Состав дамасской стали

Содержание

Виды дамаска

Существует как минимум восемь видов дамасской стали. Перед перечислением типов дамаска стоит сделать короткое примечание.

В целом можно изготовить нержавеющий дамаск. Чтобы это стало возможным необходимо собрать пакет легированной «правильными» присадками стали и сварить его в вакууме. Далее, накладывать слоями и расковывать.

После чего повторить этот цикл. Технически это сложный процесс, но современные технологии могут справиться с поставленной задачей. К примеру, сегодня делают кухонные ножи с узорчатыми нержавеющими обкладками.

Разновидности дамаска:

«дикий» — получил своё название из-за неупорядоченного узора. Техпроцесс изготовления такой стали самый примитивный — сваренный пакет сталей проковывают, рубят на части, складывают и опять проковывают — процесс повторяется многократно.
простой — отличается стабильно повторяющимся узором. По техпроцессу фактически не отличается от дикого материала.
штемпельный — название стало следствием применения так называемого штемпеля с узором, который и проявляется на клинке. Такие узоры могут напоминать кольца древесины, лестницу, круги на воде и пр.
мозаичный — в этом случае для приготовления слоистой структуры подбирается специальный пакет сталей — их собирают как мозайку, что позволяет получить красивый декоративный эффект. Подвидом этого типа является мозаичный торцевой дамаск: он представляет собой лезвие с наваренными полосками мозаичного дамаска, срезанного с торца готового блока — такая полоска может использоваться и как середина клинка.
мозаичный порошковый — этот вид дамаска не характерен для РФ, но по технологии фактически не отличается от обычного мозаичного. Вместо полос стали узор составляется из стального порошка, который засыпается в металлическую банку, спекается, а после проковывается.
кручёный — для так называемого скрута заготовку для проковки делают из скрученных стержней. За счёт регулировки угла закручивания и глубины взрезки можно получить различные узоры.
волокнистый — это вид применяется при производстве качественных японских мечей. При проковке дамаска волоски стали не растягиваются на всю длину клинка, а, наоборот, мелко нарезаются и перекладываются в слоях под прямым углом. По структуре и внешнему виду такой материал очень похож на булат.
многорядный дамасский клинок изготавливают из нескольких полос дамаска — в центре обычно устанавливают простой дамаск, а на поверхности располагают слои с красивым художественным рисунком.

Формирование пакета для горновой сварки

Так как проволока стала достаточно мягкой, мы можем её согнуть в удобную нам форму, после чего один её конец обматываем мягким железом и провариваем электродуговой сваркой. Полоска железа необходима для возможности использования электросварки, ведь проволока очень тонкая и она просто сгорела бы. После привариваем ручку из арматуры, для удобства удержания при горновой сварке и дальнейшей ковке.

Рис 10. (заготовка).

Теперь нагреваем нашу заготовку примерно до восемьсот градусов. Я использую газовый горн, он имеет ряд преимуществ как то постоянная восстановительная атмосфера и в нём всё хорошо видно, что происходит.

Рис11. газовый горн.

После чего обильно посыпаем бурой

Бура нужна для растворения окалины и защиты метала от кислорода – это важно для проведения качественной кузнечной (горновой) сварки. После чего проводим непосредственно саму сварку

Рис 12. (посыпание бурой).

Сварку проводим на бруске дерева, это необходимо для защиты заготовки от кислорода, огонь появившийся от контакта заготовки и дерева, выжигает кислород и создаёт восстановительную среду вне горна. А также для меньшей теплоотдачи заготовке – то есть проволока очень тонкая и при контакте с наковальней быстро остывает.

Рис 13. (сварка).

После горновой сварки, расковываем заготовку до необходимых размеров, в данном случае мы собираемся заготовку торсировать (скручивать) – поэтому расковываем в квадрат со стороной двадцать мм. Измеряем воротком, – которым будет скручиваться заготовка.

Рис 14. (расковка).

Рис 15. (подготовка к торсировке).

Теперь, когда мы подготовили заготовку, важно придумать, как будет вскрываться рисунок, на данном этапе волокна расположена в вдоль заготовки и конечное изделие будет не очень эффектным. Можно его скрутить – но тогда получится такой же рисунок металла, как и у обычного троса, поэтому в данном случае скручиваем в разные стороны с шагом примерно полтора два сантиметра. Рис 16

(торсировка)

Рис 16. (торсировка).

Рис 17. (торсировка).

