Как сделать дамасскую сталь самому

Процесс изготовление ножей из дамасской стали

Доброго времени суток уважаемые читатели. Покупатели нашего интернет — магазина довольно часто задавали нам вопросы касаемо различных марок стали, поэтому мы решили подготовить информационные обзоры по ножевым сталям, представленным в нашем ассортименте. Наиболее подробный фоторепортаж, о технологическом процессе начиная с металлического бруска (заготовки) и заканчивая готовым ножом, мы решили подготовить о дамасской стали, так как она имеет значительные отличия от большинства марок стали.

Согласно материалам википедии — дама́ск (дама́сская сталь) — вид стали с видимыми неоднородностями на стальной поверхности, чаще всего в виде узоров, получаемых различными способами, например при многократной перековке стального пакета, состоящего из сталей с различным содержанием углерода (сварочный дамаск).

На фото (слева-направо): современный нож, изделие древних мастеров, булат.

Дамасская сталь связана со многими легендами и сильно романтизирована в классической литературе и исторических хрониках наряду с булатом. Не буду утверждать, что мы заново открыли рецепт придуманный, за тысячу лет до нашей эры, но пользуясь знаниями в современной металлургии и проведя большое количество опытов, мы получили свой собственный рецепт дамаска с твёрдостью клинка — 62 еденицы по шкале Роквелла (HRC).

Для тех, кого чтение статьи уже успело утомить и кто хочет ‘’один раз увидеть, а не сто раз услышать’’, небольшой видео ролик о рабочем процессе из нашей кузницы.

Рабочий процесс по изготовлению ножа разделяется на два этапа: изготовление дамаска в кузнице и последующая обработка клинка в ножевой мастерской. С производством стали в кузне вы можете ознакомиться в нашем видео, а так же в находящемся ниже фото-отчёте с комментариями.

Ковка дамаска в кузне

Изготовление дамаска может происходить несколькими различными способами, мы производим, так называемый ‘‘сварочный дамаск’’. Данная технология подразумевает набор и сварку заготовок (отсюда и название сварочный) из различных марок сталей, мягких и жёстких, что позволяет достигнуть необходимых характеристик для хороших режущих свойств клинка.

На фото (слева-направо): набор и сварка пакета сталей, скрутка раскованного пакета, ковка пакета сталей молотом.

Дамаск не является металлом, находящимся в природе в чистом виде, а состоит из пакета сталей, подобранных нами в результате большого количества тестов. Мы используем для его создания пакет из четырёх марок стали (ШХ-15, ХВГ, У8А, сталь-3), каждая из которых необходима для придания необходимых режущих свойств конечного изделия.

Перейдём более подробно к самому технологическому процессу. После того, как, как была подготовлена заготовка из пакета сталей, её необходимо раскалить до ярко-красного цвета, после этого можно приступить непосредственно к ковке. Процесс ковки повторяется трижды, толщина выкованной полосы при первых двух этапах не имеет чёткой регламентации, а при третьем финальном она делается максимально приближенной к толщине обуха конечного изделия, во избежание лишнего расхода металла и удлинения процесса обработки.

Далее заготовке придаётся прямоугольная форма для следующего технологического процесса – скрутки. Фрагмент непосредственно со скруткой не попал в видео, но здесь ничего особо сложного нет, раскалённая заготовка, закручивается по спирали, на такое количество оборотов, которого удаётся достичь, до того, как металл застынет – в результате чего форма заготовки меняется с прямоугольной на цилиндрическую (расковку скрутки вы можете увидеть на 10 минуте видео). От количества скруток зависит текстура рисунка на клинке.

Кроме того хочу обратить ваше внимание на такой момент технологического процесса, как посыпка бурой (порошок белого цвета), которая применяется вовремя ковки заготовки после скрутки для вытягивания шлака и окалины, что позволяет избежать появления свищей и непроваров. После этого получается полоса металла, из которой будут изготавливаться непосредственно клинки. Переходим теперь в мастерскую, где из полосы изготовят нож, ну и ещё немного фотографий из кузни напоследок.

Процесс изготовление ножа в мастерской

Мы уже побывали в кузнице и увидели, как изготавливаются полосы из дамаска, теперь давайте посмотрим, что происходит с ними дальше.

