Способы изготовления булата
Н.Л.ПАВЛЮКОВА, к.т.н., доцент, М. ЖУРАВЛЕВА, студентка
(ИГЭУ) г. Иваново
Булатная сталь – одна из самых загадочных страниц в истории металлургии. Во все времена булатная сталь служила для изготовления холодного оружия, в основном сабельных клинков, мечей, реже — кинжалов, ножей, наконечников копий, боевых топоров, доспехов. Клинками из лучших сортов булата на лету легко рассекали тонкую ткань, рубили железные прутья, и при этом лезвие оставалось неповрежденным, сохраняя свою первоначальную остроту.
Согласно современным представлениям, булат – это композит на основе соединения железа с углеродом, обладающий значительной физико-химической неоднородностью (и характерным узором вследствие ее). Для булата характерно сочетание высокой твердости и вязкости. Изделия, выполненные из булата, обладают повышенными режущими свойствами, т.к. кромка изделия образует «микропилу».
Тайну булата раскрыл русский исследователь Аносов в 1830 году. Он 10 лет исследовал этот загадочный материал.
Булатную сталь получают двумя основными способами. Первый способ, называемый двухфазным, основан на том, что нагревают смесь железа или малоуглеродистой стали с чугуном до расплавления последнего. Таким образом, в тигле образуется своего рода металлический «компот» — в жидком, расплавленном чугуне имеются твердые малоуглеродистые включения. После затвердевания и расковки слитка в клинке чередуются участки очень твердой высокоуглеродистой стали с участками вязкого металла.
Второй способ называется ликвационным. В этом случае булат получают из равномерно-жидкого расплава, при очень медленном охлаждении которого молекулы карбида железа выстраиваются в нитевидные кристаллы (дендриты). На поверхности дендритов осаждается цементит, что приводит к обезуглероживанию металла вокруг денритов. В результате в слитке образуется резкая неоднородность: сверхтвердые дендриты, покрытые цементитной «броней», окружены мягким металлом.
Иногда для дополнительного повышения качества, выплавленные таким образом слитки, подвергают очень длительному отжигу. Затем узорчатые слитки расковывают очень медленно, не допуская полного охлаждения металла.
Многие современные стали превосходят булаты по твёрдости, многие — по износостойкости, но ни одна не превосходит по совокупности параметров, таких как, упругость, способность долго держать остроту, сопротивление коррозии, ковкость и т.д.