+7(495) 369-20-19 +7(925) 740-85-90

Корзина (0)



Дамасская сталь.

    Кузнечная сварка является ключевой операцией в создании дамасской стали. Этот процесс требует температуры и давления для создания прочного сварного соединения. Наиболее популярный метод изготовления дамасской стали заключается в компоновке из контрастных слоёв стали пакета, его нагрева и непосредственной сварки составляющих при определённой температуре. При этом необходимо, чтобы сопрягаемые поверхности составляющих пакета были очищены от оксидных плёнок и шлаков. Отлично отполированные и плотно подогнанные бруски металла «прилипают» друг другу (как в случае с калибрами) и в идеальных условиях могут быть скованы и без нагрева. При нагреве металла электроны обретают подвижность и при правильно выбранной температуре и давлении приобретают возможность мигрировать в прилегающие поверхности соседних сопряженных металлов, формируя прочный сварочный шов.

Схема сборки многослойного пакета

Схема сборки многослойного пакета.

    Проиллюстрировать это можно так. Набранный блок из восьми слоев металла с различным уровнем содержания углерода в них сковывается воедино. По завершению кузнечной сварки блок изгибается. Если сварка произведена с надлежащим качеством, между слоями не происходит растрескивание и расслаивание, - весь пакет ведет себя как цельный брус стали. Зашлифовав его торец и протравив его раствором хлорного железа можно увидеть простейший узор – параллельные полоски. После этого пакет расковывается и режется на две и более частей, собирается вновь и сваривается. Общее число слоев в законченном пакете зависит от количества слоев в исходном и количестве сворачиваний и сварок.

    Наметившийся в конце XX века ренессанс в изготовлении дамаска вызвал к жизни и огромное количество спекуляций на этой ниве. Как ни странно это звучит, по настоящему качественный рабочий дамаск, в отличие от декоративного, производят единицы. Главной причиной этого видится малая информированность и коммерческая раскрученность данного направления: спрос рождает предположение, и на рынке появляется все больше и больше изделий из материала, отнести который к дамаску можно только по внешнему виду. Недостаток информации обусловил ряд заблуждений, господствующих в массовом сознании на счет такого материала.

    В качестве главной характеристики дамасской стали, определяющей ее достоинства, обычно называют чередование слоев с высоким содержанием углерода, придающим клинку остроту, и низким, придающим ему прочность. На самом деле, в ходе кузнечной сварки слоев стали с разным содержанием углерода, имеет место его диффузия (т.е. перемещение из областей с высоким содержанием в область с низким). Это ухудшает режущие свойства высокоуглеродистых составляющих пакета за счет объединения по углероду, причем из-за обилия сварочных швов даже могут ухудшаться прочностные свойства всего клинка. Кроме того, выгорание углерода при многократной кузнечной сварке может снижать его содержание на 0,3-0,4%. Дабы компенсировать такие значительные потери, многие мастера идут на более жестокие режимы закалки, что сказывается на прочностных свойствах РК.

    Другое популярное заблуждение гласит, что для пакета древние мастера брали очень дорогие и секретные марки стали, которые и образовывали редкие по красоте узоры. Но известны клинки уже XIX века из Германии и Франции, на которых легко считаются даже внедренные в узор буквы и цифры. Современным мастерам, владеющим технологией кузнечной сварки, создать подобные узоры тоже не представляет особых затруднений. Красота дамасских сталей в своей основе имеет различие цветов слоев сталей с разным химическим составом. Для ярких линий могут применяться простые углеродистые стали или даже низкоуглеродистые.

    Светлые линии.

    - 6 (отечественный аналог – 5ХНМ) – сталь с высоким содержанием никеля. При комбинации с углеродистыми сталями дает блестящие яркие линии. Эта сталь известна высокой прочностью, и ее добавка в пакет улучшает его прочностные свойства.

    - O1 (отечественный аналог –ХВГ) – популярная инструментальная сталь с достаточным количеством хрома для формирования ярких линий в пакете с низкоуглеродистыми и высокоуглеродистыми сталями. Чувствительна к перегреву – начинает крошиться, но зато великолепно сваривается при невысоких температурах.