В первую очередь необходимо с помощью специального лекала обвести на заготовке контур будущего клинка, отрезать его от полосы металла выкованного в кузнице и обрезать по контуру.

На фото (слева-направо): разметка заготовки, заготовка и лекало, вырезание по контуру.

Ковка металла с применением механического молота допускает небольшого различия в толщине металла в выкованной пластине, по этому, необходимо произвести выравнивание клинка по плоскости. После этого клинку придаётся геометрия согласно лекалу и чертежу, так же именно на этом этапе, делается например взрезка по технологии двояковогнутой линзы.

На фото (слева-направо): вырезанная заготовка, выравнивание по плоскости, придание геометрии клинку.

После вышеописанных действий мы получаем клинок уже достаточно близкий по внешнему виду к тому, что мы привыкли видеть на прилавках магазинов, но достаточно грубовато выглядящий и без узора. Клинок необходимо отшлифовать, что называется до зеркального блеска. Далее наносится клеймо мастерской (область для нанесения клейма предварительно разогревается) и делаются отверстия для клёпок, если предусмотрен цельнометаллический монтаж.

На фото (слева-направо): шлифовка, нанесение клейма, сверление отверстий под клёпки.

Ни один клинок не будет обладать заявленными свойствами, если его не закалить. Переходим к следующему этапу термозакалке. Клинок закаливается в термопечи при определённой температуре и получает твёрдость клинка 62 HRC по шкале Роквелла. После этого поверхность зачищается на шлифовальной ленте от окалин и клинок стал бы уже готовой продукцией, если бы не одно маленькое но – нет рисунка. Узор который и делает дамаск — дамаском, проявляется при воздействии на клинок азотной кислоты, все манипуляции в кузне с различными сталями их свариванием и кручением был нужен именно для этого момента, для выявления рисунка.

На фото (слева-направо): термозакалка, очистка от окалины, травление рисунка.

Собственно клинок почти готов осталось придать только угол заточки, уделим немного вниманию рукояти. Монтаж рукояти мы делаем в двух вариантах с хвостовиком и цельнометаллический монтаж. С цельнометаллическим вариантом я думаю никаких вопросов возникнуть не должно, сверлятся отверстия под клепки и на них крепятся накладки. Цельнометаллическая конструкция является наиболее надёжным видом крепления, но большинство предпочитает более традиционное крепление посредством хвостовика. Для такого материала, как береста целмет монтаж практически невозможен.

На фото (слева-направо): обжиг хвостовика, рукоять в разборе, рукоять перед обточкой.

Для монтажа проводится отжиг хвостовика, происходит отпуск металла для сверления отверстий, на клёпку крепится шпилька – можно крепить гарду и рукоять. И последний этап придание формы рукояти – нож готов. Остаётся только придать ему необходимый угол заточки режущей кромке в зависимости от назначения.

Прилагаю некоторое количество фотографий не вошедшие в основное описание, к сожалению, у оригиналов был большой размер, поэтому все фотографии в статье пришлось ужимать для нормальной подгрузки на мобильных устройствах и планшетах, поэтому от увеличения по клику пришлось отказаться.

Наиболее часто задаваемые вопросы про дамаск

Чтобы удовлетворить ваше любопытство остановлюсь на нескольких наиболее важных моментах:

• Откуда берётся узор на клинке – узоры на поверхности этого вида дамаска достигается за счёт неравномерного распределения углерода в связи с неоднородностью материала, что специально усиливался посредством травлением поверхности кислотами для придания клинку красивой текстуры.

• Из чего вы делаете свой дамаск – клинки изготавливаются из пакета четырех сталей: ШХ-15 (конструкционная углеродистая сталь), ХВГ (сталь для измерительного и режущего инструмента), У8А (инструментальная углеродистая сталь) и сталь-3 (название условно, но до конца раскрывать секреты своей продукции не захочет ни один мастер).

• Сколько слоёв в ваших клинках – несколько тысяч, что достигается за счёт того, что сваренные полосы из металла проковываются трижды. В первый раз сваривается 21-22 полосы, во второй и третий меньше количество полос, так как ширина заготовки напрямую влияет на длительность процесса ковки.

