Дамаск (металл)

Дамаск (металл)

У этого термина существуют и другие значения, см. Дамаск (значения).

Клинок (нож), имитация дамасской стали

Дама́сск (дама́сская сталь) — вид стали с видимыми неоднородностями на стальной поверхности, чаще всего в виде узоров, получаемых различными способами. Различается два рода стали которые именуются общим термином «дамаск»: сварочный дамаск (при многократной перековке стального пакета, состоящего из сталей с различным содержанием углерода) и рафинированные стали. Тиглевые булаты (он же вуц, англ. Wootz), где узоры появляются за счёт образования крупных карбидов как результат высокого содержания углерода и методов медленного охлаждения, к дамасским сталям не относятся. Использовалась для изготовления холодного оружия и, реже — доспехов.

Технология изготовления

Рафинированная сталь

Рафинированная сталь только номинально относится к дамаскам, так как кузнечной сварке подвергается один-единственный однородный блок стали. Цель процесса была не вывести какой-либо узор, а добиться выгорания вредных примесей (фосфор, сера, шлак) и равномерного распределения углерода в заготовке. Принципиально каждая качественная сталь до 18-го века являлась рафинированной, так как кричное железо в чистом виде не является пригодным для изготовления клинков. В самом примитивном случае, как это делалось до XVIII века, железную заготовку расковывали в длину, складывали пополам, потом снова расковывали и складывали — так несколько раз, пока хватит металла, — а с каждой проковкой его оставалось все меньше. Получалась заготовка, в которой слои с высоким и низким содержанием углерода оказывались очень тонкими (ведь с каждым перегибанием количество слоев удваивалось), и которой потом можно было придать любую форму (помня, однако, о направлении волокон). Диффузия углерода из слоя в слой давала в конце процесса с физической точки зрения почти однородный блок.

Данная технология раффинации применялась практически с начала железного века во всех частях света с развитой металлургией. Однако в Японии развились особые традиции и технологии полирования клинков, которые позволяли проявить на поверхности стали следы многочисленных складок и которые не могли быть выявлены, скажем, кислотным травлением. Узор японской стали («хада») на самом деле не является прослойкой разных материалов, а остатками шлаков между отдельными слоями и кристаллами мартенсита и перлита, образовавшихся во время закалки. Композитные клинки японских мечей также не имеют с дамаском ничего общего.^[1]

Сварочный дамаск

Комбинируя стальные заготовки с разным содержанием углерода с последующей сваркой, складыванием и проковкой, кузнецы добивались контроля над свойствами получаемого материала. Железо, как правило, мягко и легко поддаётся деформации, высокоуглеродистая сталь же тверда и (при надлежащей термообработке) упруга. Комбинируя железо и высокоуглеродистую сталь, получали материал, который дополнял недостатки обеих исходных сталей. Так возникало чередование слоёв металла с очень высоким и очень низким содержанием углерода. Первые при закалке приобретали большую твёрдость, а вторые, напротив, не закаливались вовсе и служили амортизирующей подложкой. Мягкие железные слои не давали металлу быть слишком хрупким, а высокоуглеродистые слои придавали нужную упругость и остроту. Диффузия углерода также усредняла в какой-то мере его распределение в заготовке.
По более прогрессивной технике, принятой в арабских странах, раннесредневековой Европе или в Китае, проковывался пучок заранее заготовленной проволоки или ленты с определённым содержанием углерода. Так тратилось меньше времени и железа. Уже в III веке до н. э. согласно археологическим находкам европейские кельты изготовляли сварные дамаски. В первые века нашей эры вошёл в моду так называемый кручёный харалуг; бруски из разнородных сталей сваривались, перекручивались спиралью, снова проковывались и соединялись вместе с такими же заготовками в один брус. Большое количество германских, позднеримских и франкских мечей старше X века, дошедшие до наших дней, имеют сложную харалужную дамаскировку.

Узоры на поверхности этого вида дамаска — оптический эффект неравномерного распределения углерода в связи с неоднородность материала. Этот эффект часто усиливался специальными методами полировки и травлением поверхности кислотами. Сам же узор изначально является не главной целью изготовления сварных харалугов, а всего лишь побочным явлением.

