Василий Фурса, свободный художник http://www.geocities.com/qasruf7/

галерея работ

Об изготовлении булата

Здесь я излагаю очень кратко, и многие моменты как бы само собою разумеются для тех кто имеет некоторый уровень знаний, навыков

Берется железо и чугун так, чтобы в сумме было примерно 1,7-1,8% углерода (вычисляете арифметически), плавите в тигле со слоем битого стекла сверху, в качестве флюса. . Например чугун 3,6% С ( берите чугун с ответственных деталей где, как правило, мало серы и фосфора - коленвал от нашего тепловозного компрессора и т.д.) берета равное количество практически чистого железа и плавите, получаете половину углерода (немного выгорает, до 5%, количество общее тоже имеет значение, 2-3 кг обычно) На диаграмме Fe-C посмотрите какая будет температура, не превышая которую ковать, при 1,8% примерно 1000 С.

В земляной печи желательно выдержать некоторые моменты. Слой угля вокруг тигля, над тиглем, и высота подставки из шамотного кирпича.

Медленно остывает все это, если печь массивная и инерционная, то просто самотеком, а если нет, то медленно понижаете температуру, чтобы с состояния жидкого до затвердевания примерно в течение 30-40 минут хотя бы, этого достаточно для роста дендритов

Дальше куете медленно не больше примерно 1-1,5 мм усадки за один цикл ковки. Температура ковки не должна переходить за линию SE ( это зависит от % углерода).
Могут быть некоторые нюансы с термообработкой, если делать булат В ИСТОРИЧЕСКОМ СМЫСЛЕ ЭТОГО СЛОВА!!!, тогда необходим высокотемпературный отжиг выше линии SE (не пугайтесь этого момента :-) ). Именно после такого высокотемпературного длительного отжига и последующих многих ( 50-и больше) циклов ковки в традиционном диапазоне для булата и получается тот исторический булат. Здесь обязательно должны быть карбидообразующие примеси, сотые доли процента, это необходимое условие восстановления узора в процессе ковки.

Cтарые булаты были и гибкие и твердые. ( не абсолютно все, это понятно). Так вот эти свойства одновременно и могли быть получены после высокотемпературного отжига ( как вариант - может быть). Я имею в виду длительный отжиг при температуре выше SE. Цементитная сетка в этом случае разрушается ( диффузия цементита...), но не дендриты аустенита(!!!). Речь идет о заэвтектоидной стали. Что происходит далее и благодаря чему я уже писал. Те частички цементита, которые потом сформируют узор, имеют уже совершенно другой вид и соответственно свойства острия, особая острота лезвия... Это уже не такая грубая структура, как после механического разрушения цементитной сетки ( + другие моменты ). Высокотемпературный отжиг делается после плавки и медленного охлаждения для формирования дендритной структуры и цементитной сетки в междендритной области. Проводится этот отжиг и с остыванием на воздухе ( т.е. довольно быстро).

Слиток, из которого прокована эта полоса,был отожжен
при 1150 в течение примерно часа, после этого отжига на срезе прошлифованного и
протравленного слитка уже не было видно следов
дендритной структуры, затем после примерно 60 циклов
ковки проявилась структура ( естественно после
травления), которую вы видите на фото выше.

.Отжиг происходит выше линии SE и температура соответственно зависит от % углерода, Но можете просто отжигать при 1150 примерно. Переходить за 1200 нельзя. Опять же все это связано с конкретным составом слитка. Как долго? -до разрушения цементитной сетки, можно час, и больше, или в несколько приемов по 30-40 минут......

Сам слиток, можете его разрезать на части, и отжигать по частям ( среда должна быть окислительной, раньше в Персии отжигали слитки в ржавчине св. по Аль Кинда). На поверхности образуется слой обезуглероженного железа, что несколько предохраняет от трещин во время ковки. Далее примерно 60 циклов простой ковки в традиционном для ковки булата диапазоне температур.

На этой полосе специально оставлен частично слой мягкого
железа, который образуется на поверхности после
высокотемпературного отжига.