После чего заготовку подравниваем до нужных размеров, в данном случае размер квадрата примерно двадцать миллиметров.

Рис 18. (заготовка после торсировки).

Рис 19. (заготовка после торсировки).

Преимущества

Применение рафинированного метода производства дамаска преследует своей целью улучшение качества металла. Убираются примеси и шлаки. В процессе происходит равномерное распределение углеродных соединений по всему лезвию.

Сварочный метод позволяет комбинировать заготовки различных характеристик углеродного уровня. Создается податливая и прочная сталь. Мастер кузнечного дела придает изделию требуемую форму.

Популярность дамаску приносит именно острота прочного лезвия. Ножи прекрасно справляются с древесиной и костью.

Коллекционную ценность добавляют разнообразные уникальные узоры лезвий. Клинок из дамасской стали с необычным рисунком является превосходным подарком.

Технологии прошлого: дамасская сталь

Дамасская сталь — металл с высоким содержанием углерода (до 2,13%), который получали методом поковки. Это самый первый вид стали, который появился до того, как возникли технологии выработки высокоуглеродистых сплавов. Наряду с дамаском использовали только бронзовое оружие, которое не отличалось высокой прочностью, и слишком мягкое железо.

Первое стальное оружие создавали именно из дамаска. Точную дату изготовления первого клинка ученые не знают, известно лишь, что сталь начали вырабатывать в Азии.

История появления

Первые находки дамасской стали датируются XIV-XIII веком до нашей эры. Ее начали создавать в Передней Азии. Через 500 лет технологию подхватили европейцы, а чуть позже она появилась и в Китае. Появление сыродутной печи позволило обрабатывать железную руду. Такой металл был не пригоден для применения. Кузнецы из разных стран (большей частью независимо друг от друга) начали разрабатывать способы дополнительной обработки и сваривать разные виды стали друг с другом.

Упоминания о тиглевой стали (которая и стала затем называться «дамасской», а после — дала имя всем видам подобных сплавов) относят к 300 году до нашей эры, позднее тиглевую сталь (или «узорчатый булат») начали создавать в Иране и Киевской Руси. На Руси оружие из дамаска массово стали делать только в XV веке, но и после освоения технологии клинки сюда везли из Персии. «Классический» дамаск появился в Индии, где добывали руду, которая подходила для специальной булатной стали («вуц»). «Вуц» плавили в тиглях, выжигая примеси, которые снижали качество стали.

Известна дамасская сталь и сегодня. Но, ввиду сложности выработки, ее применяют крайне редко — только для изготовления сувенирного оружия. Существуют более простые в производстве и аналогичные по прочности сплавы.

Интересные факты

К самому городу Дамаску сталь не имеет отношения: археологи так и не смогли найти подтверждение тому, что здесь вырабатывался такой материал. До сих пор неизвестно, почему сталь получила такое название.
Вопреки расхожему мнению, дамасская сталь не является самой прочной и острой. Миф пришел из прошлого, когда европейцы не пользовались технологией массово и изготавливали стальные инструменты и оружие из мягких сплавов.
Известно, что чем тоньше линии на поверхности изделия, тем больше слоев, а значит, и выше прочность. Однако сложный рисунок (зигзаги, «волны») говорит о худшем качестве. Нож с прямыми и тонкими линиями будет максимально прочным.
Дамасскую сталь считают наиболее прочной, но главное ее преимущество — отсутствие необходимости в заточке. По мере стирания режущей поверхности «обнажаются» слои стали, и изделие самозатачивается.
Рисунок на стальном изделии получают во время ковки. Его не травят.
Дамаск ржавеет, нож из него требует ухода.

Технология изготовления

Высокоуглеродистую сталь получали методом поковки тонких железных заготовок из разных материалов. Чередуя мягкую и твердую сталь, которую вытягивали и сваривали друг с другом, кузнец добивался высокой прочности и гибкости. Многослойная структура давала изделию необычный рисунок. Узор уникален в каждом случае и зависит от характера ковки, числа слоев и других факторов.

Дамаск требует много времени на изготовление, технология изготовления изделий из такой стали практически не изменилась. Другие высокоуглеродистые сплавы дамаском не считаются: у них нет характерного узора, а получают их не поковкой, а с помощью плавления. Учитывая время, необходимое для изготовления дамаска, он не получил такого распространения, как обычная сталь. Из него создавали оружие и доспехи для представителей высшего сословия. Стальные инструменты — топоры, плуги, молоты — появились гораздо позже. Сегодня из дамаска не делают орудие. Использование стали ограничивается охотничьим и сувенирным оружием.

