Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ЗАМЕЧАНИЯ О ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ БУЛАТОВ






Химические разложения некоторых видов булата, произведенные г. Фарадеем и другими, показывают, что в них заключается более углерода, нежели в обыкновенной стали. Впрочем, из этого не следует еще, чтобы все булаты заключали более углерода, нежели сталь: из опытов видно было, что узоры могут быть и на булатах весьма мягких; также видно было, что проявление узоров зависит не от присоединения каких-либо посторонних металлов, но преимущественно от выделения их. Из того следует, что совершенство булата зависит от чистоты железа и углерода, а твердость его от количества последнего. Железо, вступая в соединение со всеми началами, образует составы, можно сказать, беспредельно различные в свойствах, но из всех их без сомнения один углерод образует соединения, наиболее пригодные для удовлетворения нужд наших; а потому на примеси посторонних тел в железе остается смотреть, как на пороки.

 

15. КРАТКОЕ ПОНЯТИЕ ОБ ОТНОШЕНИИ НАРУЖНЫХ ПРИЗНАКОВ К ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ БУЛАТОВ


Пока не сделано точного химического разложения главнейшим видам булатов, невозможно разделять их по количеству составных частей, да и едва ли скоро разложения будут столь совершенны, что определят в точности количество чистого железа и количество углерода.
На первый раз я полагаю достаточным ограничиться наблюдениями, выведенными из опытов о булатах.


а. Крупность и явственность, или возвышенность над грунтом, узоров определяет количество угля, а различное расположение их- различные степени совершенства в соединении угля с железом. Количество угля в самых крупных и явственных узорах, может быть, кажется одинаково с чугуном (до 5/100) и при самых слабых и мелких со сталью (до 1/100). В последнем случае чем крупнее узоры, тем менее они отличаются от грунта.




б. Грунт булатов и цвет самих узоров означают степень чистоты железа и углерода; чем он темнее и блестящее и чем узоры белее, тем чище металл, но при каком количестве и каких именно примесей цвет грунта сливается с цветом узоров и металл перестает быть булатом — это должны определить последующие изыскания.


с. Отлив. Опыты с различными графитами убедили меня, что и в самых булатах углерод находится в различном состоянии и что в этом отношении прямой указатель есть отлив. По моим замечаниям, соединение собственно углерода с железом можно допустить токмо в булатах, имеющих золотистый отлив, как, например, в табане и хорасане древних, а в тех, которые отливают красноватым цветом, заключается в углероде посторонняя примесь, как, например, в кара-табане; наконец, в тех, которые не имеют отлива, углерод приближается к состоянию обыкновенного угля. Такие булаты, при значительном количестве угля, бывают хрупки, как, например, многие кара-хорасаны.

 

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


Различные смешения для получения булатов, степень жара, время плавки упомянуты в журнале опытов; почему здесь буду говорить только о тех обстоятельствах, которые не могли войти ни в журнал опытов, ни в самое описание их.
В обыкновенный тигель, уменьшенный в вышину, закладывается для булата токмо 12 фунтов железа, ибо увеличение сплавков сопряжено с затруднением в проковке. Вообще при закладке железа наблюдается правило, чем тверже должен быть металл, тем менее следует употреблять железа. Таким образом количество его уменьшается до 10 и до 8 фунтов. На железо полагается состав, приготовленный из графита, железной окалины и флюса. Лучшие флюсы суть: горновой камень, получаемый при разломке доменного горна, и доломит. И тот и другой флюс с равной пользой могут быть употребляемы, но только не вместе взятые. В последнем случае выделение шлака из металла становится затруднительным, вероятно потому, что тогда флюс сам по себе составляет правильное смешение для образования шлака. При употреблении кварца, должно остерегаться излишнего прибавления окалины, а доломит сам по себе составляет легкоплавкий флюс, почему он не должен превысить ½ фунта, в противном случае повредится тигель. Но если количество его будет соответствовать примеси в графите, то помощью доломита получается булат лучшего качества, нежели помощью кварца. Заложив материал в тигель, покрывают его глиняной крышей и пускают в печь дутье чрез шесток, как описано в сочинении о стали, в такой мере, чтобы жар был сильный, но чтобы из печи не вылетали мелкие угли. В это время ртутный духомер показывает от ¾ до 1 дюйма при сопле в один вершок в диаметре. По прошествии 3 ½ часов металл обыкновенно бывает расплавлен и покрыт тонким слоем шлака, а над ним лежит часть графита, поднятого шлаком. Потеря в графите простирается в это время до ¼ фунта. Металл имеет слабые продольные узоры, светлый грунт, а если графит хорошего качества, то и отлив. Продолжая плавку 4 часа, графита в потере бывает до 36 золотников, металл получает узоры струистые. После 4 ½ часов потеря в графите простирается до 48 золотников, а узоры в металле волнистые, средней величины. В это время тигель начинает наклоняться в сторону, в таком случае продолжение плавки становится опасным и должно ее остановить. Но если наклонение тигля незначительно, то плавка продолжается еще ½ часа. Тогда потеря в графите простирается до ¾ фунта и в металле появляются узоры сетчатого булата средней величины, шлаку накопляется до ½ фунта. Когда замечено будет, что тигель хорошо простоял 5 часов, а колосники в печи не заплыли еще шлаком, так что дутье проходит в печь свободно, то продолжают плавку еще ½ часа, в сем случае потеря в графите простирается иногда до 1-го и более фунта, но весьма редко случается, чтобы его вовсе не оставалось, если положено было 1 ¼ фунта, а количество шлака простирается от ¾ до 1-го и более фунта. Металл имеет более или менее крупные узоры, сетчатые, а иногда и с коленами. Но если графит не особенно хорошего качества, то полученный металл редко бывает возможно проковать. При употреблении графита от пассауских тиглей не должно употреблять более одного фунта, дабы металл имел ковкость; но узоры в таком случае будут средней величины, а если уменьшить количество графита до ¾ фунта, то получится сетчатый булат с мелкими узорами. Из хода плавки видно, что совершенство булатов кроме состава зависит от огнеупорности тиглей и стен самой печи. Итак, для получения совершенного булата, необходимы следующие условия:

