы, и, увидев кого-либо усиливающегося распознать достоинство вещи, например, сабли, кинжала, ножа, рубкой по железу или слесарской пилой, наверное улыбнется, ибо твердость может быть условна и зависеть от степени закалки. Если булат надлежащим образом вытравлен, то пробы излишни; без них видно: вязок или хрупок, тверд или мягок, упруг или слаб, остр или туп металл.

1.По городу Дамаску в Сирии он называется иногда дамасковым. (Примечание автора)


2.Образцами древних булатов я имел случай пользоваться от Оренбургского военного г. губернатора, генерала-адъютанта, Василия Алексеевича Пировского, обладающего богатым собранием азиатского оружия, который, по любви к наукам и искусствам, принимал особое участие в моих изысканиях и способствовал к приобретению сведений о булатах. Впоследствии я видел многие собрания в С.Петербурге, доказывающие, как высоко ценится в России работа древних азиатцев. Достопримечательнейшие и богатейшие из них находятся в Царкосельском арсенале, принадлежащем государю императору, весьма замечательны по выбору образцов и по их достоинству, собрания его императорского высочества цесаревича великого князя Александра Николаевича и его высочества великого князя Михаила Павловича. Из частных собраний замечательнейшие находятся у князя Петра Дмитриевича Салтыкова и начальника штаба Корпуса горных инженеров Константина Владимировича Чевкина*.


*Чевкин К. В. (1802-1875) — русский государственный и военный деятель. Начальник штаба Корпуса горных инженеров с 1834 по 1853 г.


3.Вилькинсон Генри — английский металлург, современник П.П.Аносова. Здесь имеется в виду работа Вилькинсона «On the cause of the external pattern or watering of the Damascus swordblades». — «Asiatic Society Journal», 1837, IV, р. 187-199.

 

3.ОБ УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУЛАТОВ


Первые опыты предприняты были в малом виде. Впрочем все принадлежности устроены на тех же началах, на которых впоследствии основано устройство для дела литой стали в большом виде, описанное в сочинении моем, помещенном в № 1 «Горного журнала» за 1837 год (1). Вся разность заключалась в размерах внутренности печи. Для тиглей, вмещающих от 5 до 10 фунтов железа в кусках, печь в виде цилиндра имела в вышину до 10 вершков, а в поперечнике до 9 вершков. Впоследствии, когда приобретен был некоторый успех, булаты приготовлялись в печах и тиглях, употребляемых для литой стали. Почему я почитаю излишним повторять здесь в подробности об устройстве печей, о приготовлении тиглей и о предварительной прогревке их.

 

4. О ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ ОПЫТАХ


В 1828 году, когда сделались известными результаты исследований г. Фарадея и когда обретена была платина на Урале в огромном количестве, его сиятельство министр финансов, граф Егор Францович Канкрин, поручил горному начальству повторить опыты г. Фарадея. Исполнение того поручения возложено было на меня.


Поводом к сплавлению литой стали с платиною послужило г. Фарадею следующее обстоятельство: доктор Скотт, находившийся в Бомбее, доставил в английское королевское общество несколько образцов индийского булата, или вутца, употребляемого индийцами предпочтительно пред сталью на ружейные плашки, на резцы для обточки железа, на ножницы, пилы и вообще на изделия, требующие особенной твердости. Фарадей при химическом разложении заметил в вутце присутствие алюминия и полагал, что узоры, обнаруживающиеся на нем от действий разведенной серной кислоты, происходят от сего металла. Чтоб подтвердить это предположение, он приготовил смесь, состоящую из железа и алюминия, и через сплавление ее с английской литой сталью получил металл, похожий на вутц, который он и назвал искусственным вутцем, не упоминая впрочем о его свойствах. Потом г. Фарадей, сплавляя сталь, кроме алюминия, с серебром, родием и платиною, заметил, что все сии сплавы были тверже обыкновенной литой стали, что они имели превосходные свойства и в особенности сплавок с платиною.


Не имев до того времени случая видеть производства литой стали, ни переплавлять ее, легко представить, сколько предстояло мне затруднений, чтобы хотя в некоторой мере исполнять лестное поручение начальства. Надлежало устроить печь, приготовить огнеупорные тигли, избрать способ приготовления литой стали: ибо сплавление английской стали с платиною не могло принести существенной пользы.


