В Бирюк - Чума [СИ]

Из полученной стали выкован нож, «оказавшийся весьма хорошим хоросаном».

«Смешивая железную руду с графитом, можно получить непосредственно из руд ковкий металл. Эти опыты заключают в себе открытие в металлургии железа».

«Открытию» — три-четыре тысячи лет. «Прямое восстановление железа» — суть сыродутного процесса, основы всей чёрной металлургии почти всю «эпоху железа». От хеттов до 14–16 веков в Европе. Тысячи лет, миллионы людей это делали. Но никто, кроме «гималайских кузнецов», не додумался получать так булаты. Второй, после «гималайских» — Аносов.

Все получают крицу — толстую лепёшку (в Европе — яйцо) пористого низкокачественного железа. Которую надо проковывать, выбивая из неё шлак, науглероживать, вымораживать…

В 21 веке «прямое восстановление» снова возвращается в индустрию. С природным газом и угольными электродами.

«Грунт булатов и цвет самих узоров означает степень чистоты железа и углерода; чем они темнее и блестящее и чем узоры белее, тем чище металл… в самих булатах углерод находится в различном состоянии… прямой указатель есть отлив… соединение собственно углерода с железом можно допустить токмо в булатах, имеющих золотистый отлив, как, например, в табане и хоросане древних, а в тех, которые отливают красноватым цветом, заключается в углероде посторонняя примесь, как, например, в кара-табане, наконец, в тех, которые не имеют отлива, углерод приближается к состоянию обыкновенного угля. Такие булаты… бывают хрупки, как, например, многие кара-хоросаны».

Аносов — инженер. Не уникальный мастер, следующий «тайным знаниям великих предков» или «божественному озарению». Систематический перебор возможных вариантов. Оценка не только технологической, но и экономической эффективности.

Воспроизведя и упростив «метод Гандаберунды», он предлагает 4 способа получения булата:

— сплавление железных руд с графитом, или восстановление и соединение железа с углеродом;

— сплавление железа при доступе углей;

— соединение железа предварительно с углеродом и восстановление его посредством закиси железа или с помощью продолжительного отжигания без доступа воздуха;

— сплавление железа непосредственно с графитом, или соединение его прямо с углеродом.

«Первый способ требует чистейших железных руд, не содержащих… никаких посторонних примесей, в особенности серы. Но подобные руды встречаются чрезвычайно редко, притом и потеря в графите весьма значительна, а успех в насыщении железа углеродом не всегда в зависимости от искусства. Руды, по малой относительной тяжести, занимают более объёма, нежели железо, и, заключая в себе металла около половины своего веса, уменьшают количество продукта при одной вместимости с железом до Ќ и даже до? при одних и тех же прочих расходах. Из этого видно, сколь сей способ дорогостоящ.

Трудность отыскать в совершенстве первые материалы, случайность соединения железа с углеродом в надлежащей пропорции и дороговизна соделывают сей способ не доступным для введения в большом виде. Но он знакомит и с способом древних и с причиной драгоценности совершенных азиатских булатов, ибо древние скорее могли попасть на способ простой, нежели сложный. Употребление тиглей столь же древне, как и известность золота: ничего не могло быть ближе для древних алхимиков, как испытание плавкой всех тел, похожих по наружному виду на металлы, и в этом случае для них ближе было испытывать графит, нежели для нас, привыкнувших думать, что он не плавится и может быть полезен токмо в тиглях и карандашах.

Второй способ не мог быть введен в употребление по затруднительной ковке при значительном содержании углерода, что происходит… от недостаточной чистоты кричного железа и от затруднения очистить оное совершенно с помощью железной закиси. Железо может быть улучшено способом, употребляемым в Японии и вообще в Азии, — продолжительным сохранением в воде или земле, а очищение угля едва ли будет столь совершенно, как в графите.

Третий способ введен уже в употребление, но как литая сталь для сохранения ковкости не может заключать много углерода, то она и составит особый разряд литых булатов, годных на выделку дешевых изделий: ибо пуд литого булата обходится около 10 рублей.

Четвёртый способ, как почитаемый мною удобнейшим и соответственнейшим при наименьших расходах, к получению настоящих булатов».

Аносов исследовал и зафиксировал в журнале десятки возможных вариаций плавки. Один только характер кристаллизации зависит от множества факторов: шероховатостей стенок тигля и изложницы, температуры металла, скорости охлаждения, состава, чистоты…

Рецепт 1:

«в тигель загрузить около 5 кг железа, засыпать смесью графита, железной окалины и флюса. Флюс — доломит в количестве не более 40 г на 1 кг железа. Тигель закрыть крышкой, поместить в печь, пустить дутье для достижения высокой температуры. В течение 3,5 часов металл плавится, покрывается тонким слоем шлака. Часть графита всплывает в шлак, потери графита зависят от продолжительности выдержки расплава. При увеличении её с 3,5 до 5,5 часов потери графита увеличивались от 100 до 400 г.

После окончания плавки тигель оставить в печи до полного остывания. Отбить крышку тигля, высыпать остатки графита, шлак разбить. Металл из тигля в форме буханки хлеба. При получении хороших булатов узоры отчетливо видны на поверхности слитка, а также на шлаке».

Рецепт 2:

«В России изготовлением булатов занимался (с 1828-37) на Златоустовском заводе горный инженер полковник Аносов, которому, после 9-летнего настойчивого труда, удалось достигнуть получения настоящих булатов; доказательством чему служит приготовленный им клинок каратабан для Е. И. В. великого князя Михаила Павловича. Клинок этот сделан из следующих материалов: тагильского железа 12 ф., графита английского 1 ф., окалины 24 з., доломита 24 з.; плавка велась в тигле и продолжалась 5 ч. 30 м. Из той же массы г. Аносов получил булат, по узору хорасан, с темным грунтом и золотистым отливом. Металл в ковке был мягок, тянулся холодный в полосу без плен, причем от ударов молота нагревался. Все опыты г. Аносова над сплавами железа с алюминием, марганцем, хромом, вольфрамом, серебром, золотом и платиною булат не давали вовсе».

В 1830 г. появилась возможность делать клинки из литой стали мягкой, средней и крепкой твёрдости. Первая шла преимущественно на изготовление оружия, остальные — «на дело как слесарного и столярного инструментов, на наварку горных инструментов и топоров».

Ковка отливок, из-за прослоек хрупкого цементита, должна производиться крайне осторожно, ударами лёгкого молота, с многократным нагреванием до критической температуры («красное каление»). Если нагреть сильнее, булат потеряет основные свойства и характерный рисунок.