Известната дамаска стомана. Какви качества имаха тези невероятни остриета? Каква е тайната на древната технология? Дамаск за времето си беше революционен пробив в създаването на метал с висока якост и нова технология. Легендарните мечове, които разрязваха копринения шал, имаха изключителна острота. Това не е ли мит? Ковачницата на двадесет и първи век е царството на традиционните технологии. Принципът на създаване не се е променил от векове. Основните елементи на това производство: открит огън, чук, наковалня, ковашки умения. Знак на новото време в професията на ковача са суровините. В старите времена занаятчиите сами добивали руда, след което я преработвали в метал. Съвременните ковачи, като правило, работят със стомана с легиращи добавки. Тези примеси придават на метала индивидуални характеристики.
Превъзходство дамаска стомананад всички останали сплави - общ мит. Учените смятат, че това е плод на въображението на писателите от началото на деветнадесети век. В историческите романи от онова време остриетата на Дамаск имат чудотворни свойства. Режат като масло. Историци и металурзи опровергават тези легенди. Древният Дамаск едва ли би могъл да устои на съвременните стомани. Въпреки това беше малко по-просто химичен състави стоманите, които са използвани в него, не са толкова интересни. „Дамаскът“, който създават съвременните занаятчии, като правило е използването на вече първоначално високоякостни стомани с добри характеристики.
Въпреки това "Дамаск" на своето време наистина се отличаваше с висока якост и гъвкавост. Тази комбинация направи дамаската стомана отлично оръжие. Тайната е в специална сплав.
В най-чистата си форма, желязото, много мек метал, и не става . Следователно човек използва сплави - съединения на желязото с други химични елементи. Незаменим компонент на тези съединения е въглеродът. Придава твърдост на сплавта. Например, обикновено в пирон въглеродът е стотни от процента (0,06-0,16%) от общия метал. А в железопътна релса от 0,5 до 0,7%. Желязните сплави, съдържащи по-малко от 2,14% въглерод, се наричат стомана. След специална термична обработка придобива друг важно качество- еластичност.
Основната тайна на технологията на производство на Дамаск е многослойна заготовка, която се състои от сплави с различно съдържание на въглерод. Дамаската стомана е един от първите композитни материали в историята. "Дамаск" е технология за заваряване, когато има дифузионно сближаване на слоеве от две, три или повече стомани чрез налягане. Основната част от пакета, която се състои от стомани, богати на въглерод, придава специална твърдост на "Дамаск". Източникът на еластичност на бъдещия продукт са легиращи добавки и желязо. И така, редуването на слоеве метал с много високо и много ниско съдържание на въглерод дава на новия материал: твърдост, еластичност и издръжливост (устойчивост на удар).
Следите от този коктейл могат да се видят с просто око. Характерният модел на острието от Дамаск е оптическият ефект на неравномерното разпределение на въглерода. "Дамаск" има свое уникално "лице", своя шарка, своята красота в желязото. Хомогенният материал е равномерен на цвят, не толкова интересен. Обикновено се рисува или създава някакво изображение.
Високите качества на определено острие от дамаска стомана са положени върху начална фаза. Няма идеална рецепта за създаване на „пакет“. Изборът на суровини, техните пропорции, принципът на комбиниране в древни времена на всеки от елементите на този процес беше тайната на майстора, основата на превъзходството на неговите оръжия.
Изработена от дамаска стомана - гордостта на всеки ловец. Благодарение на технологията на производство, такъв инструмент реже най-трудно естествени материалии тъкани. Той поддържа остър ръб добре. Въпреки това, продуктът на тези майстори рядко се използва по предназначение. Основната функция на техните стоманени изделия е декоративна.
Купуването на нож, изработен от висококачествена стомана, разбира се, не е проблем. Ако няма достатъчно асортимент от обикновени или маркови остриета, можете да намерите специалист, който работи по индивидуална поръчка.
Можете обаче да отидете по друг начин - да направите нож сами. Първият път, когато изковате перфектното острие, най-вероятно няма да работи, но кой знае ...
НО домашен ножот телено въже е полезно начинание, резултатът може да бъде качествено острие с видима шарка върху острието, образувано от смесване на слоеве метал по време на процеса на коване.
Избор на материал
В наше време само истинските ценители на този занаят се занимават с производството на остриета. Въпреки това, дори начинаещ ковач и всеки може да се опита да изкове домашен нож.
Най-лесният начин да направите това е от парче дебела армировка, стара пила или парче от автомобилна пружина. Ще бъде малко по-трудно да изковате свредло или лагерна клетка. Можете да получите интересен резултат от задействана верига от резачка или автомобилен двигател.
Друг материал, който след коване може да стане качествено острие, е кабелът. Вените му са изработени от въглеродна стомана, способна да държи добра точка след втвърдяване. Ако успеете да запазите плетения модел след коване, можете да получите много оригинално острие, смътно напомнящо дивата дамаска стомана.
Какво трябва да знаете, за да разберете как да направите нож с въже? Два важни нюанса: първият е дали свойствата на високовъглеродния материал ще бъдат запазени по време на обработката; второто е дали върху острието ще се появи видим модел, който грациозно се превръща в заострен връх.
Дамаска стомана
Преди това остри, пластмасови и надеждни остриета с шарени шарки върху острието се наричаха дамаски остриета (според една версия - от провинция Фулад в Персия, където са направени). Такива характеристики и видим ефект са постигнати с различни методи.
Стоманата може да се топи в тигел чрез металургично леене, като се експериментира със състава на материала. Друг вариант е да „заварявате“ стоманени ленти с различна твърдост в ковачница и след това да изковавате получения детайл. Остриетата, изковани от ковачи по специална техника, започват да се наричат Дамаск.
Те се различават именно по начина на изработка и технологията, а не по характеристиките и степента на изразеност на шарката. След като сте изковали нож от кабел, можете да опитате да създадете острие със собствените си ръце, смътно наподобяващо такъв материал. И въпреки че рисунката върху острието не е самоцел, все пак е такава отличителна чертадамаска стомана.
Ковашки инструменти и материали
За да изковате нож от кабел със собствените си ръце, трябва да овладеете занаята на ковач поне на минимално ниво. За да направите това, имате нужда от чифт чукове: единият е масивен (до 2 кг), другият е по-лек (до 0,5 кг) за фина работа, клещи, наковалня и домашна пещ (ковашка) с принудителна захранване с въздух.
