|
О ВЛИЯНИИ НА ЖЕЛЕЗО РАЗЛИЧНЫХ ТЕЛ, СОДЕРЖАЩИХ УГЛЕРОД
а. Растений
Хотя определение влияния различного рода растений на железо было предпринимаемо многими металлургами, в особенности Ринманом и Реомюром, но результаты их опытов не могли иметь прямого отношения к литой стали, ибо они относились собственно до цементования железа; это побудило меня обратить внимание на растения вообще. Клен как твердейшее из всех произрастающих здесь дерев предпочтительно пред прочими подвергнут был испытаниям. Потом от самого твердого я обратился к самым мягким растениям, каковы, например, цветы, дабы тем удобнее заметить разность влияния растении на сталь, судя по различной твердости.
Опыты (от 79 до 93) производились с прибавлением 1/100 до 1/20 кленового дерева. При 1/100 части сталь бывает весьма мягка без признаков узоров; при 1/50 твердость ее увеличивается, но узоры то бывают слабы, то обнаруживаются явственно и в последнем случае сходны с булатом; при 1\25 она с трудом куется, а узоры проявляются также непостоянно. При 1/20 части клена, когда расплавление и соединение с углеродом достигнуты совершенно, сталь перестает быть ковкою, но узоры как бы произвольно изменяются в величине. В продолжение опытов с кленом замечено только, что при некоторых из них образовалась часть шлака, и в особенности при тех, которые давали сталь с узорам, более явственным. Из этого следовало заключить, что переход земель и щелочей, заключающихся в дереве, в шлак, а не присоединение к железу, способствует к образованию собственно булатных узоров, которые на иных образцах были столь явственны, что составляли булат, подобный хорасану, хотя невысокого качества. Прибавление к навивному железу (опыты 94-100) березового дерева имело следствия, подобные клену. Цветы (содержащие, кроме углерода, и азот) давали сталь также с узорами (94) и притом более светлыми, нежели сухое дерево; мука ржаная, сажа голландская хотя производят узоры, но не столь светлые, как цветы.
1.Шведенберг (правильно Сведенборг) Эмануил (1688-1772) — шведский натуралист и теософ, путешествующий по Англии, Голландии, Франции, Германии.
2.Тунберг Карл (1743-1828) — известный шведский естествоиспытатель, врач и путешественник по Африке и Азии.
3.Тавернье, Жан Батист (1605-1689) — французский купец, ювелир, совершил шесть путешествий по Востоку (1630-1669), которые описаны в книге «Les six voyages de J.B. Tavernier en Turquie, en Perse et aux Indes» vol. 1-3 Paris, 1676-1679
4.Приобретением этой лестной статьи я обязан г. начальнику штаба Корпуса горных инженеров (Примечание автора).
Бакоутовое дерево имело влияние, подобное муке: из сих опытов видно, что успех в получении булатов не зависит ни от степени твердости растений, ни от количества их, но более от образа соединения углерода с железом, и от наименьшей примеси посторонних тел. Итак, понятие Бреана о причинах появления узоров в стали, основанное на одном излишестве углерода и кристаллизации стали, не может быть признано достаточным. Это подтверждается и тем еще, что явственные узоры могут быть на булате и в таком случае, когда он столь мягок, что по закалке не приобретает приметно большей твердости и хрупкости, а остается мягким подобно железу.
б. Животных тел
Опыты прибавления животных тел к железу (101-104), как, например, рога, слоновой кости, показали, что хотя с помощью их можно получить сталь с узорами, но они никак не могут равняться с узорами настоящих булатов. При сих опытах замечено, однако же, что сырой рог лучше пожженного для проявления узоров.