Дамасская сталь

Если по химическому составу булат или дамаск практически не отличаются, то технология формирования этих вариантов стали разнится, что обеспечивает заметную разницу в структуре и их свойствах. Оба материала обладают знаменитым узором, который является визитной карточкой этих сталей, а потому узнать их сможет даже неспециалист.

Дамасская сталь.

Что такое настоящий дамаск и булат

Различие между булатной сталью и дамаском обусловлена особенностями производственного процесса. Раньше технология изготовления такого оружия хранилась в секрете — только мастера знали, как сделать дамасскую сталь, а сами изделия очень ценились и стоили невероятно дорого. Впрочем, и сейчас ножи из этих материалов являются дорогим удовольствием, так что немалый процент моделей относится к категории коллекционного оружия.

Технология получения дамасской стали подразумевает проковку скрутки из прутков/пластин углеродистой стали. За счёт проковки слои сплющиваются и становятся очень тонкими — многослойная структура обеспечивает клинку необходимые прочностные характеристики.

В отличие от дамаска булатные клинки изготавливаются методом литья. По технологии для приготовления булата используется высоко- и низкоуглеродистые стали — в результате плавления в расплаве с низким содержанием углерода находятся частично расплавленные частицы высокоуглеродистой составляющей. Такая двухкомпонентная текстура и обеспечивает формирование знаменитого рисунка — он произвольный и не повторяется вследствие хаотичного расположения компонентов в процессе плавки.

Отличие булата от дамаска

Преимущества булатной и дамасской стали разделили любителей такого оружия на два лагеря. Так что при выборе покупатели больше опираются на личные предпочтения. Как было сказано выше, даже по внешним признакам (по рисунку) чётко опознать эти материалы не представляет проблемы.

Булатная сталь.

Какая сталь лучше булат или дамаск

Важным преимуществом булата перед дамаском является наличие легированной разновидности, что позволяет исключить коррозионное разрушение и упростить хранение и уход за ножом.

Создание коррозионностойкого дамаска технологически очень сложный процесс, на практике это просто нецелесообразно.

Характеристики дамасской стали

Основной характеристикой этого материала, которой интересуются пользователи, является твёрдость. В зависимости от выбранной производителем ТО и самого изделия она может колебаться от 61 до 64 единиц по Роквеллу. На практике это означает, что лезвие хорошо держит заточку, за что такие модели и ценятся до сих пор.

Ржавеет ли дамаск

Поскольку дамаск представляет собой прокованный пакет углеродистых сталей, то о хорошей коррозийной стойкости говорить не приходится — легирующих элементов в составе практически нет.

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.

• «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.

Ножи и другое холодное оружие из дамасской стали

Этот материал применяется для производства сабель и прочего коллекционного холодного оружия или моделей бытового назначения — это могут быть как бытовые и туристические, так и кухонные, рыбацкие и прочие ножи.

Нож из дамасской стали.

Бытовые и туристические ножи

Бытовые и туристические модели оптимальны для нарезки мяса, рыбы, птицы, овощей и фруктов. Высокая твёрдость клинка не требует постоянной заточки модели, потому они удобны как на кухне, так и в походе.

Уход за ножом из дамасской стали

Низкая коррозионная стойкость обусловливает определённые правила хранения клинка — нож рекомендуется хранить в масле. В противном случае он будет ржаветь и из-за ржавчины дорогая модель придёт в негодность.

Как точить нож из дамасской стали

Чтобы наточить дамасский нож своими руками, необходимо учитывать следующие нюансы.

• часть клинка с зазубринами и сколами нужно спилить для выравнивания;
• затачивание ножа выполняется медленно и аккуратно, чтобы один слой слоистой структуры не загибался на другой — для этого применяют абразивные материалы с последовательно уменьшающимся размером зёрна;
• заточка выполняется по диагонали — точить клинок вдоль малоэффективно;
• точильные борозды и полосы портят рисунок изделия — их необходимо заполировать мелкозернистым материалом;
• заточенный нож необходимо протереть салфеткой, можно использовать цедру лимона.

Заточка ножа из домасской стали.

Перспективы дамасских ножей

Яркие плюсы и не менее значительные минусы ножей из дамасской стали ограничивают их популярность. Низкая коррозийная стойкость и необходимость бережного отношения, ухода после каждого использования делают дамасский клинок не самым удобным, современные сплавы более технологичны и удобны. Но коллекционные клинки из дамаска по-прежнему остаются одним из самых красивых подарков.