Не можете да правите без мелница, електрическо заваряване в производствения процес. Ще ви трябва менгеме и въглен от скали, които дават голяма топлина, могат да послужат като гориво за тигела, тъй като детайлът ще трябва да се нагрее до температури над 1200 ° C.
За по-добро "заваряване" можете да използвате боракс като поток. Отстранява котления камък и предотвратява изгарянето на въглерода от материала. Също така е необходимо да подготвите маслото за втвърдяване, за да осигурите безопасност.
Възможността да използвате нечия ковачница или ковачница с механичен чук значително ще улесни задачата.
Подготвителни операции
За да направите нож от кабел, първо трябва да направите скица или скица от него на хартия. След това трябва да намерите подходящия материал. Трябва да го проверим и поне дистанционно да определим състава на въглерода в него.
От това зависи дали бъдещото острие ще се втвърди, дали ще държи ръба и дали ще бъде възможно да се извърши ковашко „заваряване“. Тестът се провежда за искри.Умерено плътен оранжев сноп от тях ще означава, че е възможно заваряване, въглеродът в стоманата съдържа около 1%, което е достатъчно за втвърдяване.
След това трябва да изрежете парче кабел с необходимата дължина. На този етап те се определят с метода на производство на дръжката. Може да бъде от едно парче кабел без коване. Ножът ще изглежда оригинален, но ще има прилично тегло.
Друга възможност е да заварите армировъчен прът към парче кабел чрез електрическо заваряване. Удобно е да се държите на такава дръжка, като загрявате детайла в тигела и го обработвате с чукове. След това можете да направите дръжка за набиране на текст върху нея или, като я занитите, инсталирайте декоративни наслагвания.
Преди да започнете работа, кабелът се издърпва на няколко места със скоби от стоманена тел. Това се прави така, че тънките проводници да не се развиват по време на процеса на нагряване.
Заготовката се поставя в запален тигел и се оставя да се загрее до 800 ° C. На този етап нишките на кабела се освобождават (отгряване), материалът става гъвкав. Освен това маслото и мръсотията изгарят.
След охлаждане детайлът се затяга в менгеме и един от краищата на кабела се обгаря чрез електрическо заваряване. С регулируем гаечен ключ той се "върти" по дължината на тъкането до максимална плътност. Другият ръб е попарен с едновременно закрепване на парче армировка за по-лесно използване.
Телените скоби се отстраняват, детайлът се нагрява до 1200 ° C, поръсва се обилно с боракс. Това е необходимо за по-добро проникване. След повторно нагряване се извършва ковашка "заварка". С тежък чук кабелът се изковава по равнината, като периодично се поръсва с боракс.
Заготовката се нагрява постоянно. Колкото по-често се прави това, толкова по-интензивно се извършва коването, толкова по-добре се „заварява” материалът. След груба обработка се пристъпва към изковаване на острието, бъдещия режещ ръб и стеблото. На този етап се използва повече чук с по-малка маса, придавайки на детайла форма, наподобяваща скица на бъдещото острие.
Сложността на технологията
Необходимо е постоянно да се следи температурата на детайла, като не се допуска охлаждането му. Работата с тежък чук, особено без подходяща практика и опит, може лесно да повреди къдриците на кабела на места, където трябва да остане отчетлива шарка на тъкане. Нежеланите удари с ръба или ъгъла на чук върху нагрят детайл оставят дълбоки вдлъбнатини, които не винаги е възможно да се изчистят.
По време на работа процесът на изгаряне на въглерод от метала е неизбежен. Има занаятчии, които изковават нож от кабел върху плътно дърво, положено върху равнината на наковалнята. Когато е в контакт с нагрят метал, той тлее, кислородът на въздуха в точката на контакт се изгаря, което намалява степента на изгаряне на въглерод от материала. Освен това, като изковавате кабел върху дърво, вие гарантирате, че детайлът се охлажда по-бавно, можете да направите повече работа в един цикъл.
Специален подход
Коването на нож от кабел е възможно с помощта на друга технология. Има майстори, които опаковат закалена и уплътнена кабелна заготовка с необходимата дължина в парче тръба от неръждаема стомана, преди да изковат „заваряване“. Диаметърът му е избран по такъв начин, че кабелът да влезе в него много плътно, с известно усилие.
Двата края на такъв калъф са заварени чрез електрическо заваряване, като се сливат краищата на кабела с тръбата. Заготовката се нагрява до температура 1200-1300 ° C и в тази форма се кове. Легираната неръждаема стомана на тръбата с кабела не е заварена, а служи само като защитно покритие срещу неравномерно изковаване. В допълнение, горещият кабел не влиза в контакт с атмосферния кислород и въглеродът в него изгаря минимално при коване.
Ако използвате хидравлична преса, тогава можете значително да улесните коването "заваряване". След нагряване до 1300 °C кутията с кабела вътре се поставя под товар и се оставя да изстине. Ако използвате матрици, тогава можете веднага да оформите удебеления под шийката за прехода от острието към дръжката и дупето на дръжката. При следващото нагряване чрез изковаване през корпуса, формата на острието се финализира.
След охлаждане тръбата се отрязва на шмиргела от края, където ще бъде точката. Касата се отваря внимателно с длето. По-нататъшната обработка на детайла се извършва върху шмиргела. Предварително отрежете излишните участъци, направете спускане на острието без окончателно заточване.
топлинна обработка
Закаляването на острието е също толкова важно, колкото и изборът на стомана. Според технологията кабелният нож след коване има напрежение, трябва да бъде отстранен. За да направите това, детайлът се нагрява до 800 ° C и се оставя да се охлади.
Закаляването се извършва при нагряване на острието до 1200 °C. Пуска се с върха надолу в загрятото масло и се държи неподвижно. След това острието трябва да се освободи. Почиства се от въглеродни отлагания, загрява се до 200 ° C и отново се спуска в масло.
Някои занаятчии закаляват ножовете в масло (потопени за две секунди) и след това поставени в подсолена вода.
Мариноване и довършителни работи
След термична обработка кабелният нож се полира, а острието на острието и стеблото за закрепване на дръжката се финализират. За да се развие шаблонът, детайлът се потапя в разтвор (5%) и се оставя за ецване. Времето за обработка зависи от желания ефект и може да бъде до един час.