с. Углерод чугуна
Далее полагал я полезным испытать сплавление чугуна с железом без доступа воздуха, смешивая их в такой пропорции, чтобы составить сталь; ибо известно, что чугун содержит в себе углерода от 3/100 до 5/100, а мягкая сталь до 1/100. Опыты (от 105-107) показали, что 16 частей железа и 4 — чугуна дают сталь, которая куется удобно, но холодноломка и приготовленные из нее зубила нестойки, но что при плавке более продолжительной связь в частях несколько увеличивается. Как опыты сии не показали значительного улучшения собственно в стали, то и не были продолжаемы без выливки.
d. Влияние ископаемых тел, углерод содержащих
Не видев возможности достигнуть удовлетворительного успеха ни помощью углерода растений, ни помощью углерода животных, мне оставалось ожидать оного в царстве ископаемых. Алмаз и графит казались мне ближайшими телами к достижению цели. Алмаз как чистейший углерод, графит как соединение того же углерода с основаниями земель. Но драгоценность первого лишала возможности предпринять подобные опыты, особенно при неуверенности в успехе; я остановился на графите. Для первых опытов я мог иметь графит посредственного качества; в нем видны были местами прослойки и зерна серного колчедана. Выбрав до 2-х фунтов, по видимому, чистого графита, я предварительно истолок его, в предположении употребить подобно флюсу.
Первые опыты, (от 108 до 111) производимы были в малых тиглях, вмещавших до 5 фунтов железа, без крыши. На железо насыпаемо было до 0,5 фунта графита. Плавка шла медленнее прежнего на довольно сильном духу, ибо продолжалась 2 и более часа. При разбитии медленно охлажденных в печи тиглей корольки или сплавки казались как бы несовершенно расплавленными; ибо куски железа в некоторых местах сохраняли первоначальную форму; но это происходило от просыпавшегося в тигель графита, который, пристав к стенам тигля, не мог впоследствии подниматься наверх. Уже первый опыт увенчался большим успехом, нежели все предшествовавшие. По проковке сплавка в полосу на нижнем конце ее обнаружились узоры настоящего булата, а по мере приближения к верху они становились реже и неправильнее. Из нижнего конца этой полосы приготовлен первый булатный клинок, называемый хорасаном, которого узоры к концу становились хуже.
Результаты повторенных несколько раз опытов с тем же графитом оказывались сходными. Вся разность заключалась в незначительном изменении грунта и формы узоров, большею частью средней величины. Но этот успех был непродолжителен. С переменою графита или металл не плавился, или не ковался, или, наконец, терялись в нем узоры (опыты 112-129). Одним словом, отыскание потерянного продолжалось два года. Из многих сделанных в это время опытов я мог извлечь только ту пользу, что они открыли другие пути к получению булатов. Таким образом, смешивая железную руду с графитом (от 130 до 138), можно получить непосредственно из руд ковкий булат. Эти опыты заключают в себе открытие в металлургии железа, открытие, важное по многим отношениям: во-первых, потому, что до сих пор из руд в тигле никто еще не получал ковкого металла, в полном смысле этого слова; во-вторых, потому, что сим способом можно получать превосходный булат, если первые материалы будут высокого качества; в-третьих, потому, что оно ведет к предположению, что древний и потерянный более 600 лет способ приготовления булата, известного под названием табан, едва ли не состоял в сплавлении графита с железною рудою; и, наконец, оно ведет к новым открытиям, которые могут послужить и к сбережению горючего материала в доменных печах, и к улучшению качества самого чугуна в тех заводах, где графит находится близко; ибо, если он может восстановлять железо, то он без сомнения заменит и часть угля, потребного для сей цели, а соединяясь с железом, улучшит чугун и приблизит его к состоянию более ковкому или увеличит в нем вязкость, что в особенности может принесть пользу при отливке орудий. Но как в Златоустовском округе и вообще на Урале не открыто еще благонадежных месторождений графита, то я остановил дальнейшие опыты над сплавливанием железных руд с графитом, особенно потому, что прежде избранный мною способ сопряжен с меньшими расходами. По приискании графита, годного для приготовления булатов, я снова достиг потерянного успеха.
Первый графит, годный на булаты, оказался в обломках от пассауских тиглей (опыты от 139 до 140); для сплавления его с железом необходимо прибавлять на 1 фунт до ¼ фунта кварца, пережженного горнового камня. Плавка производилась в больших тиглях: в один раз полагалось по 12 фунтов железа и до 1 ¼ фунта графита. Плавка под крышею продолжалась от 4 до 5 часов, следовательно, долее обыкновенной стали. При сих опытах булат получаем был преимущественно продольный, или шам, а иногда и хорасан невысокий.