Литой булат

Основная статья: Булат (металл)

Когда говорят о легендарной «дамасской стали», то под этим материалом подразумевается собственно персидско-индийская тиглевая сталь с высоким содержанием углерода (до 2 %). Узор появляется за счёт образования матрицы карбида и феррита при медленном охлаждении материала. Что касается механических свойств, то карбиды играют здесь предположительно ключевую роль; при заточке и шлифовке мягкие ферритные волокна стачивались, и на режущей кромке оставались наиболее твёрдые карбидные матрицы — кромка клинка оказывалась состоящей из неразличимых глазу, но алмазно-твёрдых и очень опасных зубчиков. Также данные клинки почти не закаливались, так как высокие температуры приводят к проникновению углерода в кристаллы феррита, образуя тем самым аустенит. Само собой, карбиды будут разрушены, что приведёт к исчезновению узора. Разновидностью дамасских сталей булат не является (хотя в английском языке обычно используется такая классификация, а в русском — наоборот, дамаск иногда относят к разновидностям булата).

История

Рафинированная сталь употреблялась почти сразу после овладения людьми процесса изготовления кричного железа, так как продукт сыродутной печи в чистом виде был непригоден для выделки. Около 1300 лет до н. э. соответствующая технология появилась в Передней Азии, около 800 до н. э. проникла в Европу а примерно в VII—VI веке до н. э. в Китае археологами доказано самостоятельная редукция руды с помощью сыродутной печи. Сваривание разных сортов стали и целенаправленное изготовление сварных харалугов было разработано в большинстве случаев независимо друг от друга. Уже в первых веках до н. э. подобные материалы были известны и в Европе, и в Китае. Есть сведения^[2], что в III веке н. э. римляне уже знали оружие из дамасской стали. Находка из Нидама^[2] содержит много мечей с очень сложной сваркой наравне с клинками, гораздо более простыми в конструкции.^[3]

Впервые индийская тиглевая сталь упоминается 300 лет до н. э.^[4] В Иран дамаск попал ещё в VI веке. На территории Киевской Руси узорчатый булат был известен, хотя и редок, ещё в домонгольский период и назывался булатом или «красным железом». Более существенных масштабов применение дамаскового оружия на Руси достигло только в XV веке, но вплоть до начала XVIII века немногочисленные дамаские и булатные клинки ввозились из Персии. Сведений о местном производстве дамасских и булатных сталей нет, однако есть об их импорте. В домонгольской Руси был известен сварной харалуг,^[5] технология изготовления которого была утрачена и восстановлена только в конце XX века. Первым упоминанием об этой технологии можно считать сведения Аль-Бируни:^[6]

Русы выделывали свои мечи из шапуркана, а долы посредине их из нармохана, чтобы придать им прочность при ударе, предотвратить их хрупкость. Ал-фулад не выносит холода их зим и ломается при ударе. Когда они познакомились с фарандом, то изобрели для долов плетенье из длинных проволок (изготовленных) из обеих разновидностей железа — шапуркана и женского. И стали получаться у них на сварных плетениях при погружении (в травитель) вещи удивительные и редкостные, такие, какие они желали и намеревались получить. Ал-фаранд же не получается соответственно намерению при изготовлении и не приходит по желанию, но он случаен.

А «харалуг» упоминается в «Слове о полку Игореве».

Яръ туре Всеволодѣ! стоиши на борони, прыщеши на вои стрѣлами, гремлеши о шеломы мечи харалужными.

— Слово о полку Игореве

В то же время однозначного толкования термина «харалуг» нет. В частности, в этом же источнике упоминаются копья и чепи, а в Задонщине — «берега харалужные».

Европейским мастерам удалось освоить технологию получения многослойного узорчатого дамаска по ближневосточной технологии только к началу XVII века, а по качеству «восточный» дамаск, сделанный в Европе, сравнялся с азиатским лишь в XVIII столетии (но Наполеон все ещё предпочитал носить настоящую турецкую саблю, а не шательеровскую поделку).

По сходной, но явно отличимой от «дамасской» технологии производились японские мечи. Заготовку перерубали вдоль, складывали вдвое, сковывали, и так множество раз. В результате получалась полоса, состоящая из сотен тончайших слоёв, которые становились видны только после очень долгой и сложной полировки специальными средствами (шлифовальные камни, полировальные пески). Громкая слава японских катан разнеслась благодаря американскому кинематографу. Во время второй мировой войны американцы столкнулись с этими мечами (штатным оружием японских офицеров). .