    - никель – часто используется для яркой и блестящей составляющей пакета. Не рекомендуется для материала клинка. Никель является блокиратором углерода, и если в многослойном пакете слои никеля будут выходить на лезвие, то это негативно скажется на функциональности клинка. Популярен для менее критичного к нагрузкам прибора ножа, где формирует четкие контрастные линии.

    Темные линии.

    Темные линии дамасской стали формируются низколегированными углеродистыми сталями. Путем подбора сталей с разным содержанием углерода можно получить оттенки от светло-серого до густого черного; светлые тона обычно формируются за счет низкоуглеродистого проката. Добавка низкоуглеродистых элементов в состав пакета ведет к обеднению законченного клинка углеродом, что необходимо иметь в виду при проектировании и сборке пакета. На завершающей стадии поковки пакета среднее содержание углерода у большинства мастеров варьирует от 0,6 до 0,8%, и поэтому перед его сборкой обязателен перерасчет относительного количества углерода по каждой отдельной весовой составляющей пакета. Кроме того, следует брать в расчет выгорание части углерода в ходе кузнечной сварки.

    При выборе дамаска стоит обратить внимание на протравку и оконечную окраску полированного клинка. Когда производится зонная закалка клинка из безузорчатой стали также получаются цветовые вариации между закаленной и незакаленной частью. Использованием технологий химического или термического оксидирования дамасскому клинку можно придать дополнительный эффект.

    Наиболее распространенные углеродистые стали для дамаска.

    - 1095 – хорошая ножевая сталь, имеющая избыточный начальный состав углерода и великолепно сочетающаяся с 15N20 или L-6;

    - 1086 (отечественный аналог – 85) – более низкое содержание углерода, хорошо проваривается;

    - 5160 (отечественный аналог – 50ХГА) – многие мастера по настоящему любят эту сталь. Эта сталь масляной закалки имеет великолепный потенциал «защиты от дурака» - склонна прощать огрехи с ковкой и закалкой;

    - 52100 (отечественный аналог – ШХ15, но следует иметь в виду, что эта марка часто имеет избыточное содержание хрома – более 1,5%, - что серьезно затрудняет свариваемость) – это легированная сталь. Она не для начинающих, требует точного контроля процесса термообработки, но, в конечном счете, эти сложности оправдываются качеством клинка;

    - W-2 (У9) – очень популярная сталь: хорошо куется и закаливается. Имеет хорошую структуру зерна.

    Главным при комбинировании различных сталей является их ковкость и температуры сварки. Если одна из составляющих пакета при сварочной температуре начинает течь, в то время как другая еще сохраняет твердость, сварочный шов начинает искажаться при последующей вытяжке пакета. Большое количество нержавеющих сталей имеет этот недостаток.

    'Авторская

Авторская работа – пятислойный «турецкий» дамаск. Мастера Л.Б. Архангельский.

    Больше всего ошибок допускается с определением количества операций при создании пакета: количество сварок соотносится к количеству слоев не прямо пропорционально, а в геометрической прогрессии. Например, начав со сваренной из 4 слоев заготовки, первое сворачивание и сварка дает 8 слоев, вторая – 16, третья – 32, 4 – 64, пятая – 128, шестая – 256, седьмая – 512 и т.д. С другой стороны, есть объективные физические законы, которые не дают создавать пакеты с количеством слоев более 40 – 50 тысяч. При многократном сворачивании углерод имеет тенденцию к выравниванию своей концентрации по всему объему пакета вследствие диффузии, в конечном итоге формируется квазигомогенную заготовку. Оптимальным для дальнейшего развития узора являются пакеты с 300 – 500 слоями. Взяв пакет с количеством слоев, близким к 1000 мастер рискует получить чересчур тонкий узор, а взяв пакет с количеством слоев менее 300 наоборот – слишком толстый и широкий. Конечно, из этого правила есть и исключения.

    Когда пакет сформирован, можно создать несколько типов узоров. Вообще существует бесконечное множество узоров, формируемых в узорчатой сварочной стали, но все они разбиты на несколько основных групп.

    "Древесная" структура узора. Мастер В.О. Сосков.

«Древесная» структура узора. Мастер В.О. Сосков.