Механизм высокотемпературного отжига работает только(!!!) при наличии в составе слитка карбидообразующих элементов. Но они не присутствуют там автоматически!!! Если таких примесей нет или недостаточно, то после высокотемпературного отжига уже никакой ковкой вы не получите булатного узора ( были эксперименты).
Не все месторождения руд содержат эти примеси и тогда надо добавлять эти компоненты специально. Это хорошо известные в металлургии элементы ( Mo, Cr, Zr, Nb, V, Ti,...). Вопрос где взять ванадий ( я бы его добавлял обязательно), как известно, купить у нас что-то тяжело, но достать все можно. Но в этом случае несколько проще. Берете электроды для электросварки чугуна ЦЧ-4, там стержень мягкое железо, а в обмазке до 8% железованадиевого концентрата ( 50% V, 50% Fe ), также там есть марганец, что полезно ( кроме известных его свойств он еще и повышает контрастность булатного узора). Так вот такой обмазки в растертом виде я бы добавлял не меньше одного грамма на каждые сто грамм слитка.

С высокотемпературным (!!!, выше линии SE, а не просто отжигом) разобрались всего около 10 лет назад известные люди Вирховен, Пендри, их работы о роли примесей в формировании узора, об этих примесях просто не могли знать тогда, давно и только они позволяют восстановить узор после его уничтожения нагревом выше линии SE. Можете поискать их патент с подробным описанием процесса.

Относительно хитростей в ковке, то есть масса вариантов ковать и разными молотками и т.д. А так особо ничего. Из своего опыта я знаю, что за одну ковку желательно ковать только в одном направлении, в смысле не поворачивать заготовку . Особенно если многовато углерода - есть опасность расслоения и внутренних трещин.
Закалка можно проводить и в воде и в масле, но если есть скрытые трещины, то в воде они проявятся. Отпуск и пр., как в учебниках тоже как кому нравится и какая твердость конечная необходима...

Тигли можно купить, например алундовые, или другие которые выдерживают 1600-1700 С. Можно сделать и самому, из шамотной крошки или крупнозернистой окиси алюминия и каолиновой глины, добавить туда немного опилок дерева, например ( ~%10 по объему) Если Вы сами делаете тигель, то, как обычно, это делается на оправке ( напр. бутылка) и чтобы глина не прилипала к стенкам я обычно обматываю ее слоем бумаги, но иногда я брал мешковину, тогда , вытащив оправку, Вы вынимаете ткань эту довольно легко, а на стенках остается сетка от ткани, но, это так, для любителей нюансов. В диссертации Анна Феербах есть даже фото стенок таких тиглей с сеткой ткани, но тогда в Туркестане (~12-14 век) просто не было бумаги для прослойки между оправкой, они использовали обрывки грубой ткани, вот и все... Но Может я и ошибаюсь, решайте сами, пробуйте...

Я считаю, что специально делать узор на стенках тигля не нужно, думаю, что роль неровностей ( сетки на стенках) тигля для роста дендритов сильно преувеличена. Если есть достаточное количество углерода и медленное охлаждение, дендриты вырастут ( сформируются ) и не хуже чем с сеткой, Просто на поверхности стенок их не очень заметно будет, но внутри там все будет нормально и по всему объему. Одно время я тоже придавал этому значение, так, если у Вас есть уже готовый тигель, например у меня был алундовый, так я клал на дно немного извести и чуть буры, а стенки смазывал толстым слоем силикатного клея с известью. Потому как сетка на боковых станках не появляется потому, что они слишком жесткие ( сухие) когда там будет слой флюса ( то что останется ), тогда в этой мягкой среде на поверхность вылазят следы дендритов.

