Цікаві факти

Все про холодну зброю: матеріал клинка

Все про холодну зброю: матеріал клинка


Всякий нормальна людина з юних років знає, що ножі виготовляють із заліза, точніше, - зі сплаву заліза з вуглецем, іменованого сталлю. Чим вищий відсотковий вміст вуглецю в сплаві, тим міцніше і твердіше (після термообробки) буде наша сталь. Проте людство не завжди належало на цей корисний матеріал, примудрившись прожити неозорі відрізки своєї історії з кам'яними, а пізніше з бронзовими клинками в руках.


Старовинний кам'яний ніж

Той, хто думає, ніби кам'яні ножі були настільки примітивними й убогими, що гідні лише осміяння з висот нашого атомного століття, сам гідний вигуки із старого фільму: «Неправда ваша, дядьку!». Насправді кам'яні інструменти в дечому дадуть сто очок вперед найсучасніших матеріалів, проявляючи чарівні властивості в несподіваних областях. Цим вони зобов'язані високої твердості, в силу чого ріжуча кромка просто не здатна тупитися, зберігаючи довгий (по суті, необмежене) час ступінь гостроти, недоступну металу. Ясна річ, в хід йдуть не булижники, і для приготування якісного кам'яного ножа нам доведеться обзавестися чимось стеклоподобным.


Кращим сировиною вважалися вулканічне скло (обсидіан) і кремінь. Експериментально доведено, що вони в змозі давати крайку молекулярної товщини, тобто гострота її абсолютна.


Хірургічні операції з використанням кам'яних лез, затиснутих у спеціальні рукоятки, увінчалися блискучим тріумфом. Шкіра та тіло розступаються, ніби самі по собі, майже без болю, а нанесені рани заростають набагато швидше, утворюючи тонкі малопомітні рубці.


Не дивно, що сучасні вчені активно експериментують з керамічними клинками різного складу. Як правило, це карбіди, володіють надзвичайно високою твердістю.


Істотним недоліком каменю є його крихкість, втім, анітрохи не докучающая при нормальній експлуатації ножа. Звичайно, якщо вам спаде в голову 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, однак 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 оловянистыми. Змінюючи процентний склад, можна змінювати механічні властивості кінцевого продукту. У 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, втраченими) нині. На відміну від процесу виготовлення сталевого зброї бронзове отливалось в готові форми, відразу купуючи кінцеві контури. Але битися такими мечами, як і різати ножами, було зарано - до того вимагалося вміло і неквапливо проковать весь клинок, а особливо ріжучі кромки, уплотнив кристалічну структуру металу, надавши йому додаткову жорсткість.


А хитромудрі у всі століття китайці вміли відливати бронзові мечі з різним вмістом олова вздовж крайок і по центру смуги. Відповідно, основне «тіло» клинка виходило більш м'яким, 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 поколото синів і дочок роду людського ними безліч. Протягом тривалого історичного періоду бронзове і сталеве зброю конкурували один з одним, і досконала технологія бронзи часто ганьбила архаїчну технологію заліза. Хай час і прогрес взяли своє, але той, хто ризикне вважати бронзову зброю чимось потішним, буде катастрофічно не прав.


Завершуючи тему, пропоную поглянути на типовий великий кинджал (або короткий меч), що датується IV-V століттям до н. е. Тут також чудово видно оригінальний спосіб з'єднання клинка з руків'ям, характерний саме для бронзових виробів.


Сталлю, як сказано вище, називається сплав заліза і вуглецю. Якщо вуглецю понад 2%, то мова йде про чавуні, хоча до його складу входить ще маса різних домішок зразок сірки, кремнію і так далі. Взагалі-то межа, що відокремлює чавун від сталі, не може бути позначена чіткою лінією, оскільки, змішавши чисте залізо з 2% вуглецю, ми отримаємо так звану сверхвысокоуглеродистую сталь, марну саму по собі, але є вихідною сировиною для виготовлення булату.


Опускаючись за шкалою вмісту вуглецю вниз, ми маємо, відповідно, високо вуглецеві (15-07 %) і низьковуглецеві (06 % 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 у сплаві має дорівнювати нулю - така сталь буде володіти максимально можливими достоїнствами. 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 справжньою отрутою для сталі, 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 достатньо, щоб різко підняти твердість, пластичність, здатність чинити опір ударів, тертя, стискання і розтягування, високих і низьких температур і агресивних середовищ.


Століттями виробництво холодної зброї оперувало тільки вуглецевими сталями, і цього цілком вистачало, включаючи традиції литих і зварних булатов. Але в наші дні металургія надає багатий асортимент легованих сталей, спочатку переважаючих вуглецеві за всіма показниками. Якщо врахувати, що майже всі 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 до скрупульозно точної пропорції, породжують дивовижні феномени. Вважається (досить спірно), що виняткові 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.


Найпопулярніша марка стали російських зброярів - марганцева ресорна 65Г, приємна своєю доступністю і простотою термообробки. Незрівнянно найкращі результати дає використання жароміцних і жаростійких сталей, що належать до розряду високолегованих. Спеціально для допитливих наводжу кілька марок такого роду, переважаючих витіюватістю назв навіть імена полінезійських людожерів: 09Х17Н7Ю, 45Х14Н14В2М, 10Х11Н23ТЗМР і т. п.