    «Древесная» структура формируется в результате проковки пакета произвольным образом и напоминает рисунок древесного шпона. Она может задаваться преднамеренно, но чаще формируется произвольно в результате воздействия молота при придании клинку заданной формы. Ценна отражающаяся в ней внутренняя природа металла и внешняя ограниченность узора.

    Торсирование (закручивание) прямоугольного сварного пакета в горячем состоянии с целью "крученого" узора.

Торсирование (закручивание) прямоугольного сварного пакета в горячем состоянии с целью «крученого» узора.

Схема развития узора закрученного шестнадцатислойного (А) и восьмислойного (В) прутка в зависимости от величины сошлифованного с поверхности металла (в процессах).

    Схема развития узора закрученного шестнадцатислойного (А) и восьмислойного

    (В) прутка в зависимости от величины сошлифованного с поверхности металла (в процессах).

    Многослойный крученый дамаск. Мастер С. Данилов.

Многослойный крученый дамаск. Мастер С. Данилов.

    Крученый узор («турецкий»): обычно предусматривает небольшое количество слоев в исходном пакете. Пакет вытягивается в прут или брусок, после чего закручивается в горячем состоянии. Большое разнообразие узора можно получить различной техникой кручения.

    "Штемпельный" дамаск. ГАО "Русские Палаты".

«Штемпельный» дамаск. ГАО «Русские Палаты».

    Врезанный узор получают путем фрезерования или штамповки поверхности прямослойного пакета. После этого на поверхность проглядывают нижележащие слои. Затем пакет нагревается и проковывается в полосу снова, в результате чего дно выточки поднимается на поверхность клинка и раскрывается на фоне наружных слоев. Наиболее популярным видом рисунка врезанного узора является «лестница», получаемая путем проточки канавок или поясков поперек клинка и «павлиний глаз» - серия концентрических окружностей. Такой дамаск обычно именуют штемпельным.

    Основные техники развития узора. Слева-направо: предварительная фрезеровка и засверливание с последующей прокаткой; кручение с последующей расковкой; штамповка поверхности фасонными бойками с последующей холодной шлифовкой.

Основные техники развития узора. Слева-направо: предварительная фрезеровка и засверливание с последующей прокаткой;

кручение с последующей расковкой; штамповка поверхности фасонными бойками с последующей холодной шлифовкой.

    Обычный многослойный пакет может быть подвергнут ряду комбинированных техник, то есть может быть врезанным, крученым и пр. Специфические узоры могут быть получены и при особых техниках ковки. Например, волнистый узор – кованный кувалдой с чуть закругленными поверхностями бойков, сетчатый получается косой ковкой узкими бойками (обжимками, кувалдами с оттянутыми узкими носиками, как у молотков). Удары наносятся крестообразно узкой частью кувалды или молотка сначала по одной стороне, а затем по другой, с обязательным проглаживанием. Элементы в виде колечек, напоминающих гроздья винограда, получаются при косой ковке нанесением ударов кувалдой или пневмомолотком по узким обжимкам крест на крест под углом 45 градусов. Получаются глубокие вмятины, а на месте пересечений вмятин остаются возвышения, холмики. При проглаживании эти холмики расплющиваются и получаются колечки. Сходные техники применяются и для улучшения узора булатов.

    Особенностью и отличием мозаичного дамаска от традиционного, полученного кузнечной сваркой, является то, что узор проектируется заранее и создается путем размещения контрастных металлов различного размера и профиля внутри заготовки. Когда части сковываются вместе внутри заготовки, формируется сложносоставной пакет. Аналогичным образом создаются и мозаичные полотна – контрастные части композиции, приходя в соприкосновение, формируют определенный узор.

Фрагмент клинка из "мозаичного" дамаска. Мастер И. Пампуха.

Фрагмент клинка из «мозаичного» дамаска. Мастер И. Пампуха.

    Господствует мнение, что качество дамасской стали прямо пропорционально количеству слоев (и, соответственно, числу сворачиваний и сварок). Это справедливо для популярного в XIX веке и ранее процесса рафинирования стали, который имел целью получение однородной структуры, но при изготовлении дамаска из современных, достаточно качественных исходных материалов, это подчас просто потеря времени и сил. Да и с увеличением количества слоев возрастает риск появления брака. Иногда для изготовления качественного прочного пакета достаточно всего нескольких операций по складыванию и сварке. Таким образом, даже диффузия углерода становится на службу мастеру, помогая избежать наличия крупных низкоуглеродистых областей на режущих кромках.

    Что можно порекомендовать человеку, который хочет приобрести клинок из дамаска? Во-первых, риск брака на дамаске намного выше, чем на клинке из обыкновенной стали. Это происходит по причине сложности и длительности процесса его изготовления. Недокал и перекал, непровар и обезуглероживание, ошибки при сборке исходного пакета – вот далеко не полный перечень проблем, которые могут полностью перечеркнуть результат длительных трудов. Да и что греха таить – подчас даже опытные мастера дают себе поблажку и собирают пакет с расчетом на его внешнюю красоту, но не на рабочие свойства. В результате клиенты мучаются с клинком со средним значением углерода не выше 0,3-0,4% или даже вообще с незакаленным пакетом.

    Есть марки сталей, столь сложные в обработке, что малоопытные мастера их избегают. Теперь представьте, что в пакете несколько таких сталей. Каждая имеет свои собственные температуры сварки и закалки. Комбинации из трех и более сталей налагают еще более жестокие требования на их термообработку – подчас при неверно выбранном режиме, под действием внутренних напряжений, вызванных неоднородностью структуры, клинок деформируется или лопается, иногда сразу, а иногда – при первом же ударе. Иногда наоборот – режущая кромка сминается при первом же контакте с чем-то более твердым, чем масло. Таким образом, попытка связать несколько металлов в едином пакете сродни задаче «запрячь в телегу коня и трепетную лань».

    Перед приобретением авторского дамаска попытайтесь понять точку зрения самого мастера на свой продукт. Два крайних случая: мастер, который дрожит над каждым кусочком своего материала, как скупой рыцарь, и мастер, который безжалостно отправляет «не показавшийся» ему кусок в большое ведро, уже набитое битком неудачными продуктами поиска. Всегда выбирайте второго – первый просто не производит дамаска в достаточном количестве, вот и дрожит над каждым, даже в высшей степени проблемным, куском, в то время как второй предъявляет к своей работе самые жесткие стандарты, постоянно совершенствуя и развивая свою технику.

    Спросите мастера, из чего он кует клинки. Если прозвучит фраза о старых напильниках, стальных тросах, цепях, рессорах и пружинах, то изделий этого мастера стоит избегать. Изготовление современного дамаска базируется на определенных марках сталей с определенными процентным составом, и помимо индивидуального мастерства, опыта и интуиции отталкивается еще и от теоретического металловедения. Особо стоит избегать тех, кто переводит разговор о своем материале на историко-мифологические темы или начинает беспардонно нахваливать самого себя.

    Правда о дамаске заключается в том, что у знающего и опытного мастера он может получиться совсем не хуже по свойствам, чем клинок из любой составляющей пакета, но ожидать каких то светх-свойств не стоит. Более того, - если мастер не слишком опытен, попытка сварить стали с высокой прочностью и хорошей стойкостью режущей кромки, может закончиться непрочным клинком с недолговечным лезвием.

    Промышленное производство узорчатых сталей, в основном, базируется на тех же принципах, что и авторского дамаска. Некоторые считают его безличным и однообразным, но высокий спрос на полуфабрикаты при низком уровне предложений со стороны индивидуалов стимулировал эту отрасль промышленности. Современный рынок промышленного дамаска крайне не однороден – от малосерийных образцов из мастерских известных мастеров до массового производства промышленных предприятий. Тем не менее, мощное технологическое оборудование ( промышленные кузнечные прессы, прокатные станы, электродуговые печи с контролируемой атмосферой и т.п. ) позволяют создавать не плохой серийный дамаск, в том числе коррозионностойкий, требующий специального оборудования. Одним из наиболее известных крупных производителей нержавеющей дамасской стали является шведская компания Dammasteel AB. Промышленный дамаск охотно приобретают крупные серийные производители, такие как Bear MGC, Heinr. Boeker Baumwerk GmbH и Nieto, для использования на эксклюзивных моделях.

Александр Марьянко