Все про холодну зброю матеріал клинка
Будь-яка нормальна людина з юних років знає, що ножі виготовляють із заліза, точніше, - зі сплаву заліза з вуглецем, що назване сталлю. Чим вище процентний вміст вуглецю в сплаві, тим міцніше і твердіше (після термообробки) буде наша сталь. Однак людство не завжди належало на цей матеріал, примудрившись прожити неозорі відрізки своєї історії з кам'яними, а пізніше з бронзовими мечами в руках.
Старовинний кам'яний ніж
Той, хто думає, ніби кам'яні ножі були настільки примітивними і убогими, що гідні лише осміяння з висот нашого атомного століття, сам гідний вигуки зі старого фільму: "Неправда ваша, дядьку!". Насправді кам'яні інструменти де в чому дадуть сто очок вперед найсучаснішим матеріалами, проявляючи чарівні властивості в несподіваних областях. Цим вони зобов'язані високої твердості, в силу чого ріжучакромка просто не здатна тупіться, зберігаючи довгий (по суті, необмежене) час ступінь гостроти, недоступну металі. Ясна річ, в хід йдуть не булижники, і для приготування якісного кам'яного ножа нам доведеться обзавестися чимось стеклоподобную.
Кращим сировиною вважалися вулканічне скло (обсидіан) і кремінь. Експериментально доведено, що вони в змозі давати кромку молекулярної товщини, тобто гострота її абсолютна.
Хірургічні операції з використанням кам'яних лез, затиснутих в спеціальні рукоятки, увінчалися блискучим тріумфом. Шкіра і плоть розступаються, ніби самі по собі, майже без болю, а нанесені рани заростають набагато швидше, утворюючи тонкі малопомітні рубці.
Не дивно, що сучасні зброярі активно експериментують з керамічними клинками різного складу. Як правило, це карбіди, що володіють надзвичайно високою твердістю.
Істотним недоліком каменю є його крихкість, втім, анітрохи не докучали при нормальній експлуатації ножа. Звичайно, якщо вам спаде на думку метати клинок з циркону в дубовий пень, можете розпрощатися з ним заздалегідь. Саме тому кам'яні ножі ніколи не бувають досить довгими, а історія так і не дізналася кам'яних мечів.
Бронзові сплави постають в неабиякому різноманітті, проте досягнення сучасної металургії нас не хвилюють. Та бронза, якою користувалися в однойменну епоху, - простий двокомпонентний сплав необхідних частин міді і олова. Відповідно, такі бронзи називаються олов'янистими. Змінюючи процентний склад, можна змінювати механічні властивості кінцевого продукту. В цілому залежність така: чим більше міді, тим м'якше бронза, і навпаки.
Слід підкреслити, що стародавні майстри проникли в немислимі тонкощі свого ремесла і користувалися технологічними секретами, невідомими (вірніше, загубленими) нині. На відміну від процесу виготовлення сталевого зброї бронзове відливалися в готові форми, відразу прибрати кінцеві обриси. Але боротися такими мечами, як і різати ножами, було зарано - до того було потрібно вміло і неквапливо прокувати весь клинок, а особливо ріжучі кромки, ущільнивши кристалічну структуру металу, надавши йому додаткову жорсткість.
А хитромудрі в усі віки китайці примудрялися відливати бронзові мечі з різним вмістом олова уздовж крайок і по центру смуги. Відповідно, основне "тіло" клинка виходило більш м'яким, що не схильним до утворення тріщин, а леза - трохи крихкими, зате твердими.
Кращі з відомих на сьогоднішній день бронзових виробів мало в чому поступаються сталевим (якщо не брати для порівняння дійсно унікальні екземпляри), а вже порізане і поколоти синів і дочок роду людського ними незліченно. Протягом тривалого історичного періоду бронзове і стальну зброю конкурувало один з одним, і досконала технологія бронзи часто посрамляет архаїчну технологію заліза. Нехай час і прогрес взяли своє, але той, хто ризикне вважати бронзова зброя чимось кумедним, буде катастрофічно не правий.