Ако преди това върху острието е залепен шаблон, върху който е изрязано логото на производителя (инициали или произволен модел), в резултат на това той ще бъде отпечатан върху стомана и ще свидетелства за авторството на острието. След това се извършва фино шлайфане с финозърнеста шкурка и полиране на острието.
Преди или след тази операция се монтира избраният тип дръжка. Това могат да бъдат наслагвания от ценно дърво с интересна текстура, наборни шайби от различни материали във всяка последователност или например парче еленов рог.
Може да не е възможно да се направи такъв оригинален и майсторски изработен нож от кабел (снимка по-горе) за първи път, но ако има желание да овладеете занаята да правите остриета, трябва да се стремите към такъв резултат.
Направи си сам нож от дамаска стомана. Направи си сам острие от дамаска стомана. Изработка на дамаска стомана у дома. Изработка на нож от дамаска стомана. Сега ще говорим за създаването със собствените си ръце на малък, кован, а не издълбан нож с помощта на домашна ковачница, наковалня, чук и решителност. Не се преструвам на професионалист и това, разбира се, не е единственият начин да се получи заварен Дамаск, това е история за това как успях да го направя.
Стъпка 1: Материали и инструменти
- стоманени плочи от две или повече степени (за предпочитане с високо съдържание на въглерод), които ще контрастират една с друга, взех стомана с високо съдържание на въглерод 1095 и стомана 15n20, с малко съдържание на никел, което ще добави яркост и контраст след ецване
- поток (боракс, който може да бъде закупен в магазин за хардуер)
- парче армировка, дълъг прът (ще бъде заварен към детайла като дръжка)
- дърво по избор за дръжката на ножа
- епоксидна смола (втвърдяване за 5 минути е най-много)
- месингови нитове
- състав за обработка на дърво на дръжката, използвах ленено масло
- масло за втвърдяване на метал (растително)
- железен хлорид
- наковалня (за предпочитане истинска стоманена наковалня, въпреки че при липса на такава, някои други твърди предмети ще свършат работа: парче релса, чук, голяма метална заготовка, стар кнехт за акостиране или просто голям здрав, твърд и равна повърхност Спомнете си как всичко започна с удари с камъни върху голям камък)
- чук (използвах тежест 1,3 кг, с напречен ударник)
- кърлежи
- заваряване (по избор, но е желателно за заваряване на плочите заедно и заваряване на дръжката, ако нямате заваряване, можете да увиете плочите плътно с тел)
- ковашка ковачница (способна да нагрява детайла до температурите, необходими за коване, което е много важно за висококачествено сливане на плочи една с друга, повече за това по-късно)
- лентов шлайф или пила с планина от търпение
- пещ или друг метод на втвърдяване
- бормашина или бормашина
- порок (много полезно нещо)
Стоманените плочи се изрязват до желания размер, моята например е 7,6х1,2см; в същото време, колкото по-голям е детайлът, толкова по-трудно е да го оформите с чук. Преди да ги заварите в купчина, плочите се почистват от всички страни от ръжда и мащаб. След това плочите се подреждат на купчина, редуващи се марки стомана, така че моят детайл се състоеше от 7 плочи, три от които са 15n20 и четири - 1095.
Подравнени една спрямо друга, плочите се захващат чрез заваряване (не обръщайте много внимание на моя шев) и след това към купчината се заварява дръжка, за да се улесни работата с детайла по време на коване. Няма нищо лошо, особено след като купчината от плочи е заварена, да използвате само щипки. Все пак аз изковах моята.
Стъпка 3: Първо коване на стек
Малко за моята ковачница: направена е със собствените ми ръце от празен (купих нов нарочно) газов цилиндър, облицован отвътре с 5 см слой каолинова вата и огнеупорен цимент. Отоплява се с горелка тип Ron-Reil, за която има много хубави статии. Самата ковачница не е особено голяма и без проблем загрява до желаната температура.
И така, детайлът от плочите се нагрява до черешово-червен цвят, топлината за това не е много силна. Загретият домашен детайл се поръсва с боракс, който веднага започва да се топи и трябва да се остави да проникне между плочите. Това ще премахне котления камък и ще предотврати окисляването, като попречи на кислорода да влезе в контакт с метала. Това действие ще гарантира чистотата на метала на детайла.
След това детайлът се нагрява отново в огнището и процедурата се повтаря още няколко пъти, като не се забравя да се почисти котленият камък, ако е необходимо. И след това детайлът се нагрява до температурата на коване, колко не мога да кажа със сигурност, но мисля, че е някъде в района на 1260-1315 градуса по Целзий. При тази температура детайлът ще има много ярък жълто-оранжев цвят, почти същия като умерената дневна светлина.
За да не губите време, уверете се, че наковалнята и чукът са ви под ръка и има достатъчно свободно работно пространство.
След това заготовката бързо се поставя върху наковалнята и с леки, меки удари, равномерно по цялата площ, плочите започват да се коват. След това детайлът отново се поставя в огнището и се нагрява до температура на коване, след което се кове с удари със средна сила.
И след това детайлът се издърпва, за да може да се огъне.
Стъпка 4: Сгъване на детайла
Време е да увеличите броя на слоевете в детайла. За да направите това, детайлът се изковава на дължина два пъти по-голяма от оригинала, но е важно да се разтяга равномерно, а не просто да се разтяга. В средата на опънатия детайл върху подрязване, с длето или др по подходящ начинправи се напречна вдлъбнатина с дебелина 3/4 или 4/5, по която детайлът след това се сгъва наполовина в ръба на наковалнята, обръща се и се изковава по цялата дължина, като се уверява, че половинките не са се разместили относително една към друга по страничните ръбове.
След това процесът на нагряване/коване от предишната стъпка се повтаря: флюс, нагряване, охлаждане, нагряване, коване, рог. Процедурата за увеличаване на броя на слоевете се повтаря до желания брой на тези слоеве, така че аз го сгънах 4 пъти и получих 112 слоя. (Ако искате повече слоеве, моля, шаблонът ще бъде по-малък. Формулата за изчисляване на слоевете е: началното число * 2 на степен на броя на гънките, тоест 7 * 2^4 = 112).
