Холодное оружие        26 октября 2010        13         0

Исследование: «муар японской стали»

Изучая на протяжении последних пяти лет образцы старинных японских катан, мне случилось обратить внимание на особую волокнисто-муаровую структуру стали клинков: при 4,5-10-кратном увеличении четко видны тончайшие следы кузнечной сварки. Казалось бы, всё понятно: мы имеем дело с классической технологией так называемой «дамасской стали». Однако получить такой узор hada методом послойной сварки разнородной стали невозможно. Совершенно другой характер структуры.

При более тщательном изучении старинных японских мечей (из частных коллекций) в металлографических лабораториях выяснилось, что структура их клинков фрагментарно волокнистая, то есть образована за счёт соединения методом кузнечной сварки — не требующей таких сложных конструкций как сварочные колонны — всего лишь ковочный молот и горн, — множества фрагментов, имевших первоначально волокнистую структуру.

Указанные волокна состоят из по-разному науглероженных и по-разному легированных фрагментов стали. Между самими волокнами периодически прослеживаются следы сварочных швов. Плотность волокон поражает: в отдельных участках клинка (у кромки лезвия), по-видимому, она может достигать от 100 до 300 волокон на квадратный миллиметр среза (или до 500000 волокон на срезе клинка)!

К сожалению, нам никто не разрешил разрезать клинок и точно подсчитать волокна. Впрочем, работников музея и коллекционеров можно понять…

При дальнейшем исследовании было установлено следующее:

— сами волокна имеют перемежающуюся структуру, с изменением окраса при травлении азотной кислотой от светло-серого цвета до практически черного;

— волокна сгруппированы в группы двух уровней, иначе говоря, с одной стороны мелкие волокна собраны в подобия пучков или связок (1-й уровень), с другой стороны эти пучки образуют сильно деформированные группы, выстроенные слоями (2-й уровень);

— обнаружено, что границы между волокнами на микроскопическом уровне имеют два основных типа: кузнечный сварочный шов, с остатками неметаллических включений, и диффузионная сварка на молекулярном уровне без видимых следов включений неметаллов;

— каждое волокно неоднородно по химическому составу, и может неоднократно менять окрас при травлении от светлого к темному по всей длине.

Получить более подробную информацию о структуре и химическом составе исследуемой волокнистой стали станет возможно только применяя методы изучения материала, допускающие механическое и электроэрозионное разрушение образцов (клинков).

Итак, через некоторое время нам стало понятно, что муаровый узор — это волокно, выстроенное послойно. Естественно, сразу же возникли вопросы. Делают ли в Японии сегодня такие клинки? Что за технология или метод позволяют получить такую макро- и микроструктуру стали? Как такая структура влияет на качественные характеристики клинка?

Начнем по порядку.

В Японии лучшие современные мастера-кузнецы и сегодня добиваются такого же эффекта. Это подтверждается множеством подробных фотографий современных мечей, выкованных такими грандами как, например, Есиндо Есихара. Не на всех, но на многих его мечах чётко видна волокнисто-муаровая структура металла. Так что на первый вопрос можно ответить утвердительно. Повторюсь еще раз, подобные японские клинки можно встретить только у лучших японских мастеров современности. Это важный момент, который поможет нам разобраться с «загадкой» муарового волокна более основательно.

Теперь о способе получения волокнистой стали по-японски. Цель — получит не просто волокнистую, а ультратонкую структуру с перемежающимся волокном, выстроенную в двух уровнях, соединенных между собой одновременно кузнечной и диффузионной сваркой — сварочный аппарат не участвует ни в том, ни в другом случае.

Создание волокнистых структур в стали решается много веков, многими мастерами во многих странах. Самым известным сегодня стал метод так называемого мозаичного дамаска.

Суть этой технологии в том, что набранный из стальных полос пакет проковывается, сваривается и протягивается опять в квадратное сечение. Затем брус рубится или режется на равные отрезки, из которых опять набирается квадратный в сечении пакет. После чего указанные операции циклично повторяются. Набрав таим образом нужное количество волокон, кузнец закручивает пакет и нарезает его поперек бороздками 3 - 8 мм. Дальнейшая проковка в полосу и шлифовка «поднимает» на поверхность мозаичный узор стали, образованный поперечными срезами волокон.

Поперечный срез бруска мозаичного дамаска представляет собой выстроенное определенным образом волокно. Восемь сварок пакетов 2 х 2 по этому методу дадут брусок, содержащий около 6500 волокон! А 10 сварок — уже более одного миллиона волокон!

На базе этого метода нами было создано несколько клинков катан, в которых приняли участие известные кузнецы-оружейники Москвы и Тулы.

Существенным отличием от японского варианта можно считать отсутствие эффекта перемежающейся структуры волокна. Узор вышел мелким, чётким, очень красивым и плотным, но без знаменитого японского муара. Клинки получились достаточно прочными и ударновязкими, однако классическая зонная закалка выявила hamon без чётко выраженной переходной зоны nion, и более того, закаленная зона проявила контраст hada, что нежелательно с эстетической точки зрения. Коротко говоря, получилось очень хорошо, но не совсем то, что искали.

Приёмов получения волокнистой стали существует множество. Шутки ради могу предложить еще один, весьма не рациональный метод. При сварке пакета дамаска нарезать на нем бороздки вдоль протяжки перед каждой последующей сваркой. Продольные нарезы «поднимут» на поверхность поперечные срезы слоёв, которые при цикличном повторении этих операций образуют волокно. Потери материала при таком способе будут огромны, да и волокно получится «разнокалиберным», и уж конечно совершенно однородным. Но чем не метод? Жаль, что в России неважно обстоят дела с интеллектуально собственностью, иначе можно было бы запатентовать. Впрочем, шутки в сторону.

И всё же, как делается классическое муаровое волокно по-японски? Обратимся к первоисточникам — книгам об искусстве изготовления японского меча, изданным в Японии и США. Весь процесс описан во множестве книг от начала и до самого конца. Для нас же наиболее интересным, без сомнения, будут материалы из книги авторитетнейшего кузнеца-оружейника современной Японии г-на Есиндо Есихаро.

Надо сказать, что японские мастера умело прячут самые важные технологические нюансы в обилии весьма зрелищных и колоритных, но всё же второстепенных или общеизвестных фактах. Многие важные моменты вообще отсутствуют. Оно и понятно, секреты мастерства для того и существуют, что бы их оберегать. Но полагаю, что многие любители японских мечей и коллекционеры будут более уважительно относиться к катане, когда узнают, больше о подобных «секретах древности».

D.


Сообщество плотников
Рубрики
Поделиться с друзьями