Тайны булата.
О булате — стали, из которой в давние времена изготавливали необыкновенное по своим качествам и красоте холодное оружие, все наверное, наслышаны и начитаны с юнных лет.
И неудивительно: слава о булатной стали (ее еще называют «дамасской») ходит по белу свету более двух тысячелетий, будоража не только умы ученых и специалистов, так и не подобравшихся к окончательной разгадке тайны, связанной с процессом получения изделий из булата.
Журнал «В мире науки» даже сообщает, что «процесс изготовления дамасской стали по американскому праву считается открытием и может быть запатентован». И это, заметим, в. конце XX века!
Века. демонстрирующего миру такие взлеты человеческой мысли, такие умопомрачительные открытия буквально во всех отраслях знания, что по сравнению с ними разгадка лежащей, казалось бы, на поверхности некой тайны булата — не ахти какое дело! ан нет, оказывается.
И продолжают до сих пор авторы различных книг и статей о булате «удивлять» нас эпизодом встречи Ричарда Львиное Сердце с султаном Саладином, описанным в романе Вальтера Скотта «Талисман». Ричард одним махом рубит своим двуручным мечом стальное копье, а Саладин подбрасывает в воздух вуалевый платок и рассекает его саблей на две половинки. Другие легенды «берут еще круче»-платок подбрасывают, и он сам падает на булатное лезвие — результат тот же.
ЗА СЕМЬЮ ПЕЧАТЯМИ?
А уж сколько восхитительных слов сказано о поверхностных узорах — характерном отличии булатного клинка. Специалисты даже и сорта булата классифицируют (условно, конечно) в соответствии с линиями узора.
Различают три сорта.
К низшему относят сирийские (шам), египетские и турецкие (нейрис, баяз) булаты с мелким полосатым или струйчатым узором на сером или буром фоне.
К среднему — персидские и индийские (гынды) со средним и крупным узором на черном фоне.
К высшему — персидские и индийские булаты (хоросан, табан) с крупным сетчатым и коленчатым узором на темном фоне с золотистым отливом. А лучшим из лучших считается булат «кара-табан», что в переводе с персидского означает «черный блестящий».
Но есть особо знаменитые булаты, узоры на которых удостоены оригинальных названий. Например, необычный вертикальный узор на персидской сабле, хранящейся в Метрополитен-музее, называется «лестница Магомета».
Узор — это результат искусной ковки высокоуглеродистой стали (1,2-2% углерода), каковой булатный меч и является булат. А видимые узоры на лезвии холодного оружия образует сетка карбида железа (Fе3С), или цементита, выпадающего при медленном охлаждении из сплава железа с углеродом (аустенита). При ковке эта сетка разрушается, и после протравливания и полировки на лезвии клинка появляется соответствующий узор. Не совсем, правда, ясно вот что.
Цементит обладает высокой твердостью, но при комнатной температуре становится очень хрупким из-за сетчатой структуры — именно она открывает пути для распространения трещин. Тем не менее металл в булатном оружии совсем не хрупок, даже наоборот — очень вязок. Понятно, что таким он становится после ковки, когда разрушается цементитная сетка. Значит, ковка клинков должна производиться при относительно низкой температуре, так как известно, что при высоких температурах цементит опять растворяется в аустените.
Специалисты предполагают, что булат ковали в диапазоне температур от 650°С до 850°С. Тогда спрашивается: почему же европейские кузнецы не могли выковать булатные клинки из заготовок индийской стали (так называемого «вутца», или «вуца»), специально для такого оружия и сваренной?
Может, потому, что они привыкли иметь дело с низкоуглеродистыми сталями, у которых высока температура плавления? Может, они пытались ковать вутц, когда металл уже был частично расплавлен? Тогда, естественно, сталь станет хрупкой.
Но опять вопрос: неужели у уважающих себя мастеров кузнечного дела после первой же неудачи опустились руки? И неужели никто из них не сделал ни одной попытки проковать сталь не при белом калении, а, скажем, при нагреве заготовки до красного цвета (это примерно 850°С) или темно-вишнево-красного (650°С)?
Что-то не очень верится. Тогда в чем же дело? Вопросы, вопросы…Ответить на них еще в начале XIX века пытался известный естествоиспытатель Майкл Фарадей — не удалось. Начитавшись его статей, пробирный инспектор Парижского монетного двора Жан Бриан изготовил клинки из дамасской стали, но так и не дал объяснения, как же он это сделал.
Выдающийся русский металлург П. П. Аносов, как известно, раскрыл было вековую тайну и даже начал изготавливать булат промышленным способом, но не описал с достаточной точностью и определенностью тонкости технологических процессов, и после него булатное производство в Златоусте заглохло.
И даже когда в конце прошлого века исследователи изучили все фазовые превращения, происходящие в стали, установили их зависимость от количества содержащегося в ней углерода и температуры нагрева, полного научного объяснения этапов изготовления булатных изделий — их ковки, термообработки, отделки — так и нет до сих пор. Более того, сегодня сама фазовая диаграмма «железо — углерод» в булате изучена вдоль и поперек, природа структуры булатной стали хорошо известна, тайны булатных узоров уже не существует, а воз… извините, булат и ныне там…Есть чему удивиться! Хотя, собственно говоря, разве загадка булата единственная, связанная вообще с металлами?
Мы, к примеру, утверждаем, что и сегодня немыслимо получить алюминий без электролиза, а в Китае есть гробница полководца Чжоу-Чжу, умершего 17 веков назад, некоторые детали орнамента которой на 85% содержат алюминий. Как же его получили в III веке? Те же китайцы во II веке до н. э. изготавливали сплав никеля медью и цинком, из которого делали монеты, а никель как элемент был открыт в Европе только в середине XVIII века.
Знаем: Индия славилась искусством своих металлургов задолго до нашей эры, о современниках тоже можно сказать немало хороших слов, а вот надо же — ответить на вопрос, каким образом почти из чистого железа (99,72%) изготовлена знаменитая колонна в Дели, никто не в силах.
Нет-нет, мы не умаляем заслуг сегодняшних металлургов — и стали, превосходящие по своим качествам булат, у нас давно есть, и значительно более чистое железо в лабораториях получено. Но как же не удивляться: колонна в Дели весит 6,5 т и сотворена она в IV веке!
Молибден был открыт в 1778 году. Понадобилось больше столетия, чтобы выделить его в чистом виде, а в старинные острейшие самурайские мечи, как выяснил тот же П. П. Аносов, для придания им прочности металлурги страны восходящего солнца добавляли не что иное, как… молибден.
Ацтеки еще в XV веке умели изготавливать зеркала из хорошо обработанной, отполированной платины. Но как они это делали, ведь температура плавления платины 1769°С, она сваривается и поддается ковке только при белом калении? Спрашивается: где ацтеки брали такую температуру?
И т. д. и т. п. Да, но почему же мы, живущие в конце XX века, проникшие в святая святых материи — в атом, в ген, нашедшие непостижимые связи вещества, встаем все же в тупик перед мастерством, обыкновенным (а может, и не обыкновенным) мастерством наших пращуров? Может быть, к разгадке их «тайн» мы подходим не с того конца, ошибаясь в методике самого подхода?
Вряд ли — труды П. П. Аносова убеждают, что он шел правильным путем. А может, над нами все-таки довлеет не только авторитет привычных нам металлургических технологий, но и сама их традиционность? Но ведь о металлах и том же булате мы сейчас наверняка знаем больше, чем знали древние мастера. Тогда что же?
В конце-то концов давайте поставим себя на место древнего индийского металлурга, который искал способ получения этого самого вутца, и дамасского кузнеца, который начал ковать самый первый клинок, и сравним, у кого из нас больше преимуществ.
Мы видим булатную сталь и изделия из нее и знаем, чего хотим: сделать то же самое. Древний металлург эту сталь никогда в глаза не видел, он только желал получить ее такой, какой она была в его мечтах, представлениях. Мы знаем конец пути и, по идее, можем прийти к нему, прошагав сначала в обратную сторону, то есть отталкиваясь от искомого, дифференцируя его, дробя на процессы, исследуя их, ища оптимумы…
А каким путем шел к искомому — неосязаемому, невидимому, всего лишь мечте — древний металлург? Перебирал варианты всех последовательных операций, да еще в разных режимах? Да сколько же времени ему для этого бы понадобилось? Допустим даже, что металлурги объединились в какое-то цеховое сообщество и договорились искать желаемое, распределив определенные пути поиска. Тогда один, овладевший искомым, должен был бы поделиться знанием со всеми. Не так ли? Допустим, что так — возможно, в среде металлургов это могло быть.
Но кузнецы?! Многие исторические документы свидетельствуют, что свои-то приемы и найденные режимы термомеханической обработки, закалки и отпуска стального изделия они держали в строжайшем секрете. Да что там, даже место отбора воды и ее температура были тайной. А ведь нам известно, что температуры закалки и отпуска должны быть настолько оптимальны, что отклонение, скажем, температуры под закалку на 10-20° уже изменяет свойства стали. Еще важнее зафиксировать температуры при отпуске — ошибка в 2-3° уже ухудшает упругость стали определенного состава. У древних кузнецов не было инструментов для измерения температуры, значит, они делали это на глаз. И — получали такие результаты? Да, это приходится признать, как и то, что в древности кузнецы владели какими-то особыми приемами, о которых мы сегодня не имеем понятия.
Так вот главный вопрос: к изготовлению булатной стали и изделий из нее древние металлурги пришли случайно или нет? Действовали ли они целенаправленно или для них самих было неожиданным то, чего они добились? Мне лично в случайность что-то не верится. И если они действовали целенаправленно, то остается только восхищаться их знаниями, опытом и великой одержимостью настоящих созидателей.
Евгений КРЮЧНИКОВ