След това домашната заготовка, загрята до температурата на коване, се поставя в жлеба на наковалнята, усуква се добре и след това отново се придава правоъгълна форма. Но преди усукване заготовката се щанцова в ъглите, така че формата й да стане по-закръглена, тъй като при усукване и обратно коване в правоъгълна заготовка могат да се образуват включвания и примеси от получените гънки, ако температурата на заготовката е по-ниска от коването.
След това детайлът отново се изковава (повторих го няколко пъти) и се охлажда и за да се уверя, че коването е равномерно, почистих един от краищата на детайла. По време на самото коване, особено на първия етап, е важно да поддържате висока температура на детайла и да внимавате, в противен случай можете да откъснете слоевете един от друг (с други думи това се нарича разслояване, което не е добре изобщо).
Стъпка 5: Формиране на модел и груб профил
Сега трябва да си представите профила на бъдещия нож и грубо да го изковате от детайла. Колкото по-точно можете да изковате профила и фаската, толкова по-малко проблеми с шлайфането (на машина или файл). Има много статии по този въпрос от по-опитни ковачи, така че няма да навлизам в подробности. Основното е, че детайлът се държи приблизително като пластилин, когато се нагрява, е необходимо да го пробиете в правилната посока.
Стъпка 6: Шлайфане на профила
Финото оформяне на профила се извършва с шлайф и пила. Запасете се с чай, защото най-вероятно ще отнеме много време, освен ако разбира се нямате машина за мелене.
Стъпка 7: Шлайфане, шлайфане, шлайфане...и размисъл върху смисъла на живота
След като профилът на занаята е оформен, той все още трябва да бъде финализиран с файл с по-фино зърно, използвах 400-те. Ръбът на острието е почти заточен, но не напълно, необходимо е да го оставите леко незаточен, така че материалът на ръба да не се деформира по време на втвърдяване. След това в дръжката на ножа се пробиват отвори за занитване и се подготвят дървени матрици за тази дръжка.
Стъпка 9: Вълнуващ момент
Тя или ще "създаде" вашето острие, или ще го унищожи. Важно е да се концентрирате и да бъдете внимателни, в противен случай можете да деформирате и унищожите острието. Методът, който използвах, не е най-щателният метод за темпериране, но беше единственият достъпен за мен с инструментите, които имах, а маслото беше най-доброто, което можах да намеря.
Преди втвърдяване острието трябва да се нормализира. Това ще облекчи напреженията, натрупани по време на коване и усукване, и ще намали вероятността от деформация по време на охлаждане. Това нормализиране се извършва чрез нагряване на острието над неговата критична температура (когато вече не е магнетизирано, така че е полезно да имате под ръка магнит) и охлаждане на въздух. Процесът се повтаря три до пет пъти, така че аз го направих 5 пъти. В допълнение, това действие ще ви помогне да тренирате да изваждате острието от ковачницата, тъй като по време на закаляване не се допускат зацепвания. Това действие е показано на снимката с моя висящ нож. И тази част също е готина, тъй като по време на охлаждането се получава окисление, което започва да разкрива модела на стоманата.
Втвърдяване: острието отново се нагрява над критичната температура, след което бързо се изважда и поставя, първо с върха, на топло растително масло(за марки стомана като моята). За да загреете самото масло, можете просто да загреете нещо метално и да го хвърлите в съд с масло, например използвах патерица за траверси. Смесете маслото, за да получите по-равномерно втвърдяване. Ако вашата стомана е с високо съдържание на въглерод, тогава не използвайте вода, за да я закалите, това само ще развали острието, защото водата се охлажда твърде бързо, което не е подходящо за стомана с високо съдържание на въглерод.
Сега корабът трябва да се третира като стъкло, защото ако острието е било темперирано правилно, то е толкова крехко, че може да се счупи, ако бъде изпуснато.
След това е време за почивка.
Стъпка 10: Закаляване на метала
Закаляването е процес на закаляване на острието, за да се увеличи живота и здравината му. Това се постига чрез нагряване на острието при определена контролирана температура. Прекарах ваканцията на моя занаят във фурната за един час при температура 205 градуса по Целзий. „Печете“, докато дисплеят покаже „готово“.
Стъпка 11: Офорт
Извинявам се предварително за липсата на снимки на тази и следващите стъпки, но процесът е доста прост. Железният хлорид се приготвя съгласно инструкциите, приложени към него, след което острието отлежава в него, колкото е посочено в същите инструкции. В моя случай това е 3 части вода към 1 част железен хлорид и отлежаване за 3-5 минути. Процесът е наистина вълнуващ, а резултатът му прилича на нож на Батман.
Стъпка 12: Дръжка и заточване
Отново има много техники и инструкции как да направите дръжка на нож и да я заточите, така че ще пропусна подробностите. Нека само да кажа, че за моя занаят избрах черешови матрици, които залепих към дръжката на ножа с епоксидно лепило и закрепих с два месингови нита. Шлифа го с 400 песъчинки и го покрива с ленено масло.
За заточване не използвам някакъв специален, трудоемък метод, а най-често използвам обикновен точилен камък.
Стъпка 13: Време е да се потупате по рамото, ножът е готов...
Това е готовият ми нож, дълъг около 15 см. Хората може да си помислят, че това е доста смешно, но нямам представа как се появи този фантастичен модел. Сега ще говорим за създаването със собствените си ръце на малък, кован, а не издълбан нож с помощта на домашна ковачница, наковалня, чук и решителност. Не претендирам да съм професионалист и това, разбира се, не е единствения начинзаваряване на Дамаск, това е историята за това как успях да го направя.
Дамаската стомана днес се нарича заварен Дамаск, получен от заварени метални плочи от различни стомани, впоследствие изковани и усукани. Това е като да залепите пластелин от различни цветове и да го усучете, за да направите вълнообразен модел. След коване такъв детайл се подлага на ецване, при което различни метали на детайла се корозират неравномерно, като по този начин се образува красив контраст. Оригиналната дамаска стомана е получена по различен, много специфичен начин (въпреки че изглежда подобна на съвременния дамаск) и малко хора знаят как да я създадат, този факт е създал репутацията на дамаск като метал, за който се предполага, че е надарен с магически сили. И причината за тази „сила“, подобна на тази на самурайските мечове, е процес, който ви позволява да получите по-равномерни и следователно с необходими качества, стомана, което не може да се постигне с други методи, и прави възможно включването на нискокачествена и високо/ниско въглеродна стомана в състава на детайла. Което дава много по-качествено острие.