  1. Лучший уголь, дающий наименее шлаку, как, например, чистый сосновый.
  2. Плавиленная печь, устроенная из самых огнеупорных кирпичей.
  3. Огнеупорные тигли, не дающие ни малейших трещин ни в прогревке, ни во время cамой плавки.
  4. Лучшее железо, обладающее в высшей степени ковкостью и тягучестью.
  5. Чистый самородный графит или лучший от тиглей.
  6. Пожженный кварц или доломит.
  7. Сильнейший жар во время плавки.
  8. Наибольшее время плавки.
  9. Медленное охлаждение тигля.
  10. Наименьшее нагревание при ковке.

По окончании плавки, когда угли прогорят до основания, тогда останавливают дутье. Тигель оставляют в печи до тех пор, пока он остынет, или по крайней мере почернеет. Тогда, отбив крышу, высыпают остатки графита, разбивают шлак и вынимают сплавок, имеющий вид хлеба. Медленное охлаждение тигля необходимо более для предупреждения в нем трещин, когда металл еще не остыл; но что принадлежит до кристаллования булата, то он, находясь в тигле, не может вдруг охладиться, а, выделяя теплоту через тигель, постепенно густеет и, наконец, получает твердость. При остывании булат получает поверхность или ровную, или на ней, около середины, заметно бывает хотя одно место с некоторым понижением, в котором кристаллы булата более видимы и между собой перепутаны. Это составляет так называемую усадку. Она бывает значительнее при булатах, не имеющих отлива, и в особенности твердых. Но если в твердом сплавке, не имеющем блестящей поверхности, вовсе нет углубления, то она заключается внутри самого сплавка. Это доказывает, что такой булат скорее остывает снаружи, нежели внутри, и что он при застывании занимает больший объем, нежели в жидком состоянии. Все такие сплавки не могут быть прокованы, да и булат принадлежит к самому низкому сорту, хотя бы имел и крупные узоры. Главная причина этого явления заключается, по моему мнению, в количестве посторонних примесей, входящих в состав кристаллов, которые от них лишаются ковкости, а вместе с тем соделывают и самый металл нековким.


Проковка


Она производится под хвостовым молотком, весом до 2 ½ пудов. Сплавок нагревают при слабом дутье в горну до светло-красного цвета, относят под молот и кладут на наковальню широким основанием. Проковку начинают на тихом ходу молота, поворачивая сплавок кругом в одну сторону. Эту работу отправляют два человека: один другому помогает, поворачивая клещами сплавок.
При первоначальной проковке повторяют нагревы от 3 до 9 раз. Если сплавок не получил трещин, то его рассекают на три части зубилами. При сих работах замечено, чем медленнее проковывается булат и чем чище отсекается, тем он лучше.


Разрубленные части идут опять в ковку под молот, где их сначала проковывают в правильные бруски, а потом в полосы: чем медленнее стынет металл под молотом, тем выше его достоинство. Лучшие булаты, несмотря на твердость, проковываются из бруска в полосу с двух нагревов, Я пробовал ковать некоторые без нагрева, и они тянулись, не получая трещин, и во время ковки нагревались докрасна. Если часть полосы нагреть добела, то при твердом булате она лишается ковкости и рассыпается, а при мягком теряет узоры. Таким образом твердый булат переходит от перегревки прямо в чугун, а мягкий в сталь, которая при дальнейших перегревах также получает седины. Из этого видно, что при проковке булатов ни один нагрев не должен быть оставляем без внимания и точного доведения до той степени жара, при которой узор не теряется; также видно, почему никакая сталь не должна быть перегреваема при ковке.
Европейские кузнецы, кажется, вообще менее знакомы с переменой свойств стали при ковке, нежели азиатские: ибо не имеют в виду ясных признаков ее изменения; но когда начнут обрабатывать булат, то скоро поймут недостатки прежних своих знаний в этом деле, и тогда всякий будет знать, что потеря узоров во время ковки есть порча металла, составляющая вину кузнеца.
Ковка изделий
Булат, прокованный в полосы, имеет небольшие неровности и поверхностные плены, происходящие от неровностей при застывании сплавка. Чтоб не подвергаться сомнению насчет чистоты откованных изделий, то лучше полосы предварительно обтачивать и оставлять на них знаки по которым бы можно было узнавать нижнюю и верхнюю кромку сплавка: ибо нижняя кромка всегда заключает более правильности в узорах, нежели верхняя; и потому должна поступать на лезвие изделия. Приемы при ковке наблюдаются те же самые, какие и при всякой другой стали, только нагревать должно сколь возможно менее и не более мяснокрасного цвета; а окончательная ковка, или наклепка, не требует и этой степени жара, а довольно, если металл будет нагреваем до вишнево-красного цвета.


Калка


Всякий булат или вообще всякая сталь, нагретая и мгновенно охлажденная, приобретает наибольшую твердость, но вместе с тем и хрупкость, подобную стеклу. Эта хрупкость лишает возможности употреблять сталь при наибольшей ее твердости; ибо немного есть изделий, при употреблении которых давление на сталь так мало, что не превосходит остающейся после закалки связи в частях: это суть исключительно слесарские пилы. Оттого они имеют наибольшую твердость против всякого изделия, из того же материала приготовленного. Итак, неудивительно, если, пила будет крепче топора, а сей последний крепче незакаленного булата. Для уменьшения хрупкости и для сохранения по возможности твердости, приобретенной закалкой, искусство нашло средство в нагревании закаленной стали, но гораздо слабейшем, нежели употребляется при закалке. По мере нагревания, связь в частях увеличивается, а твердость уменьшается. Предназначение изделия определяет меру нагревания, а появляющиеся на металле цветы служат признаками для определения самой меры. Нагревание закаленной стали называется отпуском, и главнейшие степени его по цветам суть: желтый, фиолетовый, синий и зеленый. Желтый цвет означает самую малую, а зеленый самую большую степень отпуска, при которой упругость металла начинает теряться.
Изделия, требующие наибольшей стойкости, отпускаются до соломенно-желтого цвета, а изделия, требующие наибольшей упругости, до синего цвета. Но если металл не высокого достоинства, то в первом случае стараются поправить его недостатки фиолетовым, а в последнем зеленым цветами. Впрочем бывают случаи, где оба сии цвета соответствуют роду изделий, например, первый при отпуске зубил, а последний при отпуске кос, долженствующих удобно отбиваться в холодном состоянии.
Булаты не очень твердые закаливаются, смотря по роду и предназначению изделий, или в сале, или в воде, а самые твердые, из них преимущественно в сале. Оружие всякого рода достаточно закаливать в сале, предварительно нагретом почти до точки кипения; ибо дознано из опытов, что в горячем сале закалка бывает тверже; в сем случае сало, имея более жидкости, и скорее обращаясь около погруженной в него накаленной вещи, скорее ее охлаждает. Нагрев откованную вещь докрасна, погружают ее в горячее сало и, дав ей время остыть, вынимают, обтирают, и с одной, стороны вычищают точильным камнем для удобнейшего наблюдения за цветом отпуска. Потом снова немного нагревают над углями и наблюдают за появлением цветов, например, при закалке сабельного клинка, у ручки отпускают до зеленого цвета, у конца до синего, а в середине до фиолетового, стараясь, чтобы на месте удара у лезвия оставался желтый цвет.Клинок, таким образом отпущенный, выправляется острым молотком и еще горячий погружается в холодную воду. Подобным образом закаливается всякое булатное оружие. Но ежели хотят вместо наибольшей стойкости придать оружию наибольшую упругость, то в таком случае отпуск делается ровный как в средине, так и в конце клинка синего цвета. Для увеличения твердости лезвия полезно саблю по лезвию обтирать пилою; ибо вообще тонкая вещь тверже закаливается, нежели толстая. Некоторые булатные инструменты и бритвы закаливаются в воде, подобно стальным (1).

 

Точка и полировка


Хотя обе сии работы производятся совершенно сходно со стальными изделиями, но я почитаю не излишним упомянуть здесь о некоторых предосторожностях при точке и полировке изделий, требующих особенной остроты и стойкости, тем более потому, что они вообще мало известны: обтачивание па песчаных камнях или точилах имеет влияние на степень закалки изделий особенно тонких. Если обтачивают на сухих точилах клинки то принуждены бывают поправлять упругость, первоначально данную, вторичным нагреванием, после точки, до синего цвета и погружением их в воду, что называется у нас неправильно зеленением вместо синения (das Blauen).
Причина введения этой работы заключается в том, что во время точки клинки нагреваются местами так сильно, что приобретают зеленый цвет, показывающий такую степень отпуска, при которой сталь теряет упругость, ибо сие свойство обнаруживается в высшей степени токмо при синем цвете. Но как многие вещи по употреблению требуют более прочности лезвия, нежели упругости, то и должны иметь меньшую степень отпуска, а именно до соломенного цвета.

 









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


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