Изготовление булата

Много веков существовала тайна булата. Лишь в 1841 году русский ученый и металлург П.П. Аносов предложил способы изготовления булата. Исследуя под микроскопом структуру булатных клинков, ученые обнаружили, что они состоят из двух составляющих: мягкой (низкоуглеродистой) и твердой (высокоуглеродистой) стали.

Влияние углерода на свойства стали

Известно, что сталь - это сплав железа с углеродом. Содержание углерода в стали может доходить до 2% . Если больше - это уже чугун. Свойства стали сильно зависят от концентрации углерода, содержащегося в ней. Если его мало (менее 0,1-0,2 % ), то сталь получается мягкой, пластичной, вязкой, но при этом прочность и твердость ее низкие.

Шпага из такой стали согнется и останется согнутой, меч из нее затупится от первого же удара. Если углерода много (1-2% ) - сталь, пройдя соответствующую термическую обработку, станет очень прочной, твердой, упругой, но заодно приобретет и хрупкость. Шпагу из такой стали в полукруг не согнешь - сломается, остро не заточишь - лезвие выкрошится.

И только когда оба сорта связаны воедино, тесно переплетены на микроуровне, гармонично дополняя друг друга, получается булатная сталь, обладающая теми свойствами, которые принесли ей заслуженную славу.

Булат - композит

Таким образом, секрет булатной стали - в ее композитной структуре. Древние мастера ничего об этом не знали, им приходилось наощупь, путем многолетних проб и ошибок подбирать компоненты для выплавки булата, проверять различные методы его обработки. В ход шли добавки из трав, цветов, различные снадобья, у каждого мастера - свои пропорции, свои методы ковки, закалки. Но секреты древних мастеров навсегда утрачены. Неизвестно, в какой последовательности и какие зелья бросал тот или иной ремесленник в печь, сколько рабов раздували меха, с какой скоростью мчался всадник на арабском скакуне между гор с раскаленным мечом, закаливая его. Но их целью было то, чтобы создать специальную структуру материала - смесь волокнистых частиц низко и высокоуглеродистой стали, - говоря современным языком.

И это стало понятным, благодаря кропотливым исследованиям известных и неизвестных ученых. Как на вершину горы можно взобраться и с юга, и с севера, и с запада, и с востока, так и булат можно изготовить разными методами. Главное - получить нужный результат.

Древние методы изготовления булата

Существовали разные метода изготовления булата, приведем описание двух, которые,предположительно, вполне могли использовать древние ремесленники. В горн (глиняную печь) древнеегипетского или индийского металлурга загружали мелкие куски железной руды и угля, поджигали уголь и мехами подавали в горн воздух, способствовавший повышению температуры.

Образующаяся при сгорании угля окись углерода восстанавливала руду до чистого железа. Восстановленные куски частично спекались между собой, образуя пористый железный брикет. Поверхность этих кусков, взаимодействуя с углеродом, насыщалась им, а сердцевина оставалась не науглероженной. Температура плавления стали понижается с увеличением содержания углерода в ней.

Температура в горне была достаточно высокой, чтобы расплавить поверхностные, сильно науглероженные части бывших кусков руды, но недостаточно высокой, чтобы расплавить их сердцевину - почти чистое железо. Расплавленные участки, сплавляясь между собой, образовывали непрерывную стальную основу (матрицу), внутри которой находились включения чистого железа.

При остывании расплавленная высокоуглеродистая сталь кристаллизовалась в виде древовидных кристаллов, в ветвях которых, как шишки на елках, задерживались нерасплавленные частицы низкоуглеродистой стали. Далее следовала многократная ковка, причем совершать ее нужно было так, чтобы древовидные кристаллы не разрушались, а только сминались.

При этом частицы мягкой стали вытягивались, приобретали волокнистую форму, переплетались с кристаллами высокоуглеродистой стали, формируя характерный для булата волнистый узор. Из откованных полос изготовляли клинки, мечи, кинжалы, наконечники копий, латы и другие столь необходимые древнему воину вещи. Далее следовала закалка - нагрев стали до определенной температуры и резкое охлаждение.

При этом высокоуглеродистая сталь становилась прочной и твердой, низкоуглеродистая оставалась вязкой и мягкой, а композит из этих сталей приобретал свойства булата.

Технология изготовления самурайских мечей

Технология изготовления самурайских мечей (катана) имела свою специфику. Для них использовали руды, содержащие кроме железа ряд легирующих элементов - никель, молибден и другие. Свойства стали ухудшаются из-за присутствия серы и фосфора - вредных примесей, которые неравномерно распределяются по объему слитка.

Чтобы избавиться от них, железо, полученное после восстановления руды в горне, проковывали в листы или прутья и закапывали в землю в болотистой местности. Там оно лежало несколько лет, его периодически откапывали и контролировали внешний вид. Те места, где было повышенное содержание вредных примесей, в первую очередь разъедались водой, содержащей кислоты и соли. Участки, обогащенные никелем, молибденом и другими полезными добавками, оставались целыми. В результате лист железа приобретал вид дырчатого голландского сыра.

Такой ноздреватый металл науглероживался, при этом на его поверхности и вблизи дырок образовывалась высокоуглеродистая сталь, а внутри оставалось чистое железо. Этот «кусок сыра» складывался вдвое и подвергался горячей ковке до полного схватывания между собой перегнутых частей. Затем полученный лист снова складывался вдвое и проковывался.

Этот процесс повторялся многократно, при этом образовывался монолитный металл, состоящий из нескольких тысяч или даже десятков тысяч тончайших прослоек твердой и мягкой стали, чередующихся между собой. Из таких поковок и делали японские кузнецы знаменитые самурайские мечи и ножи. Таким образом были разгадали принципы изготовления булата.

И если подходить к вопросу по-научному, то можно сказать, что принципиальных секретов в технологии производства булата нет. Ясно, из чего его делали, как ковали и закаливали, как шлифовали и полировали. Но булатный клинок, сабля, меч - это не только продукт определенной технологии. Это еще и произведение искусства. В каждый старинный клинок, кроме умения мастера, вложено искусство и вдохновение.

А это вещи неповторимые. Каждый древний клинок делался не часами, а годами. И доводил его мастер до зеркального блеска нередко пальцами своей руки, день за днем, месяц за месяцем. И появлялся от этого блеска в металле таинственный холодок, проникающий в душу прикасающегося к клинку человека, возникало ощущение непостижимого, как всегда при соприкосновении с настоящим произведением искусства.

Секреты этого искусства еще не разгаданы. Но у настоящего искусства должна быть тайна. И может, не стоит разгадывать древнюю тайну изготовления булата, чтобы не исчезло само искусство.