В это время обращали на себя общее внимание опыты директора Парижского монетного двора г. Бреана. Г. начальник штаба корпуса горных инженеров, Константин Владимирович Чевкин, во время обзора заводов, удостоив особенного внимания образцы булатов, приготовленных мною в продолжение опытов, поручил повторить и опыты Бреана. Повторение их заключалось в сплавлении навивного железа с 1/100 и 2/100 голландской сажи, с 1/100 сажи и 1/100 графита, в сплавлении мягкого чугуна с сырым, по равной части (142-145). Плавка производилась под крышею; корольки, или сплавки, получаемые при опытах, ковались хорошо, кроме последнего смешения. Узоры на нижних концах полос были подобны опытам с растительными телами, но далеки от настоящего булата. Эти опыты убедили меня, что Бреан не близок еще к цели, особенно потому, что и самые понятия его о булатах, как я имел случай заметить выше, не вполне объясняют явления, встреченные мною при опытах.
За сими опытами следовали другие, клонившиеся к сплавлению графита без обожженного кварца, так как в этом флюсе я подозревал влияние силиция на булат. Избежать кварца я считал возможным и потому что железные руды могут служить флюсом для расплавления графита и для получения самого булата. Но опыты (146-148) показали, что прибавление обожженной железной руды, или окисла железа, лишает булат узоров; между тем, как тот же графит с кварцем (149) обращал железо в булат. Знав влияние на сталь закиси железа из прежних опытов, мне нетрудно было заметить, что влияние окисла различно от влияния закиси, и это обратило меня к новым опытам (150-151). Я сплавил 10 фунтов навивного железа в тигле без крыши до совершенной жидкости, следовательно, соединил его с таким количеством углерода, какое находится, в чугуне. Сплавок этот, как и предполагать было должно, не сковался и узоров не обнаружил; он составлял очищенный чугун. Для проявления узоров он переплавлен с прибавлением ½ фунта окалины без доступа воздуха; по сплавке королек покрыт был ноздреватым зеленым шлаком и имел некоторую степень ковкости; но только нижняя часть его могла проковаться, и то не чисто. По вытравке на пластинке оказались крупные узоры кара-хорасана. Другой опыт (152-153) повторен был с обыкновенным железом; он сопровождался подобным же результатом. Полученный в небольшой пластинке булат, хотя также был кара-хорасан, но имел грунт серый и грубый. Эти опыты показали: 1) что булат может быть получен без графита из всякого железа, прибавляя при переплавке его окалину, и оставляя в тигле до охлаждения; 2) что навивное железо лучше, обыкновенного, ибо грунт булата выше, и 3) что проковка сих булатов тем затруднительнее, чем более заключается углерода в стали.
Сравнивая сей способ с персидским, описанным Мухаметом Али, в обоих находится много общего, то же сплавление железа в прикосновении с углем, та же выливка после плавки; не достает только окончательного процесса для проявления узоров, который, вероятно, от него был сокрыт и остается до сего времени неизвестным для европейцев. Но я полагаю, что полученную таким образом нековкую сталь, или чистый чугун, персияне или переплавляют с прибавлением закиси железа и тогда уже оставляют в горну для кристаллования, или вылитую сталь подвергают предварительно для удобнейшей проковки другой операции, о которой будет упомянуто ниже, в статье о превращении стали в булат. Сплавление стали с окалиной и появление в ней узоров, служащих признаком улучшения металла, подали повод к прибавлению окалины к самой стали при окончании процесса цементования. Но опыт (154) не оправдал ожидания, ибо вылитая в форму сталь не обнаружила ни узоров, ни разности в свойствах. В этом случае, как и прежде замечено было, узоры уничтожаются от несовершенства способа выливки стали.
Но как булаты, получаемые с помощью графита, сохраняют ковкость даже при крупных узорах, не требуя никакой другой работы, то я предпочел прежний способ новому и для усовершенствования булатов обратился к приисканию графитов по возможности лучшего качества.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