Стотици съвременни стомани са подходящи за съставяне на пакет, ще назова само малък брой. Според химическия състав са подходящи wx15, wx4, wx20sg, wx15sg, 65g, 50xfa, 60s2xfa, 70g, 70s2xa, 5xnm, 5xgm, 5x2mnf, 6xvg, 5xnv, 9xs, hvg, u8, u10, u12, u13a и др. . Според температурата на коване и втвърдяване, wx15, y8 и 65g са идеални един за друг. Температурата на тяхното заваряване е около 1100 градуса, температурата на коване е 900-1000 градуса, температурата на закаляване е 850 градуса. Всички тези стомани отговарят на "трите правила" и са лесни за намиране в ежедневието.
Използвани в равни пропорции, тези стомани произвеждат дамаска стомана със съдържание на въглерод от 0,8%. За да направим пакет, ние ще изковаме тези стомани в плочи с приблизително 15 * 5 * 1 см със същия размер. Ще добавим 6-слоен пакет от тях: y8 - wx15 - 65g - y8 - wx15 - 65g За да не се разпадне пакетът в ъглите, ще го хванем с електрическо заваряване и ще заварим дръжка от парче армировка с дължина 50-60 см от края.Пакетът за заваряване е готов. Сега нека го поставим в загрята ковачница и го доведем до температура от 850-900 градуса, това е червено-оранжев цвят. Ще издърпаме пакета от ковачницата за дръжката и ще го поставим на ръба, така че всички слоеве стомана да стоят вертикално. Поставете шепа боракс върху торбата. Бораксът трябва да се стопи и да тече през торбата. Ако бораксът не е изтекъл, трябва да добавите още. Ако бораксът не е целият разтопен, трябва да държите торбата с боракс в пещта върху въглища, докато бораксът се разтопи. След това трябва да завъртите опаковката на 90 градуса, така че всички слоеве метал да са хоризонтални по отношение на земята. В това състояние свредлото трябва да кипи между слоевете стомана за няколко минути. Това е необходимо, за да може свредлото да разтвори цялата шлака и котлен камък върху метала, който се образува при нагряване на метала в пещта. След това изваждаме опаковката, загрята до оранжево, това е около 900-950 градуса по Целзий. Слагаме опаковката под чука и с леки удари коваме от единия до другия ръб. С това действие изстискваме течния боракс с всички шлаки. Не е желателно да се кове по цялата повърхност на опаковката, може да остане боракс вътре в опаковката, което по-късно ще доведе до "липса на сливане".След като целият боракс е изцеден от опаковката, опаковката все още не е заварени.няма достъп на въздух до метала, който ще се заварява.Целият този процес трябва да се извърши много внимателно и за предпочитане в защитни очила.Горещият боракс пръска от торбата на няколко метра в различни посоки и това е много травматично.Поставете торбата в пещта отново и я загрейте до температура на заваряване от около 1100 градуса, бяла топлина. Цветът на опаковката трябва да наподобява цвета на горещо слънце. Докато опаковката се нагрява до температурата на заваряване, тя трябва постоянно да се наблюдава и постоянно да се обръща в пещта, за да не се изгори. Щом металът светне като бенгалски огън, това е изгаряне. Готовността на опаковката за заваряване се вижда, когато опаковката е равномерно нагрята до бяло, няма тъмни петна по него и от него просто започва да блести. Готовият за заваряване пакет се изважда от огнището и се изковава на чук по цялата дължина. В бъдеще трябва да разтегнете опаковката в лента чрез коване. Качулката в лентата трябва да се извърши при температура на нагряване, по-ниска от температурата на заваряване от около 950-1000 градуса - жълта топлина. Изковавайки опаковката "на ръба" при температура 950-1000 градуса, веднага ще видите дали има липса на проникване, на мястото на "липса на проникване" слоевете ще се разпръснат. Липсата на проникване не е толкова ужасна, на мястото, където слоевете са се разминавали, бораксът се излива отново и процесът на заваряване се повтаря. Ужасно прегаряне. На мястото на изгаряне стоманата вече не се третира. След като пакетът се изтегли на лента, той може да се нареже на горещо или просто да се нареже с мелница, да речем, на три равни части. Тези части отново се сгъват в торба и процесът на заваряване се повтаря. Така от 6 слоя получавате пакет от 18 слоя, след това от 54 и т.н. Моделът, получен в резултат на този процес на коване, се нарича "див модел на Дамаск". За да получите ясен контрастен див модел, трябва да напишете в торба около 300-500 слоя. По време на процеса на коване само около 2 кг ще останат от нашата 3,5 кг торба крайния продукт, останалият метал е изгорял по време на процеса на коване. За да се подобри качеството на дамаската стомана, последното извличане на опаковката в лента трябва да се извърши при температура от 850-900 градуса червено-оранжев цвят на топлина. Това ви позволява да постигнете финозърнеста стоманена структура. Най-добре е дамаската стомана да се закалява в използвано двигателно масло. След втвърдяване шарката върху стоманата става още по-здрава. Невъзможно е дамаската стомана да се втвърди във вода, тя може просто да се счупи там. Японските ковачи закаляват своите мечове във вода, но ги покриват с огнеупорна глина преди закаляване. След охлаждане в масло Дамаск ще има твърдост приблизително 60-64 единици по Рокуел. За да се облекчат вътрешните напрежения в дамаската стомана, тя трябва да бъде освободена. Това става чрез двукратно нагряване на стоманата до температура 180-200 градуса за 1 час. Този процес може да се извърши дори у дома в кухнята във фурната. Моделът върху стоманата се разкрива чрез ецване в 5% разтвор азотна киселинаили в железен хлорид. Всеки майстор избира концентрацията на железен хлорид за себе си. Трябва да започнете да се учите как да правите дамаска стомана от „дивия Дамаск“ и оттам вече можете да преминете към правенето на по-сложни модели. Още един съвет за тези, които затоплят опаковката в пещ на въглища. Като гориво е желателно да се използва кокс, той по-малко шлакова решетката и дава повече топлина. А самият пакет е желателно да се затопли в горните слоеве на въглищата или дори върху въглищата. В тези слоеве въздухът, преминавайки отдолу нагоре, практически остава без кислород. Целият кислород изгаря, преминавайки през въглищата, а в горните слоеве на въглищата той е силно обогатен въглероден двуокис. В резултат на това в горните слоеве на въглищата металът почти не се окислява и е частично карбуризиран и редуциран.