Популярные мифы о «дамасской стали»

В настоящее время в СМИ существует много теорий о превосходстве так называемой «настоящей дамасской стали» (то есть литого булата или вуца) над всеми другими видами металла. Это мнение, по-видимому, появилось в начале XIX века, и было распространено главным образом через романтическую литературу, такую, как «Талисман» и «Айвенго» Вальтера Скотта. Собственно исторически и металлургически миф о абсолютном превосходстве литого булата не обоснован, также и как его предпочтение всеми народами. До сих пор археологами не найден ни один ближневосточный клинок старше 15-го века на территории западной Европы, состоящий из литого булата, хотя, следуя соответствующему мифу, рыцари их покупали на «вес золота», потому что они якобы «резали кольчугу как масло». Никаких исторических доказательств сему до сих пор не существует. Также Римская Империя имела обширные торговые связи с Древним Востоком (персы, индийцы) и по словам Плиния Старшего лучшая сталь привозилась оттуда.^[7] Хотя индийскую тиглевую сталь предположительно знали ещё во времена Александра Македонского, до сих пор науке не известны римские доспехи, спаты или гладиусы, состоящие из «того самого» узорчатого булата. Напротив, именно сварные харалуги часто встречаются среди находок римской эпохи.

Также «дамасский» литой булат упоминается в исторических источниках только с XIII века, когда крестовые походы уже были на исходе. Сабля является оружием режущим, а чисто с физической точки зрения и согласно материаловедению термообработанная и отпущенная сталь в районе 55-58 HRC не может быль разрезана точно такой же сталью. Мифы о разрубании пластинчатых доспехов и других мечей на самом деле являются продуктами XIX и XX веков и не соответствуют исторической действительности. Что касается легенды о том, что ближневосточные народы легко расправлялись с тяжелобронированными крестоносцами^[8] с помощью кривых сабель, то она также не имеет исторических доказательств. Хотя наличие импортных среднеазиатских сабель (которые как правило не имели с персидскими и индийскими булатами ничего общего) неоспоримо, один из самых ранних «исламских» ближневосточных кривых клинков датируется концом 13-го века.^[9] Начиная с 8-го^[10] века до 16-го^[11] на Востоке одновременно с саблей ходили и прямые мечи, кои и применялись против кольчуги, в которую были одеты рыцари эпохи Крестовых Походов. Утверждение, что ближневосточные народы не пользовались прямыми клинками в эпоху Крестовых Походов, следовательно необоснованно, также как и использование рыцарями «тяжёлых двуручных мечей» (что ошибочно предполагал Вальтер Скотт в своих трудах). Сабли из литого булата появились лишь в 13-ом веке (см. выше), а клыч и ятаган, которые часто приписывают «сарацинам» популярные источники, — только спустя 200 лет после окончания Крестовых Походов в конце 13-го века.

К тому же металлургические исследования до сих пор не доказали, что литой узорчатый булат обладал какими-то необычайными свойствами, выходящими за пределы дозволенного законами физики.^[12] Неоднократные попытки в СМИ доказать реальность превосходства дамасского булата (например растворение его в кислоте) не имеют научной основы и не являются сколько-нибудь важными для решения этой проблемы.

Само название «дамасская сталь» часто ставится под сомнение, так как город Дамаск (от имени которого и произошло наименование стали) никогда не славился кузнечным делом и мастерами. Большинство сохранившихся булатных клинков происходят из Сирии, Персии и Индии, как правило не из регионов, связанных непосредственно с Дамаском. Есть предположение, что в Дамаске существовал обширный рынок оружия, где булатные клинки предлагались в большой массе — отчего их и назвали дамасскими.

См. также

• История железа
• Японский меч
• Булат (металл)
• История производства и использования железа

Примечания

1. ↑ Мечи самураев
2. ↑ ^{1 2} Дамасская сталь и грузинский булат
3. ↑ О мечах харалужных
4. ↑ Краткая история индийской стали (англ.)
5. ↑ Кирпичников А.Н: Древнерусское оружие. Т. 1. Мечи и сабли IX—XIII вв. © 1966
6. ↑ Б. А. Колчин «Техника обработки металла в древней Руси»
7. ↑ Ex omnibus autem generibus palma Serico ferro est
8. ↑ Восток — дело тонкое
9. ↑ Unsal Yucel 2001 Plate No. 37
10. ↑ Unsal Yucel 2001 Plate No. 27
11. ↑ Unsal Yucel 2001 Plate No. 70
12. ↑ Археолог и металлург Штефан Медер о булате (нем.)

Литература

• С. А. Федосов. Исследование сварочной дамасской стали современной выделки // Металлург, 2007, № 12, С.64-74. (краткое изложение статьи: http://home.samgtu.ru/~fedosov/damascus/index_r.htm)
• B. Zschokke, «Du damasse et des lames de damas», Rev. Metall., No. 11, 635—669 (1924) - определение механических свойств образцов из сварочной Дамасской стали