15 сентября 2016

Поделиться с друзьями:

Особенности эксплуатации

На срок службы ножа из дамаска влияет правильная его заточка. Перед тем, как приступить к процедуре изучи твердость материала

Далее обрати внимание на заводской угол заточки, его и следует сохранить. Придерживайся 45-градусный угол

Точить нож следует очень аккуратно, дабы не загнуть мягкий слой на твердый на кромке лезвия. Иначе, несмотря на внешнюю остроту, при использовании клинок окажется тупым.

Не забывай перед заточкой осматривать лезвие на предмет наличия повреждений и сколов. Если точить такую поверхность, то острота серьезно пострадает.

Нельзя использовать автоматику в данном процессе, только ручной способ. Ты должен чувствовать, как происходит снятие слоев.

Этапы:

Используй крупнозернистый абразив для снятия старого слоя. На этот шаг приходится 80% от всей работы. Минимально требуется 5 минут. Для достижения наилучшего результата забудь про резкие и дергающие движения. Равномерно и плавно используй абразив вдоль лезвия. Не дави сильно, иначе повредишь мягкие слои. Поперечная заточка не приемлема.
Приступай к декоративной заточке. Для этого используй абразив с мелким зерном. Шлифуй аккуратно, убирай царапины, повышай качественность внешнего вида лезвия.
Окончательный шаг – протри смоченной в лимонном соке салфеткой. Если нет сока, можешь заменить цедрой и закрепить пчелиным воском.

Из-за малой коррозионной стойкости клинок нужно хранить в масле. Если игнорировать данное правило, в результате повреждения ржавчиной нож быстро потеряет свои внешние и эксплуатационные свойства.

Уход за ножами

Чтобы нож служил долго, уход за ним должен быть правильным. Обязательно надо очищать изделие после каждого использования. После мытья его всегда следует вытирать насухо! Клинок необходимо смазывать касторовым маслом после очищения, но слишком обильно наносить его не нужно. Касторка быстро сохнет, потому ее надо оставлять на лезвии при активном доступе воздуха до полного высыхания.

Советы и рекомендации

Несмотря на крепость стали, нож можно повредить, испортить заточку. Во избежание таких последствий надо соблюдать следующие запреты:

не рубить кости животных (тушу аккуратно разделывать по суставам);
не перерубать металлические и иные слишком твердые изделия;
не вскрывать ножом консервные банки;
не метать нож в деревья, иные цели;
не заменять ножом отвертку, молоток, другие инструменты;
стараться не выгибать клинок.

Уход за ножами

Хранение ножа лучше осуществлять вне ножен, исключив попадание воды. Чтобы рисунок длительное время оставался красивым, нельзя допускать попадания на клинок кислот, щелочей.

Советы и рекомендации

не рубить кости животных (тушу аккуратно разделывать по суставам);
не перерубать металлические и иные слишком твердые изделия;
не вскрывать ножом консервные банки;
не метать нож в деревья, иные цели;
не заменять ножом отвертку, молоток, другие инструменты;
стараться не выгибать клинок.

Как удалить ржавчину с поверхности дамасской стали

Случается, что на поверхности появляется коррозия. Убирать ее следует сразу же после выявления. Делают это при помощи наждачки с мелким зерном, параллельно смачивая изделие керосином. Допускается применение касторки, полировальной пасты с абразивными добавками

После оттирания пятен нужно уделить уходу за изделием более пристальное внимание, чтобы ржавчины на нем больше не возникало

Дамасская сталь. Эксперимент. Часть 1.

Неимоверное количество глупостей и небылиц я регулярно выслушиваю от людей, когда речь заходит о дамасской стали.Дескать, данная сталь обладает супер — волшебными свойствами, секрет её изготовления, безусловно, безвозвратно утерян, а все современные реплики есть дешевая подделка, откровенное шило и непотребщина. Дабы пролить свет на эту спорную тему я приведу отрывок из книги А.К.Антейна «Дамасская сталь в странах бассейна Балтийского моря» изданной в далеком 1973 году Рижским Политехническим Институтом. Автором лично изучено около 400 артефактов из дамасской стали, также в своей книге он опирается на ряд авторитетных исследований опубликованных ранее. Взято из главы «Общие сведения о дамасской стали»:

Из этого маленького отрывка можно сделать простой и однозначный вывод: Дамасская сталь– есть собирательный образ, которым именуется кусок металла, сваренный посредством кузнечной сварки из нескольких кусков стали с разным содержанием углерода.Слои стали образуют при этом определенный узор.Всё.Также становится понятным откуда берут исток основные легенды.

