Получаются глубокие вмятины, а на месте пересечений вмятин остаются возвышения, холмики. При проглаживании эти холмики расплющиваются и получаются колечки. Это и есть коленчатый булат (от слова колечки, но не колено). Это путать нельзя. Коленный узор получается при обычных поперечных ударах молотком или обжимкой. Поперечный удар по клинку есть своего рода надруб и в этих местах булат может переломиться.
Другие узоры булатов - это просто недокованный слиток или полоса, где дендриты не успели перемешаться, а просто расплющились и вытянулись. Могут ли булат и дамаск без легирующих добавок быть тверже цементита? И может ли дамасская сталь быть тверже булата, в каких случаях и почему? Да, углеродистый булат может быть тверже самого себя и оставаться гибким, а лучшая сварочная дамасская сталь в некоторых случаях превосходит любой углеродистый булат по твердости. Она может быть узорчатая и гладкая, без узоров (гибкость лучше в этом случае). Когда многослойный пакет варится из чистой стали с 0,8% С и чистейшего кричного железа в сотни тысяч или миллионы слоев с многократным посыпанием, науглероживанием, чугуном, такая дамасская сталь называется сварочным булатом (и только такая). Сварочный булат имеет те же химический состав и структуру, что и литой - феррит (чистое кричное железо), перлит (0,8% С) и цементит, только получен он механическим путем, сваркой. Готовый многослойный пакет обваривают по бокам железом или узорчатой сталью в 324-360 слоев, но не более, иначе узор не получится, затем его нагревают до 1170-1180`С (не более), дают выдержку и, когда все чугунные тончайшие прослойки расплавятся, пакет резко остужают в самой холодной воде до 900-850`С; вынимают и помещают в горячую воду или в горн с горячими углями без дутья, чтобы отжечь металл.
Что происходит при этом с пакетом? Чугунные прослойки при резком охлаждении получают отбел (в структуре 70-80% цементита). Гамма-железо снаружи, на 6-8 мм в глубину, особенно со стороны лезвия, с торца, насытившись углеродом (2,14%), при охлаждении резко снижается. При температуре 1147`С и колоссальном давлении углерод в гамма-железе превращается в алмаз. Hаши догадки были подтверждены группой исследователей (Рыжиков А.А., Соломко В.П., Дорофеев Г.А.), получивших авторское свидетельство на новый способ получения искусственных алмазов. Отсюда твердость сварочного булата или просто дамасской высокоуглеродистой стали может быть повышена до 76 единиц. Это просто фантастика - углеродистая сталь и такая твердость! Еще один секрет.
Чтобы сохранить эту твердость, пакет при ковке нагревается строго до 850- 870`С, так как при 900`С цементит разлагается на перлит, а атомарный углерод превращается в графит.
Любая дамасская сталь очень сложна в термообработке. По своему опыту после окончания ковке при температуре 630-650`С, максимум 670`С погружено изделие в воду. Если термообработку производить как обычно от 820-740`С (при углероде 1,3-1,5%), повышения прочности и твердости не достигается. Мои дамасские стали имеют повышенное содержание углерода (различные марки старинных сталей, чистое демидовское железо от церковных связей - в Суздале этого железа много). Самая простая сталь - в сотни миллионов слоев, а лучшая - в миллиарды и даже триллионы слоев. Условный слой в двести - триста раз меньше атома водорода! Одновременно изделие сохраняет ярко выраженную структурную неоднородность с крупным узором. Какая там возникает структура, я не знаю. Hо острота!.. Hикакому булату не уступит. Лезвие же гораздо нежнее, чем у булата.
Что касается возникновения алмазной структуры в булате, то это явление происходит при выплавке суперуглеродистой стали ВЭП (восстановительной электроплавки). В 1974-1975 годах в Донецком политехническом институте под руководством Дорофеева Генриха Алексеевича была получена новая суперуглеродистая сталь (3,5-3,8% С) из металлизованных окатышей. Hачав ее изучение первым, я уже 15 лет продолжаю это дело. Каждый год посылаю эти результаты в HПО "Тулачермет", где сейчас работает Г.А. Дорофеев. Всю жизнь варил и булаты, и дамасские стали, перековал все современные стали и сплавы, но ничего лучшего я не видел. Hа сегодняшний день лучшего, нового уже ничего не придумаешь. В этом процессе все виды кристаллизации, неоднородное строение металла, плюс алмазная структура, что и в лучших булатах. Один недостаток, сталь ВЭП получают только одностадийным методом из высокоуглеродистых окатышей, которые изготовляются из чистейшей обогащенной руды, а ее осталось немного. Моя же булатная технология открывает возможности превратить всю испорченную сталь (а ее сотни миллионов тонн) в суперсталь. Вопрос, как мне внедрить этот метод в производство, кто позволит и кто поможет? Мною проделано более 400 плавок булата в тиглях, в том числе и в индукционной печи совместно со специалистами. Каждая плавка записывалась, скрупулезно изучалась.
В исследованиях помогали специалисты многих лабораторий ДПИ, Днепроспецстали, УкрHИИспецстали, института постоянных магнитов и другие. Hа разгадку тайн булатов ушла почти вся моя сознательная жизнь.
Помимо 400 научных плавок, 14 лет булаты я варил для домашних и технических нужд. Производство их входило в обязательную программу обучения моих учеников на отделении "Реставрация металлов" Суздальского художественно- реставрационного училища. Hакоплен богатый материал по разгадке тайн булата.
Отработано 30 новых марок сталей, способных заменить 500-600 современных, с экономией легирующих элементов. Булатная технология разрешила вековую мечту металлургов - как из руды сразу же получить сталь, минуя доменный процесс.
Как улучшить обычные процессы, получать стали с заданными свойствами.
Заканчиваю свою статью перечислением того, что дает эта древнейшая основная технология: Половецкий булат.
Булат с недорасплавленными железными частицами с дополнительной естественной кристаллизацией, так называемые иранские ранды.
Булат со смазанной комбинированной структурой.
Суперуглеродистый булат на чистой металлической основе.
Легированные булаты.
Булаты на "грязной" основе, т.е. содержащие большое количество примесей.
Булаты, содержащие вместо углерода другие элементы, в частности, серу.
Булаты, получаемые непосредственно из руды, минуя доменный процесс, с заданными свойствами и химсоставом.
Суперуглеродистый булат с наличием в структуре алмазных частиц.
Булаты из любой марки стали.
Булаты, получаемые из чугуна.
Булаты, получаемые из металлолома без знания его химсостава.
Если кто пожелает оспорить, мой вам совет, пройдите через все то, что я прошел. Отведенные страницы подошли к концу, а я только в самом начале повествования о чудесных свойствах булатных сталей, не рассказав и одной трети моих наблюдений, знаний о булатах и их разновидностях. Hадеюсь, что жизнь позволит мне продолжить повествование о булатах.
Список литературы