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»:

«Ни об одном сорте стали в мире не создано столько легенд, сказок и преданий, как о булатной стали, которую отливали мастера древнего Востока. Лезвия холодного оружия, изготовленные из неё, славились своей твердостью, упругостью и остротой.Булатная сталь отличается красивой отделкой поверхности: на темном фоне видны более светлые волнистые линии. Рисунок никогда не повторяется, узор на поверхности металла как будто образован сплетением волокон стали с разным содержанием углерода.Наилучший металл производился в Индии, секрет его изготовления тщательно оберегали, мастера передавали его из поколения в поколение, пока он, наконец, не был утрачен.Булатная сталь была известна в Европе ещё до нашей эры.Упоминания о ней встречаются у Аристотеля. Многие металлурги и ученые Западной Европы, особенно в начале ХIХ века пытались разгадать технологию её производства.Одним из них был великий английский физик М.Фарадей.Однако решить этот вопрос удалось только русскому металлургу П.П.Анасову, который после почти десятилетнего(1828 — 1837 гг.) исследования холодного оружия, изготовленного мастерами древнего Востока, и сотен сплавов собственного производства первым в Европе изготовил лезвия из литой стали, которая по своей структуре и свойствам была похожа на лучшие образцы булатной стали, изготовленной мастерами древнего Востока. Не зная секрета производства булатной стали, многие пытались имитировать эту высококачественную литую сталь.Одними из первых такие попытки предприняли оружейники древнего города Дамаска, куда булатная сталь ввозилась из Индии.Дамаск ещё во времена Римской империи стал центром производства высококачественного оружия.Сталь похожую на дамасскую, начали производить и в других городах Ближнего и Среднего Востока. Термин« дамасская сталь» получил широкое распространение.Долгое время так называли также и литую булатную сталь.Теперь это название применяют только по отношению к сварочной узорчатой стали.Пытаясь имитировать булатную сталь, древние мастера складывали / сплетали вместе проволоку(или ленту) из железа(иногда– мягкой стали) и твердой стали.После этого их сваривали кузнечной сваркой в один кусок.»

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.

Изготовление дамасской стали

Для составления пакета подходят сотни современных сталей, назову лишь небольшое количество. По химическому составу подходят шх15, шх4, шх20сг, шх15сг, 65г, 50хфа, 60с2хфа, 70г, 70с2ха, 5хнм, 5хгм, 5х2мнф, 6хвг, 5хнв, 9хс, хвг, у8, у10, у12, у13а и т.д. По температуре ковки и закалки идеально подходят друг другу шх15, у8 и 65г. Температура для их сваривания примерно 1100 градусов, температура ковки 900-1000 градусов, температура закалки 850 градусов. Все эти стали соответствуют «трем правилам», и их легко найти в быту.