Более подробный процесс изготовления тиглей В.Фурсой можно посмотреть на его странице в интернете - http://www.geocities.com/qasruf7/

Флюсом может быть обычное бутылочное зеленое стекло, можно добавить немного извести ( (не мела!), и так чтобы в расплавленном виде это было хотя бы сантиметр толщиной.
Если плавить на угле, то крайне желательно закрыть крышкой ( с небольшим отверстием для выхода газа)

Относительно травления, то много способов травить. Очень удобно при пробах разных щавелевой кислотой. Обычно на изделии я травлю хлорным железом. Обычно концентрация 10-20% и по несколько десятков секунд в несколько приемов, шлифуя в промежутках между травлениями. Некоторые травят азотной кислотой. Но пробовал я многими реагентами. Например лимоном, яблоком, уксусом. Это несколько дольше, но мягче и иногда лучше проявляются тонкости рисунка.

Относительно брака, если экспериментировать, то много, если уже налаженное производство, как бы стабильно знаете что делать, то брак получается от случайностей, например тигель лопнул, или что-то там еще случилось и не было достаточной температуры, тогда недоваренный слиток, внутри пустоты и пр. Трудно сказать количественно сколько процентов. Но это неизбежно.

Об историческом металле

Исторический булат содержит железо, углерод а все остальное примеси сотые доли процента. Это главное. Относительно применения тогда высокотемпературного отжига, то я бы так прямо это не связывал. На 100% никто и никогда не докажет как делали это 1000 лет назад.
Те старые булаты были и гибкие и твердые. ( не абсолютно все, это понятно).
Так вот эти свойства одновременно и могли быть получены после высокотемпературного отжига ( как вариант - может быть). Я имею в виду длительный отжиг при температуре выше SE. Цементитная сетка в этом случае разрушается ( диффузия цементита...), но не дендриты аустенита(!!!). Речь идет о заэвтектоидной стали. Что происходит далее и благодаря чему я уже писал. Те частички цементита, которые потом сформируют узор, имеют уже совершенно другой вид и соответственно свойства острия, особая острота лезвия...
В древних индийских слитках был полный расплав(!) со сквозными (по всему объему) дендритами. Есть сечения слитков найденных при археологических раскопках. Никаких недоплавленных кусочков, Что бы вам не говорили о всяких там фарандах. Этого не было в древних индийских(!) слитках однозначно!!!
Для меня античный булат это всегда заэвтектоидная сталь, и те все классификации, мягкие ( где узор состоит в основном из феррита) и пр. да, есть такие классификации разные. Мое личное мнение - это некондиция, или неудачные попытки получить булат в других местах.
В заэвтектоидной стали, которую я плавлю, вырастают дендриты только АУСТЕНИТА(!!!), цементитная же сетка заполняет междендритное пространство по мере остывания ( если не очень строго). Относительно ферритных нитей в настоящем булате, то, в булате ( если это заэвтектоидная сталь - а только такую сталь я считаю булатной), ферритных нитей в принципе быть не может. Весь феррит в соединении с углеродом в жидком состоянии и далее по мере остывания: это, или аустенит, или выпадающий из него цементит, который и образует цементитную сетку.Относительно "карбидов легирующих элементов", то легирующих элементов там у меня нет. Ванадий 0,03% нельзя рассматривать как легирующий элемент. Это модификатор ( есть такой класс примесей, добавок) . В процессе высокотемпературного отжига, когда карбиды железа дифундировали в соседние области близлежащих дендритов аустенита, карбиды ванадия, как более тугоплавкие и менее подвижные, остаются на своих местах. И потом, в процессе последующей ковки, служат зародышеобразующими элементами для новых скоплений цементита, которые и дают потом узор.
И еще несколько фраз общего характера. Людям, которые занимаются этим профессионально, не стоит бояться того, что технология становится доступной многим. Изделия высокого класса, доведенные до совершенства - это искусство. А это всегда имя, почерк мастера, индивидуальность. Всегда найдутся люди, которые предпочтут вашу работу другим. Союз художников не делает проблем из того, что на каждом углу продаются краски, кисти , а уж учебников живописи, композиции.... тучи, и ничего. Они переболели давно той детской болезнью, когда "чем ночь темней, тем ярче звезды".

галерея

наверх