За свойствата на легендарните оръжейни стомани - дамаск, дамаска стомана и Wutz - всеки цивилизован човек знае поне от слухове. Те са доказателство уникални възможностимайстори на металургичната професия.
Каква е тайната на тези удивителни сплави, кой и кога ги е произвел и как ги е обработвал? Изглежда че съвременна науканамери отговор на тези въпроси.
Продължение на цикъла публикации от енциклопедия "Металургия и време".
Предишни статии от поредицата:
,
)
"Чугун" и "закаляване"
Структурата на метал с високовъглеродни междинни слоеве може да се получи чрез използване на натрошено желязо като поток при ковашко заваряване.
При температурата на заваряване въглеродът на чугуна незабавно се свързва с котления камък, отнемайки кислород от него. В резултат на това вместо котлен камък се образува въглероден диоксид и редуцирано желязо, което незабавно се въглеродизира от контакт с въглерода на течното желязо. чугун в този случайслужи като по-ефективен източник на въглерод от въглен, тъй като при температурата на заваряване той се топи и въглеродът е в него в разтворена, по-химически активна форма. Разпространявайки се по повърхността на детайла, течното желязо го почиства от мащаба, като едновременно с това губи въглерода си и в резултат на това се втвърдява. По време на последващо коване част от течното желязо се изстисква, но остават тънки слоеве от достатъчно вискозен, беден на въглерод чугун и високовъглеродна стомана.
По-нататъшното изковаване на опаковката се извършва при малко по-ниски температури, така че високовъглеродните слоеве да не се стопят, така че някои оръжейници казват, че не заваряват опаковката, а я „запояват“ с чугун. Карбуризацията на метална повърхност с разтопено желязо се нарича "чугун" или "втвърдяване". Резултатът е редуване на слоеве от сферографитен чугун, стомана и изключително твърд бял чугун, т.е. "Ultimate" версия на дамаска стомана. Класическият японски начин за производство на остриета е именно използването на желязо, съдържащо молибден, стомана (според някои доклади, внесена от Китай) и натрошено желязо.
Коване от лята стомана
Историческото съвместно съществуване на два вида оръжейна стомана - лята и заварена - съответства на две технологии за коване. Известно е, че заготовката wutz преди коването е имала малка маса (не повече от 1 кг).
Лекотата на първоначалния детайл позволи на занаятчиите да извършат ускорено нагряване на продукта и широко да използват локалното нагряване на неговите части за последващо коване.
Ако се вгледате внимателно в състоянието на микрофибрите, които излизат на повърхността на Wootz, можете да видите не само тяхното „вихрене“ в резултат на използването на сложни техники за коване, но и тяхното фрагментиране. Това обстоятелство показва прилагането на определен етап от коването на мощно "еднократно" въздействие върху влакната, предварително приведени в условия, благоприятни за смачкване. Очевидно именно тази операция на коване е оказала решаващо влияние върху крайното качество на дамаската стомана и съвкупността от нейните феноменални свойства.
В същото време много експерти отбелязват, че условието за правилното коване на дамаска стомана е нейната „постепенност“. Колкото по-бавно е коването, толкова по-високо е качеството на острието на дамаската. Прецизното коване при ниски температури, което изисква многобройни нагрявания, води до увеличаване на контраста на шарките. При нагряване малките карбиди и острите ръбове на големите карбиди се разтварят и при последващо охлаждане въглеродът отново се освобождава на повърхността на големи частици в силно въглеродно влакно. Поради това първоначално замъгленият модел придобива острота и контраст.
Коване на Дамаск
В разнородния Дамаск видът на макроструктурата силно влияе върху свойствата на острието. AT различни страниса разработени десетки, а вероятно и стотици видове заварени стомани. Въпреки такова изобилие, всички тези сортове могат да бъдат подредени, като се разделят според принципа на образование на няколко групи: „диви“, „печат“ и „усукани (турски)“.
„Дивият“ модел на Дамаск се формира чрез произволно смесване на метал в резултат на просто ръчно коване. Най-добрите занаятчии предпочитаха да коват остриета от „щампован“ Дамаск с правилен модел. Моделът "щампа" се нарича в Германия според метода на формирането му чрез прилагане на специален печат - печат със строго подреден релеф върху заготовката на острието, в резултат на което слоевете са изкривени в определен ред по време на коване. В този случай има няколко вида модели: стъпаловидни, вълнообразни, ромбични (мрежести) и пръстени. Стъпалообразният модел се характеризира със сравнително тесни нишки от линии през острието.
Схема на проявлението на модела (а) и основните видове токчета за производство на печат Дамаск (б)
Често срещан тип модел на "печат" е ромбичният, който има две разновидности. Един от тях се получава чрез нарязване на повърхността на детайла с длето на кръст, поради което шарката изглежда като мрежа, изтъкана от нишки, хвърлени върху острието от „дивия“ Дамаск. Съответно моделът се нарича "мрежа". Втората разновидност е моделът, който в Германия се нарича "малки рози". Прилича на ясни концентрични ромби и е натъпкан с печат с пирамидални издатини. Пръстенообразната форма на модела "печат" се нарича "пауново око" в Съединените щати, въпреки че е по-подобна на "паунова опашка", тъй като множество концентрични кръгове са подредени върху острието в ясен ред.
"турски" или "розов" дамаск
„Турският“ модел на Дамаск се счита за особено красив. Така през XVII-XVIII век. е кръстен в Европа, когато са видели саби, донесени от Изтока от местни сортове метал за заваряване. Другото му име е "розов" дамаск, поради сходството на типа модел с розови цветя.
Отличителна черта на "турския" Дамаск беше, че остриетата бяха изковани от предварително плътно усукани пръти от нехомогенен метал. В същото време моделите се оказаха изключително разнообразни и странни. Беруалдо Бианкини, авторът на книгата „За остриетата от Дамаск от турски тип“, публикувана през 1829 г., пише: „... масата, използвана днес за създаване на остриета от Дамаск, е точно същата като тази, използвана за направата на напълно обикновени остриета, т.е. . равномерна смес от стомана и желязо в съотношение две към едно.