Используя в равных пропорциях, из этих сталей получается дамасская сталь с содержанием углерода 0,8%. Для изготовления пакета раскуем эти стали в одинаковые по габаритам пластины примерно 15*5*1 см. Сложим из них 6-ти слойный пакет: у8 — шх15 — 65г — у8 — шх15 — 65г. Чтобы пакет не развалился по углам прихватим его электро-сваркой и с торца приварим ручку из куска арматуры длиной 50-60 см. Пакет для сваривания готов. Теперь поместим его в разогретый горн и доведем до температуры 850-900 градусов, это красно-оранжевый цвет. Вытащим за ручку пакет из горна и поставим его на ребро так, чтобы все слои сталей стояли вертикально. Нанесем сверху на пакет горсть буры. Бура должна растаять и протечь насквозь через пакет. Если бура не протекла, надо добавить ее еще. Если бура не вся растаяла нужно пакет с бурой подержать в горне над углем пока бура не растает. Затем нужно повернуть пакет на 90 градусов, чтобы все слои металла были горизонтальны относительно земли. В таком состоянии бура должна покипеть между слоями сталей несколько минут. Это нужно для того, чтобы бура растворила все шлаки и окалину на металле, образующуюся при нагревании металла в горне. Затем вынимаем пакет разогретый до оранжевого цвета, это примерно 900-950 градусов по Цельсию. Пакет ставим под молот и несильными ударами проковываем от одного края до другого. Этим действием мы выдавливаем жидкую буру со всеми шлаками. Проковывать по всей поверхности пакета не желательно, внутри пакета может остаться бура, что в дальнейшем приведет к «непровару». После того, как вся бура выдавлена из пакета, пакет еще не сварен. Мы просто сблизили между собой очищенные от шлаков слои металла и теперь к свариваемому металлу нет доступа воздуха. Весь этот процесс нужно проводить очень аккуратно и желательно в защитных очках. Раскаленная бура брызгается из пакета на несколько метров в разные стороны и это очень травмо-опасно. Снова помещаем пакет в горн и разогреваем до сварочной температуры примерно 1100 градусов, белого цвета каления. Цвет пакета должен напоминать цвет раскаленного солнца. Пока пакет греется до сварочной температуры за ним необходимо постоянно следить и постоянно поворачивать в горне, чтобы не получить пережог. Как только металл засветился как бенгальский огонь это и есть пережог. Готовность пакета к сварки видна когда пакет равномерно прогрет до белого цвета каления, на нем нет темных пятен и от него только начинают отскакивать искорки. Готовый к сварке пакет вынимается из горна и проковывается на молоте по всей длине. В дальнейшем нужно вытянуть пакет в полосу путем ковки. Вытяжку в полосу нужно вести при температуре нагрева меньшей, чем температура сварки примерно 950-1000 градусов — желтый цвет каления. Проводя ковку пакета «на ребро» при температуре 950-1000 градусов вы сразу увидите есть ли непровар, на месте «непровара» слои разойдутся. Непровар не так страшен, в место где разошлись слои снова подсыпается бура и процесс сварки повторяется. Страшен пережог. В месте пережога сталь уже не лечится. После того , как пакет вытянут в полосу его можно разрубить на горячую или просто разрезать болгаркой допустим на три равных части. Эти части опять складываются в пакет и процесс сварки повторяется. Так из 6 слоев получится пакет из 18 слоев, затем из 54 и т.д. Узор получаемый от такого процесса ковки называется «диким дамасским узором». Для получения четкого контрастного дикого узора нужно набрать в пакете примерно 300-500 слоев. В процессе ковки из нашего пакета весом 3,5 кг останется всего около 2 кг готового изделия, остальной металл выгорел в процессе ковки. Для улучшения качества дамасской стали последнюю вытяжку пакета в полосу нужно проводить при температуре 850-900 градусов красно-оранжевый цвет каления. Это позволяет добиться мелко-зернистой структуры стали. Закаливать дамасскую сталь лучше всего в отработанном машинном масле. После закалки рисунок на стали проявляется еще сильнее. Закаливать дамасскую сталь в воде нельзя, ее там может просто разорвать. Японские кузнецы закаливают свои мечи в воде, но они перед закалкой обмазывают их огнеупорной глиной. После закалки в масле дамаск будет иметь твердость примерно 60-64 единицы по Роквеллу. Для снятия внутренних напряжений в дамасской стали ее нужно отпустить. Это делается двух-кратном нагреванием стали до температуры 180-200 градусов по 1 часу. Этот процесс можно провести даже в домашних условиях на кухне в духовке. Рисунок на стали выявляется путем травления ее в 5-ти % растворе азотной кислоты или в хлорном железе. Концентрацию хлорного железа каждый мастер подбирает себе сам. Начинать обучение по изготовлению дамасской стали нужно именно с «дикого дамаска», и от него уже переходить к изготовлению более сложных узоров. Еще один совет тем кто разогрев пакета проводит в угольном горне. В качестве топлива желательно использовать кокс, он меньше зашлаковывает колосники и дает больший жар. А сам пакет желательно прогревать в верхних слоях угля или даже сверху на угле. В этих слоях воздух, проходя с низу в верх, практически остается без кислорода. Весь кислород выгорает проходя через уголь, и в верхних слоях угля он сильно обогащен углекислым газом. В результате в верхних слоях угля металл почти не окисляется и частично науглероживается и восстанавливается.

Дамасская сталь

Как ни крути, но в кузнечном (в частности — оружейном) ремесле самым большим ореолом тайны и романтики окружена легендарная дамасская сталь.

Процесс создания дамасской стали и ее свойства всегда были чем-то таинственным, почти сакральным. Считается, что секрет изготовления этой стали давно и навеки утерян.