Все руководства об этих предметах, бывшие известными мне в то время, оказывались или недостаточными по краткости, или несообразными с местностями. Оставалось прокладывать новый путь. Таким образом протекло более года, пока я в состоянии был представить на благоусмотрение начальства первые образцы платинистой литой стали. Она получена следующим образом (опыт 10-й). В тигель, предварительно прогретый, положено 4 1/3 фунта рафинированной стали, 1 фунт мягкого железа, 5 золотников платины и сверху? фунта флюса, составленного из ¼ фунта кирпичной глины и ¼ фунта толченого стекла. Плавка продолжалась 1 час 20 минут при ровном умеренном дутье. Полученная сталь вылита в форму и прокована при умеренном нагревании; по испытании она оказалась весьма твердою и годною на тонкие инструменты.
Из сравнения свойств чистой литой стали с платинистою, одинаковым образом полученных (опыты 15-й и 19-й), оказалось, что первая при большей твердости столь же удобно куется, что по вытравке слабой серной кислотой она обнаруживает узоры, различные в цвете и расположении от замечаемых на литой стали, с землистыми флюсами получаемой. Когда я увеличил количество платины до 2-х золотников на фунт стали (опыт 15-й), то узоры сделались еще явственнее, но расположение их было очевидно различно от булатных.

 

1.Имеется в виду соч. «О приготовлении литой стали»


Сии опыты привели меня к заключению, что если в платинистой стали узоры увеличиваются от прибавления платины, то и в литой стали проявление их зависит от присоединения какого-либо металла, или по замечанию г. Фарадея от алюминия, так как флюсом служила глина, смешанная со стеклом. Для определения влияния других земель на сталь я изменял флюсы и вместо глины употреблял кварцевый песок из пережженного горнового камня и известь. Я скоро мог убедиться, что с переменой флюсов и узоры изменяются как в виде, так и в цвете. Дальнейшие исследования показали (от 20 до 35), что от присоединения алюминия узоры бывают желтоваты и малоблестящи. От силиция и магния они светлее и приближаются к цвету цинка, а от кальция к серебру. Чем слоеватее сталь в изломе и чем удобнее пленится при ковке, тем явственнее узоры, и, следственно, тем богаче сталь сими металлами. По сравнению с платинистою сталью, в которой количество платины было мне известно, я мог приблизительно определять и количество других металлов. В последнем случае оно могло простираться до 2-х процентов в 100 частях, а при одном проценте сталь удобно может быть прокована, когда она притом не очень тверда. Все эти опыты убедили меня, что присутствие металлических оснований земель имеет вредное влияние на сталь, в каком бы малом количестве они ни находились в ней; притом как узоры от сих металлов весьма различны от булатных, то и следовало искать другой причины для произведения их. С этой целью я желал определить влияние на сталь некоторых металлов, сопровождающих железные руды, ибо вообще предмет, заключающий в себе отношение железа к другим металлам, казался мне недостаточно исследованным Ринманом, Гассенфрацом, Карстеном и другими металлургами, по крайней мере в отношении к предположенной мною цели.

 

5. ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА СТАЛИ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ


Ряд опытов, произведенных мною с целью определить влияние на сталь марганца, хрома, титана, серебра, золота и платины, привел меня к следующим результатам:
а. Примесь марганца к стали (опыты 36-й и 41-й) в малом количестве до 1/200 не производит в ней видимой перемены, которую тем труднее заметить, что сталь при одних и тех же условиях плавки бывает несколько различна и в качестве и в твердости. Но если в ней заключаться будет до 1/100 марганца, тогда она становится тверже, хрупче или вообще грубою. Зубила для насечки пил как одно из удобнейших средств для испытания стали скоро начинают выкрашиваться, на поверхности полированной и вытравленной стали появляются в первом случае едва приметные, а во втором — мелкие узоры, а грунт становится вместо серого бурым. С увеличением количества марганца до 1/50 сталь делается столь ломкою, что при ударах колется по длине, соответственно направлению слоев, ее составляющих. Эти слои имеют цвет, не свойственный стали, а подобный цинку. Последнего рода сталь по вытравке обнаруживает узоры, хотя мелкие, но явственные. Они, будучи сравниваемы с булатными, бывающими иногда столь же мелкими, оказываются от них весьма различными и по виду и по расположению. Все эти результаты достаточно, кажется, убеждают, что присутствие марганца в стали составляет более вредную нежели полезную примесь. Правило это не опровергает впрочем мнения, принятого металлургами, что для получения хорошей стали необходимы марганецсодержащие железные руды, которые получили с давнего временя название стальных руд. Но, по моему мнению, марганец полезен в железных рудах не присоединением к чугуну или стали, но другим путем, о котором я упомяну впоследствии.
б. С хромом и титаном предприняты были точно такие же опыты, как и с марганцем, прибавляя в первом случае к флюсу хромистое, а во втором — титанистое железо. Результаты сих опытов оказались во многом сходными: то же увеличение хрупкости с умножением примеси сих металлов, те же явления относительно проявления узоров, а главная разность в том, что хром и особенно титан при одинаковом количестве меньше вредят стали нежели марганец, и что сталь с хромом принимает высшую полировку. Что принадлежит до узоров, то они, различаясь от марганца, различны и между собою, но узоры от хрома красивее нежели от марганца и по расположению своему более других приближаются к булатным, что вероятно и послужило поводом французскому химику Бертье (Berthier) почитать хромистую сталь за булат. Грунт от хрома темный, а от титана фиолетовый, по которому присутствие титана легко узнавать можно (опыты 42-49). Вообще опыты показывают, что и марганец, и хром, и титан менее вредят стали, нежели кальций, силиций, магний и алюминий. Сии последние, находясь в стали в количестве, простирающемся до 1/50 части, наверное составят нековкий металл, но если в нем не будет вовсе заключаться углерода, тогда он будет составлять особый сплавок железа более или менее ковкий. В одном из подобных сплавков железа с силицием г. Берцелиус (1) нашел до 19 процентов сего металла, и, несмотря на столь значительное содержание, железо удобно ковалось и по наружному виду не отличалось от обыкновенного.
в. Сплавки стали с серебром (опыты 49-50), которого они содержали от 1/367 До 1/90, отличались от обыкновенной в особенности удобною ковкостью при значительной твердости. Сталь эта в изломе белее обыкновенной, но, будучи выполирована и вытравлена, не имеет однообразных узоров, несмотря на увеличение серебра, а токмо местами обнаруживает белые неправильные полоски, доказывающие некоторым образом, что серебро неохотно вступает в химическое соединение со сталью. Г. Фарадей замечает, что серебристая сталь менее подвержена ржавчине; мои наблюдения подтверждают также это замечание. При изделиях некоторого рода, как, например, при деле частей, принадлежащих к часам, одно это свойство может быть столь важно, что вознаградит издержки за серебро. Но сплавки с прочими металлами, о которых было упомянуто выше, скорее ржавеют, нежели чистая сталь.


г. Отношение золота к стали (опыт 51-й) не показало особенных свойств кроме того, что золотистая сталь оказалась мягче обыкновенной и в ковке и в закалке. Но замечательно, что от прибавления золота в количестве до 1/200 не обнаружилось никаких видимых знаков на поверхности вытравленной стали кроме ровного желтоватого отлива. Влияние золота на сталь при большем его количестве осталось неисследованным.


д. Хотя о влиянии платины были уже произведены опыты, но я счел не излишним повторить их при измененном флюсе и при улучшении самой стали, В самом деле новый опыт (52) показал, что платинистая сталь имела уже другие узоры, различные от полученной без примеси железной окалины; они были мелкие, и хотя не везде однообразные, но сохранившие цвет платины. Эта сталь принимала весьма хорошую полировку, была тверда и остра в бритвах, только некоторые из них получали трещины при калке.

 

ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХА НА СТАЛЬ


Из первоначальных опытов (опыт 3) видно, что пока я не вымазал нагретой формы салом, выливаемая в нее сталь не ковалась. Это доказывает, что доступ воздуха изменяет свойства расплавленной стали и сближает ее с чугуном: сало, дымясь в нагретой форме, образует отчасти углекислоту, которая, наполняя форму, вытесняет воздух. Хотя это средство оказалось полезным, но нельзя утверждать, что сталь при выплавке не подвергалась совершенно влиянию воздуха; почему мною предпринимаемы были многие опыты к улучшению выливки стали, но ни один из них не мог быть введен в большом виде. Таким образом, устройство шестка, герметически запираемого во время выливки, и снабжение тигля дырою на дне с железным гвоздем не имело успеха, ибо, хотя возможно было сделать устройство для вынутия гвоздя, но тигель во дне часто повреждается и металл прежде времени вытекает. Другой опыт, едва не стоивший мне жизни, также не имел успеха. Он состоял в следующем: первоначально приготовили железную форму с воронкою несколько большей в окружности, нежели окружность тигля. Форма и воронка набиты были глиной с песком, не получающей трещин при просушке; в ней отформована пустота для выливки стали. Форма эта просушивалась несколько дней в теплом месте, и оказалась не получившей трещин; также просушена была часть просеянной глины для насыпки на края тигля при выливке металла.
Когда сталь была готова, то вынутый из печи тигель поставили на теплую золу, на края его посыпали кругом сухой глины, а на нее поставили форму, обращенную воронкой вниз, которая имела впадину в глине, соразмерную тиглю. Потом и тигель и форма были захвачены особыми клещами, и мгновенно опрокинуты, так что тигель был уже над формою. В это мгновение слышен был удар, и я с рабочими очутился под дождем расплавленного металла: весь металл вылетел из формы и мелкими каплями разбрызгался над нами. К счастью, холодное время зимы не позволяло быть без теплой одежды и перчаток, я имел еще время сдернуть одну из них с руки, на которой капля стали успела оставить следы действия своего навсегда. Предстоявшая беда приписана была недостаточной сухости формы. Я повторил опыт с пожженною формой и хотя успел вылить сталь, но при ковке она на поверхности получала трещины и плены, происшедшие, вероятно, от прикосновения стали к глине и песку. Сей опыт почитаю я достойным замечания в особенности потому, что на стали сохранились узоры более явственные, нежели на вылитой обыкновенным способом; что они были подобны булатным и что имели даже тот вид и расположение, какое бывает на стали, не вылитой в форму и приготовленной с помощью флюса и окалины (1). Сталь при опыте получена была тоже с помощью флюса и окалины.

 

9. О ПЕРВЫХ ОПЫТАХ ПОЛУЧЕНИЯ БУЛАТОВ


Не оставляя намерения получить булат, подобный азиатскому, я продолжал опыты. Прежде всего, я обратился к кристаллованию стали, приготовляемой без флюса и окалины (74-78);.не выливая ее в форму, я дал время остынуть в печи вместе с тиглем; но, встретив затруднение в проковке больших пудовых сплавок, я должен был уменьшить тигли. При сплавках весом в 20 фунтов, я встречал те же затруднения в проковке, особенно, когда сталь была средней твердости; одна, только самая мягкая, сталь могла проковаться в полосы. Результаты сих опытов заключаются в следующем:
а. Хотя сталь, медленно охлажденная в тигле, и имеет наклонность к кристаллованию и образованию узоров, но узоры ее столь мелки, что без помощи микроскопа с трудом распознаваемы быть могут, и то не всегда. Но в стали, получаемой без крыши с помощью флюса и окалины, узоры явственнее, хотя она представляет те же затруднения в проковке.
б. Не бывший в ковке сплавок богаче узорами на дне, нежели вверху. Но как всякая литая сталь, взятая от нижнего конца, бывает лучше верхнего, разумея положение её в форме, то из этого следует, что узор может служить признаком доброты стали.


с. В прокованных сплавках узоры обнаруживались или токмо местами или совсем исчезали. Из этого следует, что неровность узоров и самое уничтожение их зависит от ковки, а впоследствии увидим, что преимущественно от излишнего нагрева стали при ковке. Подобные следствия бывают и с настоящими булатами, требующими весьма осторожной обработки; между тем, узоры, происходящие от посторонних металлов, не уничтожаются ни от выливки стали в форму, ни от ковки. Итак, узоры в стали, медленно охлажденной, различны от узоров, происходящих от металлов, но сходны с узорами в булатах; одна только разность в величине их чрезвычайна. Все вышеупомянутые результаты привели меня к заключению, что булат есть не смесь стали с каким-либо металлом, но смешение железа с углеродом, подобное стали, и что причины образования крупных узоров надлежит ближе всего искать в способе соединения железа с углеродом. Но сведения наши о приготовлении булатов в Азии столь ограничены, что в них нельзя найти руководства. Вот существенные из них:

1.Из этих данных следует заключить, что уничтожение узора в стали зависит более от доступа воздуха, нежели от скорости охлаждения (Примечание автора).