Завершуючи тему, пропоную поглянути на типовий великий кинджал (або короткий меч), що датується IV-V століттям до н.е. Тут також прекрасно видно оригінальний спосіб з'єднання клинка з рукояткою, характерний саме для бронзових виробів.
Сталлю, як сказано вище, іменується сплав заліза і вуглецю. Якщо вуглецю понад 2%, то мова йде про чавуні, хоча в його склад входить ще маса різних домішок на зразок сірки, кремнію і так далі. Взагалі-то межа, яка відокремлює чавун від сталі, не може бути позначена чіткою лінією, оскільки, змішавши чисте залізо з 2% вуглецю, ми отримаємо так звану сверхвисокоуглеродістие сталь, марну саму по собі, але що є вихідною сировиною для вироблення булату.
Опускаючись за шкалою вмісту вуглецю вниз, ми маємо, відповідно, високо вуглецеві (1,5-0,7%) і низьковуглецеві (0,6% і нижче) стали. Повторюю: кордону тут умовні і розпливчасті.
Зрозуміло, для виготовлення клинків годиться тільки високовуглецева сталь, що набуває після термообробки пружність і твердість.
В ідеальному варіанті кількість домішок в сплаві має дорівнювати нулю - така сталь буде мати максимально можливими перевагами. Але в природі абсолютної чистоти не буває, і різні речовини, потрапляючи в розплав, надають йому в підсумку властивості, відмінні від еталонних. За характером впливу домішки ділять на шкідливі і корисні, хоча і це умовно.
З точки зору збройового справи, фосфор і кремній не просто шкідливі, а є сущим отрутою для стали, підвищуючи крихкість і сипучість. Але відомий цілий клас так званих автоматних фосфорних сталей, які йдуть на масове виробництво другорядних деталей, що випускаються верстатами - автоматами. Вони не примхливі і легко піддаються різанню.
Речовини, однозначно підвищують механічні властивості сталей, називаються легуючими. Як правило, легуючих добавок потрібно десяті і соті частки відсотка, але і цього досить, щоб різко підняти твердість, пластичність, здатність чинити опір ударам, тертя, стиснення і розтягування, високих і низьких температур і агресивних середовищ.
Століттями виробництво холодної зброї оперувала тільки вуглецевими сталями, і цього цілком вистачало, включаючи традиції литих і зварних булатів. Але в наші дні металургія надає багатий асортимент легованих сталей, спочатку переважаючих вуглецеві за всіма показниками. Якщо врахувати, що багато хто з них є нержавіючими, то кращого гріх і бажати.
Практично всі легуючі елементи - це метали. Хром і ванадій, молібден і вольфрам, марганець, титан, алюміній і цілий ряд інших, більш рідкісних і вишуканих присадок, доданих в скрупульозно точної пропорції, породжують дивовижні феномени. Вважається (досить спірно), що неповторні властивості японських клинків є результат присутності в тамтешній руді (піску) деяких з перерахованих елементів, але особисто нам не довелося бачити документальні звіти спектрального та інших аналізів.
Популярна марка стали російських зброярів - марганцева ресорна 65Г, приємна своєю доступністю і простотою термообробки. Незрівнянно кращі результати дає використання жароміцних і жаростійких сталей, що відносяться до розряду високолегованих. Спеціально для допитливих привожу кілька марок такого роду, що перевершують витіюватістю назв навіть імена полінезійських людожерів: 09Х17Н7Ю, 45Х14Н14В2М, 10Х11Н23ТЗМР тощо.
Ніж з легованого булату
Особливо цікаві можуть розкрити довідник і насолодитися довгому переліку сталей, дістати які їм не судилося ніколи в житті. Ускладнюється вся ця історія тим, що термічна обробка подібних сплавів досить хитромудра і вимагає, як мінімум, спеціальних муфельних печей з температурами понад 1000 градусів - тільки на таких режимах високолеговані став і приймають загартування, а багато хто з них знайдуть неординарну міцність лише після додаткової обробки рідким азотом, тобто при наднизьких температурах.