На самом деле — все не так сокрыто и потеряно, как принято считать. Для начала давайте избавимся от самых устойчивых мифов о дамасской стали.

Развенчание мифов

Миф первый и самый устойчивый: «Секрет дамасской стали давно и безнадежно утерян».

Так утверждают все, кто не связан с производством клинков.

Дамасская сталь — композит как минимум из двух сортов сталей, что ни для кого не секрет. Приготовляют дамасскую сталь методом соединения пластинок из этих самых сталей путем кузнечной сварки (и это — тоже не тайна).

Так в чем же этот самый «утерянный секрет»? В используемых сталях? Отчасти — верно. До технической революции очень остро стояла проблема получения качественной стали, которая использовалась в том числе и как сырье для производства дамаска. Поэтому у каждого мастера имелись свои проверенные методы испытания сталей. Именно их мастера и делали тем самым «секретом».

В современном мире все несравненно проще. Марки сталей имеют постоянный состав в соответствии с ГОСТом, и где бы вы ни находились, взяв сталь марки У10, или ШХ15, или 65 Г, получите каждый раз практически один и тот же рабочий материал, свойства которого более или менее стабильны.

Получается, что тот самый «сокровенный секрет» действительно утерян, но намеренно. Причина — в потери актуальности.

Миф второй: «Дамасская сталь — самая прочная сталь в мире».

Миф только отчасти. Говорящие так просто повторяют точку зрения наших далеких предков, которых действительно удивляли и впечатляли свойства и внешний вид дамасских клинков в сравнении с обычными сталями того периода. Ведь, как уже было отмечено, проблема получения качественной стали была очень трудноразрешима несколько веков назад.

В сравнении же с современным качеством сталей исторический дамаск в большинстве своем не дотягивает до привычных стандартов качества.

Хотя это можно проверить, если взять и попробовать самому сварить дамаск!

Выбор стали

Для получения качественного дамаска мы должны приобрести качественные стали, которые и будем сваривать в пакет. Чтобы обеспечить будущей стали хорошие свойства, среднее содержание углерода в пакете должно быть не менее 0,7 %. Поэтому в качестве сырья подходят инструментальные стали; кроме того, можно использовать конструкционные стали с содержанием углерода не менее 0,5 %.

Легирующие добавки в инструментальных и конструкционных сталях зачастую все усложняют. Однозначно непригодны для первых опытов со сваркой все нержавеющие стали. Следует воздержаться от использования обойм подшипников, так как их изготавливают из стали ШХ15, в которой содержится излишнее количество хрома.

Лучше всего остановить свой выбор на простых углеродистых сталях. В качестве источника материала можно использовать старые напильники, рессоры, пружины.

Предварительная подготовка

Давайте остановимся на варианте сборки пакета из напильника и рессоры. Напильники изготавливают из стали У10– У12 (т. е. содержание углерода — 1–1,2 %), на рессоры идет сталь с содержанием углерода примерно 0,5–0,6 %. Взяв эти стали в соотношении 1:1, получаем среднее содержание углерода в пакете 0,7–0,8 %.

Перед сборкой пакета нужно порезать напильник и рессору на пластинки одинакового размера. С напильника можно сточить насечку, а с рессоры следует удалить ржавчину и окалину. Зачистите пластинки, сложите их в стопку, чередуя напильник и рессору, и скрепите пакет по углам точками электросварки.

Для сварки и ковки вручную пакет должен быть невысоким и узким, шириной около 25 мм и высотой 25–30 мм. В длину пакет не должен превышать 200 мм.

Для кузнечной сварки необходим флюс, который растворяет образующуюся окалину и защищает сталь от окисления. Самым лучшим флюсом считается бура (тетраборат натрия), обладающая хорошей текучестью в расплавленном состоянии, прекрасно растворяющая окалину и окислы и легко удаляющаяся во время ковки. Для сварки небольшого пакета нам вполне хватит горсти флюса.

В качестве топлива для горна при кузнечной сварке древесный уголь практически не знает себе конкурентов. Годится литейный кокс. А вот каменный уголь для сварки не подходит.

Следует не забыть приготовить пару молотков: один — полегче, граммов 500–700 (для выдавливания расплавленного флюса и сварки сталей), второй — потяжелее (для протяжки проваренного пакета).