а) по свидетельству шведского путешественника Шведенборга (1), японцы приготовляют сталь из железа, лежавшего долгое время в воде, а Тунберг (2) подтверждает, что японские сабли превосходны и что ими можно перерубать весьма легко гвозди без повреждения лезвия;
б) Тавернье (3) в путешествии по Персии упоминает, что булатная сталь получается из Голконда в виде малых хлебов, рассеченных пополам. Этот вид показывает, что голкондский булат есть сплавок, подобный полученному мною (опыт 78). Мугамет Али описал приготовление персидской булатной стали следующим образом: железо употребляют доставляемое из гор, но не известно, каким способом оно приготовляется: это железо сплавляют в печи. Она имеет по 4 фута в длину и ширину и от 6 до 7 футов в вышину, стены не толще 8 и 9 дюймов. В 16 дюймах от почвы делают из обтесанных камней горн, у дна которого находится отверстие для отливки расплавленного металла; уголь употребляется самый твердый и тяжелый, отличный от получаемого из дуба. Дутье в печь производится ручным мехом. Печь действует без остановок, и по мере накопления металла он отливается в формы. Эти сведения показывают, что способы получения булатов не одинаковы в самой Азии: ибо, очевидно, одни из них составляют медленно охлажденные сплавки, а другие металл, подобный литой стали. К числу первых принадлежит и способ приготовления Вутца, описанный Вилькинсоном (4).

 

О ПРИГОТОВЛЕНИИ БУЛАТОВ


Из описания всех опытов, предпринятых мною к отысканию тайны приготовления булатов, видно, что к достижению сей цели мною открыты четыре пути: сплавление железных руд с графитом, или восстановление и соединение железа с углеродом; сплавление железа при доступе углей, или соединение его предварительно с углеродом и восстановление его посредством закиси железа или помощью продолжительного отжигания без доступа воздуха; и, наконец, сплавление железа непосредственно с графитом, или соединение, его прямо с углеродом.


Первый, способ требует чистейших железных руд, не содержащих кроме закиси железа никаких посторонних примесей, в особенности серы. Но подобные руды встречаются чрезвычайно редко, притом и потеря в графите весьма значительна, а успех в насыщении железа углеродом не всегда в зависимости от искусства. Сверх того, руды, по малой относительной тяжести, занимают более объема, нежели железо, и, заключая в себе металла около половины своего веса, уменьшают количество продукта при одной вместимости с железом до ¼ и даже до ⅛ при одних и тех же прочих расходах. Из этого видно, сколь сей способ дорогостоящ. Таким образом, трудность отыскать в совершенстве первые материалы, случайность соединения железа с углеродом в надлежащей пропорции и дороговизна соделывают сей способ не доступным для введения в большом виде. Но он знакомит и с способом древних и с причиной драгоценности совершенных азиатских булатов, ибо древние скорее могли попасть на способ простой, нежели сложный. Употребление тиглей столь же древне, как и известность золота: ничего не могло быть ближе для древних алхимиков, как испытание плавкой всех тел, похожих по наружному виду на металлы, и в этом случае для них ближе было испытывать графит, нежели для нас, привыкнувших думать, что он не плавится и может быть полезен токмо в тиглях и карандашах.
Второй способ не мог быть введен в употребление по затруднительной ковке при значительном содержании углерода, что происходит, по моему мнению, от недостаточной чистоты кричного железа и от затруднения очистить оное совершенно помощью железной закиси. Железо может быть улучшено способом, употребляемым в Японии и вообще в Азии,- продолжительным сохранением в воде или земле, а очищение угля едва ли будет столь совершенно, как в графите.
Третий способ введен уже в употребление, но как литая сталь для сохранения ковкости не может заключать много углерода, то она и составит особый разряд литых булатов, годных на выделку дешевых изделий: ибо пуд литого булата обходится около 10 рублей.
Четвертый способ, как почитаемый мною удобнейшим и соответственнейшим при наименьших расходах, к получению настоящих булатов, составит предмет сей главы.
Приготовление булатов составляют следующие главнейшие работы: плавка, проковка, отковка изделий, закалка их, точка, полировка и вытравка.


Плавка









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2020 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.