Виготовлення багатошарового клинка з легованої сталі надзвичайно ускладнене, оскільки вона не бажає зварюватись ковальським способом, які б хитрі флюси ви не застосовували. Охоче зварюється тільки проста вуглецева сталь, та й то чим більше вуглецю, тим вередливими. Але не все так погано - звичайний коваль здатний витягнути в пластину шток старого клапана, а потім загартувати в маслі майже готовий ножик.
Вимовивши слово "коваль", ми самі позначили межі, поза якими говорити про клинках просто нерозумно. І тисячу, і десять тисяч разів варто було б повторити - будь-яка нормальна клинок ножа, кинджала, шаблі або меча повинен бути кованим і тільки кованим. Подібної проблеми не існувало ще сто років тому, але тепер, в епоху торжества прокатних станів, легше відшукати сталевий лист заданої товщини, ніж звичайну кузню з горном, вугіллям і димом.
В принципі, катаная сталь аналогічна кованої - обтиснення в розпеченому стані з обох сторін заготівля ущільнюється і набуває майже шукану структуру, але цього мало. З листового схилу можна виготовити стерпний, пружний і міцний клинок, проте він ніколи не дотягне до вміло викував на простий ковадлі. Справа в тому, що на відміну від прокатного стану концентровані удари молота набагато інтенсивніше деформують кристалічну структуру, очищаючи її до того ж від домішок, які немов "вибиваються" геть.
Крім того, з листової заготовки сучасний майстер змушений тим чи іншим способом вирізати контур вироби, профілюємо його і домагаючись потрібного перетину за допомогою фрезерування або обдирання на абразивних кругах. Тобто майстер просто прибирає надлишки металу, залишаючи потрібну частину.
Принципово інша справа у коваля: він не видаляє надлишки, а забиває їх в клинок, стоншуючи його у напрямку до леза і вістря. Виріб формується з початкової порції металу за рахунок його ущільнення. В результаті ковані клинки, якщо порівняти їх з вирізаними, виявляються міцніше і жорсткіше, легше приймають і довше зберігають заточку, більш неохоче іржавіють і ламаються. Тому і говориться, що по-справжньому якісний ніж зобов'язаний мати індивідуально викуваний клинок.
Крім цього, традиційна технологія автоматично обходить "підводні камені", що фатальним чином підстерігають нинішніх майстрів, хоча б вони і воювала в сучасній заводської кузні. Біда в тому, що нагрів заготовок там виробляється у великих газових печах, в пекельному пеклі ревучого вогняного факела. Нічим не прикриті залізяки лежать, розжарюються - і стрімко втрачають вигоряючий вуглець. В результаті, замість справжнього, наприклад, 1% ми отримуємо жалюгідні 0,5%, завидні для цвяхів і неприйнятні для ножа.
У той же час старовинний горн з купою раскочегаренного деревного вугілля не тільки не випалює вуглець, навпаки - у верхніх шарах відбувається інтенсивне насичення металу вуглецем, і у такий спосіб можна навіть зі звичайної залізяки отримати прекрасну сталь. Саме так століттями надходили ковалі-зброярі у всьому світі, збільшуючи процентний вміст вуглецю і поступово доводячи його до бажаного.
Але технічний прогрес має в рукаві багато фальшивих тузів. Черговий з них полягає в тому, що повсюдне витіснення деревного вугілля кам'яним, а також коксом підвело збройова ремесло самим фатальним чином.
І кам'яне вугілля, і кокс (особливо кокс) при всій своїй здатності швидко розвивати і довго утримувати високі температури містять стільки сірки, що ввібрала її сталь робиться абсолютно непридатною для клинків.
Тому той, хто зважиться самостійно кувати свою перемогу, в обов'язковому і категоричному порядку повинен обзавестися мішком березового деревного вугілля, чистого і нейтрального, що складається майже з одного вуглецю. Оскільки в стародавні часи іншого вугілля не знали, то навіть і не підозрювали, щасливці, про подібні проблеми.
Перш ніж перейти до розгляду конкретних марок вітчизняних і зарубіжних сталей, що встигли стати звичним сировиною для холодної зброї, слід зауважити, що в цій справі дуже багато досить туманних, якщо не сказати містичних, моментів. Здавалося б, більш висока твердість металу однозначно ставить його на вищий щабель серед клинків - аж ні!
Коли я працював художником - оформлювачем, то за родом занять доводилося часто різати ножем листи так званого палітурного картону, виготовленого з самого кепського корья, в якому іноді попадався звичайнісінький пісок. І у мене був робочий ніж, виготовлений зі старої, радянських ще часів, машинної пилки. Можливо, читачеві про щось говорить марка стали Р18, а вже твердість її була високою. І, не дивлячись на всі ці новації, точити чудовий ніж доводилося безупинно, хоча ні на око, ні на дотик його жало анітрохи не притупляється - просто воно чомусь починало ковзати по проклятому картону замість того, щоб різати.
І ось, прийшовши в потьмарений стан духу, я одного разу купив в господарському магазині банальний шевський ножик ціною в гріш. Не знаю, з якої стали він був зроблений і як його розжарювали, але його можна було зігнути пальцями в будь-яку сторону, і він зовсім не виявляв прагнення повернути первісну форму. Однак чим вище був градус мого обурення безпосередньо після покупки, тим непідробним було здивування, коли на практиці з'ясувалося, що ця м'яка залізяка, будучи добре нагострити, ріже, ріже і ріже підступний картон самим чарівним чином.
Тоді мені стало зрозуміло, що робочі якості клинка визначаються не абсолютними цифрами твердості за шкалою Роквелла, а якоїсь таємничої гармонією твердості і в'язкості.
Тепер, переходячи до безпосереднього обговорення марок сталей, відзначимо останній нюанс: з огляду на специфіку питання, слід віддавати абсолютне перевагу сталей високої якості, які позначаються додатком літери "А" в кінці найменування. Наприклад, 30ХГС, але - 30ХГСА, і так далі. У цьому випадку мається на увазі більш точне співвідношення компонентів при мінімальному вмісті домішок.
Крім того, існує цілий розряд так званих Електросталь, тобто отриманих в електричних печах, в тиглях, без диму і кіптяви, з прецизійним дотриманням чистоти і рецептури. Недарма часом люди, зайняті на закритих військових виробництвах, хваляться феноменальними мисливськими ножами, виготовленими з рідкісних і які будуть недоступні простим смертним сплавів, яких ви не знайдете ні в довідниках, ні на стелажах заготівельних ділянок звичайних заводів.
Нарешті, доводиться враховувати і реалії теперішнього життя, а вони такі, що розбрід пострадянських років в російській промисловості проявляється ще й тим, що звичні, перевірені на ділі марки (та ж 65Г) виявляються непридатними для виготовлення клинків з огляду на катастрофічні порушень технології варіння. Відповідно, майстрам доводиться вишукувати нерозтрачені запаси з тих часів, коли якість так-сяк, але дотримувалися.
Особливо привабливі раритети сорокових і п'ятдесятих років, що призначалися для потреб військової промисловості. Не треба бути істориком, щоб розуміти, як дідусь Сталін карав за всілякі порушення. Звідси і результат. Один старий майстер розповідав мені про фантастичних властивості великих напилків з невідомої нині стали У15А, що випускалися малими партіями суто для постачання оборонних підприємств. Клинки з них виходили просто неймовірні.
Отже, для виготовлення колючих і ріжучих предметів підходять тільки інструментальні та інші спеціальні (!) Стали високої якості:
- вуглецеві - У7, У8, У10, У12 і т.д.
- леговані - ШХ15, 40Х, 40Х13, ХВГ, 65Г, 95Х18, ХВФ, 9ХС і т.д.
- високолеговані - 20Х17Н2, 12Х18Н10Т, Р6М5, Р18, Р14Ф4 і т.д.
Однозначно придатні всі типи рессорно-пружинних, жароміцних та жаростійких сталей, але під питанням всі типи конструкційних сталей. Досить сказати, що дагестанські зброярі на початку XX століття кращим матеріалом для своїх знаменитих клинків шанували відслужили паровозні пружини.
Будь-яка нормальна довідник містить довжелезні переліки і таблиці із зазначенням марок сталі, їх складу і властивостей. Найважливішим критерієм придатності стали є максимально досяжна гартівна твердість. Цифри нижче 50HRC нас не влаштовують.
