Вторая попытка: средневековый меч

    Кузнец-оружейник Василий Иванов, специализирующийся на классическом японском оружии, по просьбе редакции «Популярной механики» взялся за проект исторической реконструкции европейского меча XIII века. Клинок было нужно делать с нуля — начиная с выплавки стали из руды.
    Первая модель была неудачной, и только вторая удачно прошла контрольные опробования
    Для экономии времени нам было нужно пара отойти от исторической аутентичности и заменить бригаду молотобойцев одним пневмомолотом. С его помощью многопакетному бруску придается начальная форма — его проковывают в полосу, формируют хвостовик меча
    Не смотря на то, что пневмомолот разрешает экономить время и силы, кое-какие операции возможно сделать лишь вручную
    Закалка — самая эффектная часть процесса термической обработки металлических сплавов, включающего отжиг, фактически отпуск и закалку.

На протяжении закалки разогретую заготовку из углеродистой стали опускают в ванну с водой, солевым раствором либо маслом
При стремительном охлаждении в стали появляется мартенсит — кристаллическая структура, благодаря которой металл делается прочным, жёстким и упругим (не смотря на то, что теряет пластичность и получает хрупкость).Вторая попытка: средневековый меч Появившиеся неравномерности внутренних напряжений частично снимаются при последующем отпуске — нагревании до низкой температуры и охлаждении
Для проковки долов употребляется особый инструмент — шперак.

    Это Т-образные щипцы с круглыми губками, между которыми зажимается будущий меч
    При проковке шпераком пневмомолотом с обеих сторон меча образуются полукруглые пазы — долы, каковые после этого шлифуются вручную посредством мокрых абразивных камней. Долы довольно часто ошибочно именуют «кровостоками», но в действительности они делают функцию ребер жесткости, а заодно разрешают уменьшить массу меча
    Последний, последний этап изготовления меча — это «одевание» меча.
    Перекрестие мы отлили из латуни, а после этого кузнечным методом сварили две медные планки между собой, оставив в центре отверстие для хвостовика меча
    Навершие («яблоко») также отлито из латуни. Под замшу, которой обмотана древесная рукоять мяча, засунуто железное кольцо — для контроля положения и лучшего удержания меча. Для придания исторически аутентичного вида мы прогрели медные подробности газовой горелкой, дабы они покрылись патиной и не смотрелись новыми

В февральском номере «ПМ» мы начали рассказ о отечественном проекте исторической реконструкции средневекового меча под управлением известного кузнеца-оружейника Василия Иванова, начальника мастерской классического японского оружия Ishimatsu. В первой статье мы обрисовали, как приобретали необходимые сорта стали из металлической руды, и дали обещание опубликовать продолжение в следующем номере. Но нас поджидали технические трудности, каковые задержали продолжение практически на два месяца.

Но, трудности эти также в полной мере исторически аутентичны — с ними виделись и средневековые кузнецы-оружейники.

От бруска к мечу

Итак, у нас имеется металлический брусок, собранный из семи пакетов, — любой из них имеет назначение и свою структуру в конструкции меча. В первую очередь необходимо перевоплотить данный брусок в фактически заготовку — проковать в металлическую полосу заданных размеров с учетом запаса на оттяжку и проковку лезвия (для экономии времени мы мало отошли от исторической аутентичности, применяв для данной операции пневмомолот).

На последней стадии этого этапа Василий, уже вручную, придает полосе начальную геометрию, формируя хвостовик, кончик и пятку меча. С этого момента полоса по форме уже отдаленно напоминает будущий клинок. По окончании того как металл остыл, Василий еще раз пристально осмотрел и измерил взятую заготовку, покинув маленький запас металла на исправление будущих неточностей.

Следующая стадия — проковка долов. Долы — это продольные пазы, проходящие на протяжении части длины меча. Время от времени их ошибочно именуют «кровостоками», не смотря на то, что в действительности функция долов в конструкции меча совсем другая — они уменьшают массу меча и играют роль ребер жесткости.

Долы проковываются посредством особого инструмента, именуемого шпераком.

Шперак представляет собой Т-образные щипцы с губками круглого сечения, заготовка зажимается между ними и проковывается, в следствии с обеих сторон меча появляются продольные пазы.

И наконец, заготовка получает более-менее окончательный вид по окончании оттяжки (формирования) лезвия. «Это достаточно кропотливый процесс, — растолковывает Василий. — В случае если на прошлых этапах возможно применять пневмомолот, то для оттяжки лезвия нужна высокая точность, которая достигается лишь ручной ковкой». На данной стадии совсем задается геометрия будущего меча, возможно мало поменять размещение центра тяжести, варьируя толщину меча у кончика либо у основания.