Етапи на развитие на модела в усукан турски дамаск
Изтеглянето на два пъти рафинирани заготовки в лента и последващото изковаване на острието между две матрици се извършват по същия начин, както при производството на конвенционално острие. Единствената разлика е, че печатът от Дамаск трябва да бъде снабден с различни релефи, които е желателно да бъдат пренесени върху острието. При коването с чук последователните листове стомана и желязо в острието се пресоват във вдлъбнатините на матрицата, което води до вдлъбнатини или релеф, които, когато след това се изрежат, дават желания модел.
Закаляване на оръжейна стомана
Режимите на термична обработка на изделия от дамаска стомана винаги са привличали вниманието на изследователите. Именно този етап от технологията на неговото производство е заобиколен от най-много легенди и мистерии, дошли от дълбините на вековете.
И в сравнително скорошно време, например през 19 век, много металурзи придават голямо значение на методите за закаляване на дамаска стомана и дори ги приписват на основните тайни на производството на дамаски оръжия.
Тогава никой не можеше да обясни защо металът става по-силен и по-твърд, но имаше много рецепти за втвърдяване: почти всеки майстор имаше своя собствена тайна.
Известно е, че както изворната, така и минералната изворна вода са били широко използвани като закалителна среда. Температурата на водата и разтворените в нея соли оказват голямо влияние върху скоростта на охлаждане на продуктите, така че мястото, откъдето се взема водата и нейната температура по време на охлаждането, се пазят в строга тайна. Поради факта, че остриетата, изработени от стомана с високо съдържание на въглерод, след втвърдяване в студена вода, лесно се счупиха при удар, в Персия оръжията с остриета започнаха да се закаляват в мокро платно. Известен метод за закаляване, при който преди топлинна обработкаострието за топлоизолация беше покрито с дебел слой специална глина с различни примеси. Съставът се отстранява само от острието, за да се втвърди във вода. Получената "демаркационна" линия във всяка работилница получи своеобразен оригинален чертеж, чрез който беше възможно да се разграничи майсторът, който направи студени оръжия.
Пикня на червенокосо момче и задни части на млад роб
Металурзите търсиха и успяха да намерят среда, в която стоманата се охлажда по-бързо, отколкото във вода. По този начин урината и другите солеви разтвори отнемат топлината от горещ метал по-бързо от най-студената вода.
Забелязвайки тази особеност, средновековните металурзи разработиха различни опции за втвърдяване и понякога постигнаха значителен успех. Ето как Теофил описва закаляването на стоманата, която реже „стъкло и меки камъни”: „Вземат тригодишен овен, връзват го и не хранят нищо три дни. На четвъртия ден го хранят само с папрат. След два дни такова хранене, на следващата вечер кочът се поставя в буре с пробити дупки на дъното. Под тези отвори се поставя съд, в който се събира урината на овена. Така събраната за две-три нощи урина в достатъчни количества се изтегляше и инструментът се темперираше в посочената урина на овена. Съществуват легенди, според които остриетата от дамаск са били закалени в млякото на майка, която хранела сина си, в урината на червенокосо момче, тригодишна черна коза и др.
Според легендата в древна Сирия острието било нагрявано до цвета на зората и 6 пъти забивано в задните части на млад роб. Известни методи за такова втвърдяване са охлаждането в тялото на прасе, овен или теле. В Дамаск остриетата на саби са били нагрявани до цвета на изгряващото слънце и закалени в кръвта на убит нубийски роб. А ето и рецептата за закалка на кама, открита в един от храмовете в Мала Азия и датираща от 9-ти век: „Нагрейте (острието), докато светне като слънцето, изгряващо в пустинята, след това го охладете до цвят. от кралски пурпур, потапящ се в тялото на мускулест роб. Силата на роб, превръщайки се в кама, придава твърдост на метала.
Древните ковачи също са знаели как да предпазят метала от окисляване по време на периода на нагряване за втвърдяване. Ковачът взема рога от бик, изгаря ги на огън, смесва сол в получената пепел и поръсва продуктите с тази смес, които след това се нагряват и гасят във вода или свинска мас.
Мистерията на лятата стомана
Парадоксално, но човек все още не е успял да разбере напълно същността на дамаската стомана, естеството на нейните уникални свойства и особеностите на технологията за нейното производство. И това е въпреки факта, че дълго време той използва продукти от дамаска стомана, подобрява я, губи тайните на производството и преоткрива тайните на дамаската стомана, точно както направи в средата на 19 век. Руският металург П.П. Аносов.
Следва да се отбележи, че П.П. Аносов, многократно отбелязвайки в своите произведения високо качествоза получената дамаска, която не отстъпва на най-добрата азиатска дамаска, никога не е казвал, че е разкрил тайната на индийския вуц; освен това той изостави концепцията за „дамаска стомана“, която беше установена по това време, и предложи нова - „руска дамаска стомана“.
Много видни европейски учени се опитват да разгадаят тайната на отлятата оръжейна стомана, включително Майкъл Фарадей, син на ковач. През 1819 г. той изследва проби от лята стомана и стига до извода, че нейните изключителни свойства се дължат на наличието на малки количества силиций и алуминий. Въпреки че това заключение се оказва погрешно, статията на Фарадей вдъхновява Жан Робърт Бреан, анализатор в парижкия монетен двор, да проведе серия от експерименти, в които въвежда различни елементи в стоманата. Брент беше този, който за първи път през 1821 г. предположи, че необичайната сила, издръжливост и външен видлятата оръжейна стомана трябва да се дължи на високото съдържание на въглерод. Той открива, че структурата му има светли участъци от карбуризирана стомана на тъмен фон, който той нарича просто стомана.
Производството на древни оръжия от дамаска стомана, заобиколено от легендарен ореол от супер достойнства и свещени тайни, както вече е добре известно, се извършва от индийския wutz. Той беше доставен на пазарите на Персия и Сирия под формата на "торта" от лята стомана, разрязана наполовина. Съдържанието на въглерод във wutz беше много високо. Така, химичен анализВуц, проведено по заповед на П.П. Аносов показа въглеродно съдържание от 1,7-2,0 тегл.%. и още.
Индийската заготовка Wootz беше с диаметър около 12,5 cm, дебелина около 1 cm и тегло около 1 kg. В допълнение, слитъците wutz имат особени шарки, които са различни от тези на готовите остриета. Според повечето експерти най-добрите остриета са изковани през 7-12 век. Острието на индийското острие, след заточване, придоби невероятно висока режеща способност. Доброто острие лесно срязва марлена носна кърпа във въздуха, докато дори модерните остриета, изработени от най-добрата стомана, могат да режат само плътни видове копринени тъкани. Вярно, дори обикновено стоманено острие може да бъде закалено до твърдостта на wutz, но то ще бъде крехко като стъкло и ще се пръсне на парчета при първия удар.
За съжаление в древна Индия тайната на топенето и технологията за производство на остриета бяха толкова внимателно скрити, че в крайна сметка те напълно ги загубиха. Още през XII век. Табан например не можеше да се прави нито в Индия, нито в Сирия, нито в Персия. В момента нито един майстор, нито една компания в света не може да възпроизведе най-добрите класове индийска стомана, образци от които все още се съхраняват в някои музеи в Европа. Загубата на тайните на производството на индийски wutz при наличието на широк пазар за неговите заготовки показва ограничен брой занаятчии, които са притежавали технологията за производство на wutz, както и доста високи показатели за производителност за тяхното време, добив и възпроизводимост на технологията за производство на wutz. Имайки предвид това, можем да предположим следното: технологията за производство на слитък от индийски wutz беше доста проста (както, вероятно, трябваше да бъде, иначе си струваше да го скрием толкова внимателно), а формата под формата на торта в онези далечни времена е бил единственият правилен за представяне на готовия полупродукт.
През Средновековието, когато определят предимствата на определено острие, истинските занаятчии оценяват размера на шарката (ширината на влакната) на дамаската стомана, естеството на релефа, тъкането и броя на влакната, цвета на гравирания фон на острието и неговия отлив, височината и продължителността на звука на острието при удар, еластичност и др. Изглежда до голяма степен разбираемо, че тези критерии за контрол на качеството имат дълбоко значение, предоставяйки информация, по-специално, за режещите свойства на острието. Широчината на високовъглеродните влакна характеризира не само метода, използван за производство на дамаска стомана, но и режещите свойства на острието, неговата еластичност и способност за самонаточване.
Очевидно след заточване и полиране на острието, изработено от дамаска стомана, режещият му ръб вече има назъбен релеф, поради твърдостта и устойчивостта на износване на неговите компоненти, които се променят по ръба. Като се има предвид, че всяко високовъглеродно влакно от дамаска стомана има профил с определена кривина, когато достигне режещия ръб - фактор, който значително увеличава режещата способност на острието, тогава древните занаятчии просто са били длъжни да оценят ориентацията на влакната спрямо режещия ръб на острието и неговата дръжка.
Първият, който строго научно обясни природата на дамаската стомана и я свърза със свойствата на тази удивителна стомана, беше изключителният руски металург Дмитрий Константинович Чернов. Той вярваше, че по време на закаляване стоманата се разлага на две различни съединения на желязо и въглерод, които „играят много важна роля при определянето на такава стомана на остриетата: когато се охлади, по-твърдото вещество се втвърдява силно, а друго вещество остава слабо втвърдено, но тъй като двете вещества в тънки слоеве и влакна са тясно преплетени едно с друго, тогава се получава материал, който има както висока твърдост, така и висок вискозитет. Така се оказва, че дамаската стомана е несравнимо по-висока от най-добрите класове стомана, приготвена по други начини.
Легендарен композит
И така, булатът е композитен материал. Имайте предвид, че идеята за създаване на такива материали е заимствана от човека от природата.
Много естествени структури (стволове на дървета, кости и зъби на хора и животни) имат характерна влакнеста структура. Състои се от сравнително пластично матрично вещество и по-твърдо и по-издръжливо вещество под формата на влакна. Например дървото е състав, състоящ се от снопове от високоякостни целулозни влакна с тръбна структура, свързани с матрица от органична материя (лигнин), която придава на дървото напречна твърдост. Зъбите на хората и животните се състоят от твърд и вискозен повърхностен слой (емайл) и по-мека сърцевина (дентин). И емайлът, и дентинът съдържат игловидни неорганични микрокристали от хидроксиапатит, разположени в мека органична матрица.
Сега можем да кажем с увереност, че дамаската стомана е открита не случайно и много по-рано, отколкото обикновено се смята. Металурзите от бронзовата епоха не можеха да не обърнат внимание на елховата структура на бронзовите слитъци. След като получиха първия слитък желязо със същата структура на ела, древните майстори вероятно започнаха да го коват като бронз. Разбира се, той се разпадна. Това обаче не спря древните металурзи и след известно време, след като натрупаха опит, успяха да намерят решение.
Уникалността на дамаската стомана се състои в това, че тя представлява принципно нов клас композитни материали. Не може да се припише на нито един от известните и научно дефинирани видове естествени и изкуствени композити, сред които понастоящем е обичайно да се определят влакнести, слоести и дисперсионно укрепени. Специални свойствадамаска стомана се постигат в резултат на съвместна термомеханична обработка на влакна и матрица и последващо термично втвърдяване на композита чрез взаимното действие на отделните му компоненти и процесите, протичащи в тях.
В заключение отбелязваме, че когато определени условияшарен слитък може да се получи от хомогенна стопилка. Това се постига чрез бавна кристализация на високовъглеродна сплав, в която растат големи зърна-кристали, чийто размер може да достигне няколко милиметра. По границите на тези дендритни кристали се отделят карбиди, образувайки цементитна мрежа. Коването на такъв едрозърнест метал при ниски температури прави възможно раздробяването на непрекъсната цементитна мрежа на малки частици и образуването на модел, видим за окото. Полученият по този начин шарен метал понастоящем се нарича от изследователите "дендритна" стомана - според дендритния характер на кристализацията на слитъка или "ликвационна" дамаска стомана - според механизма на образуване на шарка поради сегрегация на въглерод. Съвременните ковачи изковават остриета от "ликвационна" дамаска стомана при нагряване до температури не по-високи от 850 ° C. то необходимо условие; в противен случай при по-силно нагряване карбидните частици се разтварят напълно и магическите шарки изчезват.