Нам пригодится стальная щетка-крацовка, чтобы смахивать с пакета окалину и излишки флюса. Щетка должна быть стальная, а не латунная, так как присутствие меди при кузнечной сварке сведет все попытки сварить пакет к неминуемому провалу.

Следует заранее позаботиться о емкости, в которой будет находиться бура при флюсовании пакета. Подойдет неглубокая металлическая ванночка или старая сковорода. Подготовьте также «ложку», чтобы наносить буру на раскаленный пакет стали.

Внимание! При работе обязательно используйте средства защиты! Плотная куртка с длинными рукавами, кожаный фартук, кожаные рукавицы, защитные очки или маска-щиток обязательны!

Прогрев пакета

Сначала нужно разжечь горн и как следует прокалить уголь. Загрузив пакет в среднюю (нейтральную) зону горна, его следует медленно прогреть при слабом дутье до желто-оранжевого цвета (примерно +850–900 °С), что займет минут 15–20 (для пакета среднего размера).

Как только пакет хорошенько прогрелся, достаем его из горна и быстро смахиваем с него образовавшуюся окалину металлической щеткой-крацовкой. При прогреве до светло-оранжевого цвета окалина легко отстает от стали. Сразу же обсыпаем пакет флюсом.

Снова загружаем пакет в горн и на этот раз быстро нагреваем его до сварочной температуры при достаточно сильном дутье. Как только языки пламени окрасились в желтый цвет, значит, сталь нагрелась до температуры +1 100 °С — достигнута нижняя граница сварочной температуры.

Продолжаем нагрев и внимательно наблюдаем за пламенем! Как только замечаем первые одиночные «пушистые» искорки, начинающие проскакивать в пламени, значит, нужная нам температура достигнута.

Прекращаем дутье в горн и достаем пакет. Не допускайте сильного перегрева стали — это будет уже пережог.

Выдавливание флюса

Теперь нужно выдавить флюс с растворенной окалиной из пространства между пластинами пакета и добиться плотного примыкания пластин стали между собой.

Вооружившись небольшим ручником, начинаем наносить не сильные, но точные удары, выдавливая флюс с одного конца пакета к другому. Работать следует, нанося только кистевые удары. Как только мы выдавили весь флюс между пластинами, необходимо зачистить пакет от остатков шлака щеткой и снова нанести порцию свежего флюса для защиты от окисления при следующем прогреве.

Два способа ковки

Нагреваем пакет до сварочной температуры и интенсивно проковываем. Повторяем эту процедуру столько раз, сколько будет необходимо для того, чтобы осадить пакет примерно в 2–3 раза от первоначальной высоты.

Далее можно действовать двумя способами. Первый — «одноходовая ковка». Прокованный пакет в горячем состоянии надрубается на две или три части и складывается вдвое или втрое. Надрубать следует на 2/3 или 3/4 толщины пакета со стороны, противоположной складыванию. Перед складыванием поверхности зачищаются щеткой и флюсуются.

Мы увеличиваем количество слоев в пакете соответственно способу надрубания. Предположим, изначальный пакет состоял из 6 слоев стали. Надрубая пополам и складывая вдвое, мы получаем соответственно 12 слоев, далее — 24, 48, 96 и т. д. Складывая втрое, мы получаем 18 слоев, затем — 54, 162, 486 и т. д. Набирая слои стали, следует остановиться в промежутке от 150 до 350 слоев.

Второй способ — «многоходовая ковка». При нем после сварки пакета он проковывается на полосу, которой нужно дать остыть и которая затем режется на пластинки, снова укладывающиеся в первоначальный пакет. Получается, мы каждый раз свариваем первоначальный пакет. Набор слоев стали при этом будет выглядеть так: изначальный пакет из 6 слоев; проковав на полосу и снова собрав пакет из 6 пластинок, получим пакет с 36 слоями стали; повторив процедуру, получим пакет с 216 слоями и т. д.

Каждый способ по-своему хорош и дает несколько различные рисунки полученной стали.

Чтобы увидеть результаты своего труда, нужно зачистить пакет и протравить сталь в слабом растворе кислоты или хлорного железа.

Антон Жуйков, руководитель регионального отделения Союза кузнецов России по Кировской области, фото автора