Толщина режущей кромки на этом этапе образовывает 2−2,5 мм. Уже запрещено: возможно перекалить сталь, да и запаса для каких-либо «маневров» не останется.

Но вот предварительные работы практически закончены. Василий еще раз контролирует соответствие размеров меча отечественному техзаданию, рихтует заготовку и переходит к следующему этапу — термообработке.

Термообработка

К закалке приступают не сходу. Сперва необходимо избавиться от внутренних напряжений в материале, каковые имели возможность показаться на протяжении ковки. Для этого меч отжигают — нагревают до 950−970°С, а после этого оставляют медлительно остывать прямо в горне — данный процесс занимает 5−8 часов.

После этого заготовку совсем рихтуют, причем минимально, дабы избежать переуплотнения материала в разных частях меча.

Закалка — самая узнаваемая часть процесса термообработки. При закалке происходит стремительное охлаждение заготовки, углеродистая сталь делается прочной, жёсткой и упругой (понижается ее вязкость и пластичность).

Василий накладывает древесный уголь и разжигает горн, поясняя: «Древесный уголь горит более равномерно. К тому же он легче кокса, и исходя из этого возможность повредить тёплый пластичный меч при разогреве меньше». Он нагревает меч, стараясь добиться равномерного прогрева приблизительно до 890−900°С, после этого вынимает заготовку из горна и опускает в ванну с солевым раствором на 7−8 секунд.

После этого меч необходимо отпустить — снять внутренние напряжения, накопившиеся в металле на протяжении закалки, сделать его менее хрупким и расширить ударную вязкость: нагреть до низкой (180−200°С) температуры и охладить до комнатной в воде (либо воздухе — методики варьируются). Эту операцию создают в большинстве случаев пара раз (в нашем случае три) с перерывами в 15−20 мин..

Затем меч оставляют в покое на пара дней, дабы оставшиеся внутренние напряжения проявились и «устаканились». «Меч нужно подвесить, а не просто положить на наковальню, — подмечает Василий. — В противном случае неравномерности в теплообмене смогут нарушить геометрию, другими словами меч очевидно ‘поведет». Но кроме того в подвешенном состоянии по прошествии нескольких суток меч, в большинстве случаев, испытывает недостаток в маленькой щадящей холодной рихтовке.

По окончании термообработки — очередной контроль качества. Василий шепетильно осматривает меч на предмет «непроваров», трещин, контролирует его на кручение и изгиб, бьет мечом по доске плашмя и снова осматривает.

После этого он зажимает меч двумя пальцами и бьет по нему железной палочкой, пристально прислушивается к звону и скептически качает головой: «В то время, когда звук звонкий, колокольный, по мечу идет продолжительная вибрация — это говорит о прокованности меча, отсутствии внутренних микротрещин и высокой степени закалки. В случае если звук хриплый, тусклый и недолгий — значит, имеется какие-то недостатки. Тут что-то не так: звук мне не нравится».

Но объективных показателей помой-му нет, так что переходим к следующему этапу.

Механическая обработка

Данный достаточно монотонный процесс занимает практически 14 дней. За это время оружейник посредством мокрых абразивных камней из песчаника снимает лишний металл, шлифует долы, формирует и затачивает режущую кромку.

Но вот, наконец, работа близится к концу, и Василий приступает к окончательной проверке — снова осматривает меч, разрубает пара древесных брусков, мягкий металлический уголок, пара раз изгибает меч: «Похоже, закалился неравномерно — при изгибе основание образует дугу, а кончик практически прямой», — и в данный самый момент зажатый в тиски меч с неприятным хрустом трескается. Его финиш так же, как и прежде зажат в тисках, а остаток — в руках у Василия, что пожимает плечами: «Я же сказал, что тут что-то не так!

Вот исходя из этого мы при выплавке делали пара заготовок. Ничего ужасного — разберемся, из-за чего это случилось, и попытаемся еще раз».

Сломанный клинок

Фактически, именно это и задержало выход данной статьи на два с лишним месяца — потребовалось разобраться в обстоятельствах случившегося, совершить пара опытов, внести коррективы в процесс и повторить целый путь от многопакетного бруска заново.