Теперь когда стало ясно, что же такое дамасская сталь, перейдем к описанию практической части эксперимента.Я взял 3 пластины ст3 и 3 куска от обычного советского напильника(сталь у10 — у13) примерно одного размера.

Выровнял их плоскости и скрепил вместе с помощью электросварки. Пластины стали в собранном пакете чередуются. Получился 6-тислойный пакет.

Кузнечная сварка проходит при температурах близких к 1100-1200 °С, это соответствует соломенно-желтому/белому цвету каления стали, и у меня, к сожалению, не было возможности сфотографировать сам процесс сварки. (кузнечной сварке будет посвящена отдельная статья) в качестве флюса я использовал прокаленный кварцевый песок.

После сварки я тщательно проковал поковку и разрезал поперек на 3 части, отшлифовал и отполировал грани, чтобы оценить качество провара по всему объему заготовки.

Дефектов, следов окалины, полостей обнаружено не было, что говорит об успешном сваривании сталей с различным содержанием углерода. После травления поверхности поковок в водном растворе хлорного железа проявилась слоистая структура металла.

Теперь чтобы получить узорчатую структуру металла я собрал вместе все три части, получив тем самым пакет в 18 слоев стали.

Сварив их вместе кузнечной сваркой, я получил пруток квадратного сечения, который подвернул поперечному скручиванию (торсированию) – из данной поковки выковал клинок для небольшого ножа. После закалки, шлифовки, поливки и травления получился вот такой клинок.

Булат и Дамаск

Рисунок дамасской стали на спиле металла:

Термин дамасская сталь появился сравнительно недавно. В разных источниках стало появляться подобное наименование кованого изделия в середине XIX века. До этого чаще использовалось наименование «Гурда», так называли творения кузнецов с Кавказа и Междуречья. Там стали ковать изделия из смеси сплавов, добиваясь необычного рисунка на поверхности клинков.

Булат, как свидетельствуют исторические исследования, пришел из Индии. В музеях истории сохранились образцы оружия, где применялись литейные заготовки из легированной стали. Чаще всего в них присутствует хром, концентрация которого может достигать до 14 %.

Однако булатное производство рассчитано только на индивидуальный выпуск продукции. Поэтому технология довольно затратная. Мастер тратит много времени для изготовления определенного образца. Если заходит разговор о массовом производстве, то не рассчитывают на сложную технологию.

Только Златоустовский оружейный завод (единственное крупное предприятие) производит булатные клинки. По специальному заказу выпускают изделия дамасской стали. Цены на товар высокие, но имеется стабильный спрос на продукцию не только внутри России, но и за рубежом.

Изучением технологии производства и созданием промышленных технологий занимался металлург Павел Петрович Аносов. Результаты его работы присутствуют во всех учебниках по металловедению и кузнечному делу.

Современный булат в изделиях – реплика ножа НР-40 в современном исполнении, изготавливается на заказ:

Во время Великой Отечественной войны завод выпускал армейские ножи и шашки для кавалерии. Достаточно много экземпляров оружия с той поры реализуется в настоящее время на различных интернет ресурсах. Современные кузнецы производят новодел (так называют изделия, которые выполняются по образу и подобию старинных образцов). Несколько сотен мастерских предлагают копии, которые трудно отличить от оригинала.

Нож разведчика НР-40, изготовленный в 1942 г. – их выпустили более 7 млн. экземпляров:

Судя по количеству предложений и ценам, можно сделать вывод, что индивидуальный товар пользуется стабильным спросом. Производство изделий из булата и дамасской стали может быть довольно интересным и прибыльным бизнесом.

Современный нож НР-40, изготовленный по образцам периода Великой Отечественной войны:

Отличие булата от дамасской стали специалисты видят в исходном сырье:

Булат – это сплав, в котором присутствует значительное количество легирующих элементов, при последующей кузнечной обработке методом кузнечной сварки соединяют платины, которые придают изделию комплекс новых свойств.
Дамаск – это механическое соединение металлических заготовок, разнящихся по своим свойствам. Выполняется проковка до нескольких десятков слоев.

Дамасская сталь

Дамасская сталь стала известна еще во втором тысячелетии до нашей эры в регионе Передняя Азия, который включает в себя Аравийский полуостров, Персию, Междуречье и полуостров Малая Азия. Многие годы секрет получения таких сталей передавался в устной форме от мастера к подмастерью. Тем не менее, через 500 лет он проник в Европу, а уже в III веке нашей эры стал известен и в Древнем Риме.

Само название «дамасский» является некорректным и, по-видимому, произошло из-за большого рынка холодного оружия, который был расположен в этом городе, а возможно благодаря найденным археологами в нем первым мечам из дамасской стали.

Строго говоря, существует два вида дамасской стали: рафинированная и сварная. Различие между двумя этими видами заключается в способе их получения.

При рафинированном методе единый кусок стали подвергается многократной перековке, при этом избавляются от разнообразных примесей в заготовке, которые могут ухудшить качество изделия. До XVIII столетия такой способ получения дамаска был преобладающим, но в последующем широкое распространение получил метод кузнечной сварки.

При этом методе применяется кузнечная сварка, когда отдельные листы плотно подгоняются друг к другу, нагреваются и проковываются. Листы металла, без шероховатостей и очищенные от оксидной пленки, настолько плотно прилегают друг к другу, что в действие вступают межатомные силы, электроны начинают путешествовать между слоями и заготовка из листов начинает представлять собой единый кусок металла. После этого полученный «слоеный пирог» разрезается пополам и складывается снова и операция повторяется снова. Общее количество слоев может достигать нескольких тысяч, но наиболее оптимальным является число в несколько сотен.

Процесс изготовления требует выдерживания определенных условий. Слои металла в заготовке чередуются между собой, на лист высокоуглеродистой стали накладывается слой железа, затем снова сталь и так далее. Делается это с целью получения определенных характеристик: если высокопрочная сталь дает сплаву упругость и остроту, то более мягкое железо понижает его хрупкость.

В период раннего средневековья большую популярность приобрел метод, называемый харалуг. При этом способе сложенные вместе листы скручивались, после чего проковывались и соединялись в единый брус. Упоминания о халаружных мечах есть даже в русской летописи «Повесть временных лет».

Побочным эффектом получение дамасских сталей является характерный узор, который обусловлен разным содержанием углерода в составляющих его металлах.

Шаг 4: Формовка

При планировании проекта обязательно помните, что конечный результат будет намного меньше по размеру, чем оригинальный кабель. Также имейте в виду, что концы кабеля могут распускаться и не свариваться. Не волнуйтесь, просто найдите, где начинается сварной шов и обрежьте конец. Из-за характерных особенностей кабеля и количества зазоров и выступов в нем, вы обязательно столкнетесь с дырами и отверстиями, если только не используете пневматический молот или кузнечный пресс.

Суть состоит в том, чтобы смять кабель, увидеть, с чем вы имеете дело и отталкиваться от этого. Я решил сделать из своего отрезка кулоны в форме каплевидного щита. Чем мельче зернистость, которую вы используете при окончательной шлифовке , тем лучше будет виден рисунок. Так как я хотел добиться очень глубокого травления, мне не нужно было шлифовать слишком гладко. Достаточно наждачной бумаги 120 зернистости перед травлением.

Интересные факты

Информация о превосходстве старинной дамасской стали над другими видами появилась в романтической литературе и СМИ. Однако ученые не доказали данный факт. Аналогичное относится к вымышленному факту о распространенности среди народов. Археологи не обнаружили пока дамасский клинок на Западной Европе, датированный ранее 15 века.

Не найдены и доспехи, спаты либо гладиусы в Риме, выкованные из дамаска. Хотя существует миф, что материал был широко популярен и ценился на вес золота.

В крестовых походах дамасские клинки также не использовались. Согласно историческим документам, впервые о дамаске упоминали в 13 веке. Не соответствует действительности информация, появившаяся в 19-20 веке о возможности дамасских мечей разрубать оружие и пластинчатые доспехи, выполненные из других видов стали. Это подтверждено экспериментально. Сталь с 55-58 HRC невозможно повредить аналогичной по твердости оружием.

Дамаск наделяли в разных источниках неестественными свойствами. Однако металлургические исследования и попытки воссоздания технологии изготовления дамасской стали доказали, что материал не обладал характеристиками, не поддающимися законам физики.