Ніж з легованого булата


Особливо цікаві можуть розкрити довідник і насолодитися длиннейшем переліком сталей, дістати які їм не судилося ніколи в житті. Ускладнюється вся ця історія тим, що термічна обробка подібних сплавів вельми хитромудра і вимагає, як мінімум, спеціальних муфельних печей з температурами понад 1000 градусів - тільки на таких режимах високолеговані став і приймають загартування, а багато з них знайдуть неординарну міцність лише після додаткової обробки рідким азотом, тобто при наднизьких температурах.


Виготовлення багатошарового клинка з легованої сталі надзвичайно ускладнено, оскільки вона не бажає зварюватися 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, й десять тисяч раз варто було б повторити - будь-який нормальний клинок ножа, кинджали, 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, сталь катана аналогічна кованої - обтиску 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, однак він ніколи не дотягне до уміло откованного 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 ніби «вибиваються» геть.


Крім того, з листової заготовки сучасний майстер змушений тим або іншим способом вирізати контур виробу, профілюючи його і добиваючись потрібного перетину допомогою фрезерування або обдирання на абразивних кругах. Тобто майстер просто прибирає надлишки металу, залишаючи потрібну частину.


Принципово інакше йде справа у коваля: він не видаляє надлишки, а забиває їх у клинок, истончая його у напрямку до лезу і вістря. Виріб формується з початкової порції металу за рахунок його ущільнення. В внаслідок ковані клинки, якщо порівняти їх з вирізаними, виявляються міцніше і жорсткіше, легше приймають і довше зберігають заточку, неохоче іржавіють і ламаються. Тому і кажуть, 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 жили в сучасній заводський кузні. Біда в тому, що нагрівання заготовок там виробляється у великих газових печах, в пекельному пеклі ревучого вогняного факела. Нічим не прикриті залізяки лежать, розжарюються - і стрімко втрачають выгорающий вуглець. У підсумку замість вихідного, наприклад, 1% ми отримуємо жалюгідні 05%, 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 подібним чином можна навіть зі звичайної залізяки отримати чудову 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 збройне ремесло самим фатальним чином.


І кам'яне вугілля, 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 більш високий щабель серед клинків - ан немає!


Коли я працював художником - оформлювачем, то за родом занять часто доводилося різати ножем листи так званого палітурного картону, виготовленого з самого поганого корья, в якому іноді траплявся пересічний пісок. І у мене був робочий ніж, виготовлений з старої, ще радянських часів, машинної пилки. Можливо, читачеві про щось говорить марка сталі Р18 а вже твердість її була високою. І, незважаючи на всі ці витребеньки, точити чудовий ніж доводилося безупинно, хоча ні на око, ні на дотик його жало анітрохи не притуплювалося - просто воно чомусь починало ковзати по клятому картону замість того, щоб різати.


І ось, прийшовши в потьмарений стан духу, я якось купив у господарчому магазині банальний шевський ножик ціною в гріш. Не знаю, з якої сталі він був зроблений і як його калили, 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 неподдельней було здивування, коли на практиці з'ясувалося, що ця м'яка залізка, будучи добре наточена, 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 та в'язкості.


Тепер, переходячи до безпосереднього обговорення марок сталей, зазначимо останній нюанс: враховуючи специфіку питання, слід віддавати абсолютну перевагу сталі високої якості, які позначаються додаванням 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 електросталі, тобто отриманих в електричних печах, в тиглях, без диму і кіптяви, з прецизійним дотриманням чистоти та рецептури. Недарма інколи люди, зайняті на закритих військових виробництвах, хваляться феноменальними мисливськими ножами, виготовленими з рідкісних і не доступні простим смертним сплавів, яких ви не знайдете ні в довідниках, ні на стелажах заготівельних ділянок звичайних заводів.


Нарешті, доводиться враховувати реалії теперішнього життя, а вони такі, що розбрат пострадянських років у російській промисловості проявляється ще й тим, що звичні, перевірені на ділі марки (та ж 65Г) виявляються непридатними для виготовлення клинків зважаючи катастрофічних порушень технології варіння. Відповідно, майстрам доводиться вишукувати нерозтрачені запаси з тих часів, коли якість худо-бідно, 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 фантастичні 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 (!) сталі високої якості:


- вуглецеві - У7 У8 У10 У12 і т. д.

- леговані - ШХ1540Х, 40Х13 ХВГ, 65Г, 95Х18 ХВФ, 9ХС і т. д.

- високолеговані - 20Х17Н212Х18Н10Т, Р6М5 Р18 Р14Ф4 і т. д.


Однозначно придатні всі типи ресорно-пружинних, жароміцних і 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-який нормальний довідник містить довжелезні переліки і таблиці із зазначенням марок сталі, їх складу та властивостей. Найважливішим критерієм придатності сталі є максимально досяжна тріскучий твердість. Цифри нижче 50HRC нас не влаштовують.