Отчего же вышел из строя отечественный первый клинок? «Напомню, что мы применяли нестандартные стали, правильный состав которых малоизвестен, соответственно, их характеристики сложно угадать, — говорит Василий. — По-видимому, закалка была чрезмерно ‘твёрдой’ — через чур использование и высокая температура солевого раствора стали причиной образованию микротрещин в высокоуглеродистой стали. Это чувствовалось уже на этапе предварительной проверки по окончании закалки — по гибкости и звуку, но совсем подтвердилось лишь по окончании мехобработки — стали видны микротрещины на поверхности».

Звонкий меч

По окончании последовательности опытов процесс термообработки был модифицирован. Во-первых, мы решили мало поменять геометрию меча, увеличив толщину кончика, дабы закалка стала более равномерной. Во-вторых, уменьшили температуру нагрева до 830−850°С и саму закалку решили проводить не в солевой ванне, а в водно-масляной (слой масла толщиной 30 см поверх воды).

По окончании таковой двухступенчатой (за счет масла, имеющего температуру кипения около 200°С) закалки, продолжающейся 7−8 секунд, меч охлаждался в воздухе (на морозе в -5°С) до полного остывания (5 мин.). Методика предстоящей термообработки кроме этого была поменяна: меч отпускали для снятия внутренних напряжений в пять заходов, нагревая до температуры 280−320°С, а после этого оставляя остывать в воздухе.

И снова — паузу в пара дней, рихтовка, обдирка, заточка и шлифовка.

И вот, наконец, Василий снова бьет железной палочкой по мечу, прислушивается к продолжительному музыкальному звону, и на лице его появляется удовлетворенная ухмылка: «Думается, в этом случае все оказалось!» Он зажимает меч в тиски и тянет за хвостовик — меч сгибается в практически совершенную дугу.

Остаются лишь всякие мелочи — протравить рисунок, дабы на поверхности меча показался прекрасный узор, подогнать древесные ножны, установить на клинок рукоять, обтянутую замшей, медные навершие и перекрестие (так именуемое яблоко). Клинок, практически в точности таковой, каким имели возможность биться русские солдаты XIII века, всецело готов — остается лишь испытать его. Но об этом — в одном из следующих номеров.

Русское и японское

Потому, что Василий Иванов считается признанным специалистом в области классического японского оружия, мы не могли обойти вниманием сравнение разработок оружейного мастерства двух школ — западной и восточной. «Не обращая внимания на различные заглавия, приготовления стали и технологии ковки для изготовления восточного и западного оружия фактически аналогичны, — поясняет Василий. — Японское оружие — это также, в большинстве случаев, многопакетные мечи, конструкция которых зависит от школы, цены, времени изготовления. Само собой разумеется, по форме русское и японское оружие тех лет значительно отличается, но это обусловлено скорее техникой и традициями фехтования, чем технологическими обстоятельствами.

А вот процесс закалки отличается достаточно очень сильно — при изготовлении японского оружия используют так именуемую зонную закалку, в то время, когда часть меча обмазывают глиной, дабы замедлить остывание в закалочной ванне. Механическая обработка в японском оружии также значительно более важна: полировка и шлифовка должны быть весьма тщательными и утонченными, потому, что японское оружие, не считая собственного прямого назначения, имеет еще и эстетическую функцию — это, в большинстве случаев, настоящее произведение искусства.

Вот из-за чего японские катаны в обязательном порядке полируют, а русский клинок достаточно и на нем кроме того допустимы следы от абразивного камня. Кстати, благодаря тщательной полировке японские мечи более устойчивы к коррозии».

Узорчатая сталь

На «свежей» поверхности дамасской стали никакого рисунка не видно — в неоксидированном состоянии перевитые между собой различные сорта металла имеют однообразную окраску. Чтобы сталь стала «узорчатой», необходимо показать рисунок посредством травления. При действии растворов солей либо кислот происходит окисление, причем оксидные пленки у различных сортов стали отличаются по цвету и толщине.

Именно это различие и образует видимый узор. Кстати, травить, в принципе, не обязательно — рисунок проявляется кроме того по мере окисления кислородом воздуха, легко на это требуется больше времени. В нашем случае мы применяли раствор смеси поваренной соли и хлорного железа, а дабы сэкономить время, применили электролитическое травление, благодаря которому рисунок проявился менее чем за 60 секунд.

Кстати, выяснить свойства меча по рисунку дамасской стали сложно. В случае если кроме того меч сделан из однопакетной заготовки, то и в этом случае возможно только более либо менее догадываться о его особенностях. В случае если же он многопакетный — то это в чистом виде гадание.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№79, май 2009).

Круги абразивные, шлифовальные. Абразивные круги


Удивительные статьи:

Похожие статьи, которые вам понравятся:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: