Сталь: виды стали и техника производства

 

Сочетание максимальной твердости, упругости и вязкости могло бы быть получено у стали, не подверженной развитию хрупкости в интервале отпуска на максимальную упругость.

 

 Для этого нужно прибегнуть к термомеханической обработке, сочетающей наклеп в аустенитноы состоянии и закалку, — способу, подавляющему развитие хрупкости при отпуске. Клинок, закаленный с ковочного нагрева, должен обладать указанными свойствами. Закалка должна осуществляться в условиях, исключающих рекристаллизацию деформированного ковкой аустенита, т. е. ковку необходимо заканчивать при низких температурах с немедленной после этого закалкой.

Переход от одного состава к другому в структуре такой сложной «композиционной» стали плавный, постепенный, и именно этим отличается литой булат, о котором до сих пор шла речь, от сварочного булата, который также имел широкое распространение.

Способ изготовления сварочного булата в принципе давно разгадан. Сноп из нескольких полос железа и твердой стали подвергался интенсивной проковке при высокой температуре с целью добиться сварки отдельных полосок. Дальнейшая интенсивная ковка такой уже монолитной, но резко неоднородной по составу заготовки перепутывала ее отдельные слои, и после шлифовки и травления на поверхности клинка выявлялся узор, похожий на узор литого булата, только несколько более четкий и грубый, с резкими переходами от структуры железа к структуре стали. Естественно, что свойства такого клинка должны сочетать и остроту и твердость, свойственные высокоуглеродистой стали, с вязкостью мягкого железа. По современной технологии сварочный булат — это типичный композиционный материал. Отличие от литого булата в том, что в данном случае неоднородность организована заранее, искусственно, путем сварки заведомо разных материалов — железа и высокоуглеродистой стали, а в литом булате подобная же неоднородность возникает как естественный результат расслоения расплава в процессе затвердевания. Вы всегда можете измерить твердость стали или другого металла, если в этом есть необходимость. Для этого нужно просто купить твердомер стационарный или переносной. Качественную продукцию выпускает компания ИНТЭС.

В принципе существует и, вероятно, использовался и промежуточный вариант, подробно описанный в уже упоминавшейся книге Ю. Гуревича. Автор этой книги сам участвовал в работе группы златоустовских металлургов, которым удалось реализовать этот вариант, как говорят, «в металле». Шихта, состоящая из кусочков мягкого железа и твердой высокоуглеродистой стали, нагревалась до полужидкого состояния. Согласно диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов, раньше начинает расплавляться высокоуглеродистая часть шихты и в промежуточном твердожидком состоянии сосуществуют высокоуглеродистый расплав и еще твердое мягкое железо. Если такую твердожидкую смесь не доводить до полного расплавления, а, напротив, охладить, то получится слиток, в котором тесно перемешаны железо и высокоуглеродистая сталь. При проковке слитка эти различающиеся по составу участки претерпевают деформацию, перепутываются, но неоднородность сохраняется, и это дает булатный узор, характер которого зависит от степени и направления деформации. Неоднородность и связанный с ней узор сохраняются и при последующей закалке, если нагрев под закалку не будет излишне высоким. Надо полагать, что изготовленный таким способом клинок будет очень прочным и надежным при ударах, так как возможность хрупкого разрушения исключается наличием волокон из практически безуглеродистого вязкого железа, а режущие свойства и сохранение остроты лезвия обеспечиваются присутствием в структуре твердых высокоуглеродистых участков. Таким образом, возможность получения «булатной структуры» заложена уже в закономерностях затвердевания и плавления железоуглеродистых сплавов. При затвердевании сначала выделяются кристаллы с содержанием углерода много меньше, чем в расплаве, который соответственно обогащается углеродом; при плавлении появляющаяся вначале жидкая фаза обогащена углеродом сверх среднего состава стали, а твердая еще часть соответственно обеднена углеродом, т. е. ближе к чистому железу.

Степень возникающей неоднородности зависит, конечно, от режима охлаждения при затвердевании или от режима нагрева при плавлении.