Глава 7. Рождение монстра
Работа профессора Виноградова А. П., называвшаяся «Мягкий булат и происхождение булатного узора», была предоставлена в Со- вет Горного института на соискание степени адъюнкта металлургии в качестве диссертации в 1918 году, а в следующем 1919 году состоялась ее защита.
Начало работы Виноградова А. П. содержит довольно подробный обзор попыток западноевропейских ученых по изготовлению вос- точного булата и булата Аносова П. П. и плавно переходит к ключе- вой фразе, содержащейся в работе Аносова П. П. «О приготовлении литой стали»: «Искусство мастера в сем случае состоит в том, чтобы остановить работу в то мгновение, когда последний кусочек обсечков начинает расплавляться». Далее следует вывод: «Так как прекращение плавки происходит в момент, когда твердые массы только что рас- таяли и жидкость, безусловно, не однородна, то следуемое за этим понижение температуры содержимого тигля сказывается в кристал- лизации прежде всего этих менее углеродистых, не успевших вполне раствориться, потоков, вокруг которых, как центров кристаллизации, происходит при понижении температуры дальнейшая кристаллизация по законам равновесия, тем совершеннее осуществляемых, чем мед- леннее происходит процесс охлаждения. Таким образом весь процесс плавки стали обуславливает собою неизбежно химическую и струк- турную неоднородность слитка, и наличие узора в приготовленном из него клинке будет более или менее ясно выражено, в зависимости от относительных масс жидкости и твердых остатков в момент пре- кращения цементации, степени цементации, температуры и хода повышения подъема температур.
Я вижу в этом основную причину булатного узора, получаемо- го из Аносовских булатных слитков, затвердевших в тигле, а точно так же, может быть, во многих случаях опытов Бреана и Фарадея».
В подтверждение своей версии Виноградов А. П. приводит слова Чернова Д. К. из его работы «Сталелитейное дело»: «Неоднородным может быть, например, бессемеровский металл от прибавления зер- кального чугуна, в особенности в нерасплавленном состоянии, хотя он и перемешивается в реторте, и в разливном ковше и при отливке в изложницы, тем не менее, после вытравки нередко можно заметить узоры. В тиглях же от долгого стояния в жидком виде состав хорошо уравномеривается и поэтому тигельная сталь, отлитая в болванки, узора не обнаруживает».
Один из главных выводов Аносова П. П.: «Что булат есть не смесь стали с каким-либо металлом, но смешение железа с углеродом, по- добно стали, и что причины образования крупных узоров надлежит ближе всего искать в способе соединения железа с углеродом». Вино- градов А. П. резюмирует так: «Это последнее неправильное замечание простительно Аносову по состоянию науки в то время».
И далее Виноградов А. П. пишет: «Нельзя не обратить, однако, внимания на то, что заменив выливку стали в изложницу, оставлением ее в тигле для спокойного замерзания и охлаждения, Аносов изменил не одно только условие охлаждения, но и некоторые другие условия, а именно при этом осуществляется сохранение неоднородности жид- кости… Не учтя указанных обстоятельств, Аносов усматривал причину
образования узоров при медленном охлаждении в особом виде (спосо- бе) соединения железа с углеродом. Сообразно состоянию в то время науки Аносов, подобно Реомюру и Римману, прибег к опытам, ныне представляющимся наивными».
Процитировав комментарий Аносова П. П. из «Журнала опытов»: «При разбитии медленно охлажденных в печи тиглей корольки или сплавки казались как бы несовершенно расплавленными, ибо ку- ски железа в некоторых местах сохранили первоначальную форму». Виноградов А. П. пишет: «… Здесь налицо все те же условия железа по мере цементирования…» и что «этот результат вполне согласуется с тем взглядом, который я высказал выше на процесс образования булатного рисунка…»
Как известно, Аносов П. П. добавлял в шихту – железную ока- лину или окись железа и считал, что эта добавка улучшает булат, делая грунт булатного изделия черным. Виноградов А. П. считает, что «… Здесь соединились процесс нацементования железа с про- цессом восстановления железа из окалины. Восстановленное железо в дальнейшем действовало совместно с прочим железом, вероятно усиливая структурную дифференциацию жидкости, а следовательно и узора булата…»
Этой версии, озвучившей роль железной окалины в булатах Аносо- ва П. П., придерживается и Л. Архангельский в своих работах, почему то переместивший четвертый способ Аносова П. П. получения булат- ных сплавков на третье место, и в его версии он звучит так: «Третий опробованный Аносовым способ представляет собой «сплавление железа непосредственно с графитом». В тигель загружали обрезки железа, графит, флюс и железную окалину. Плавка длилась до 5,5 ча- сов и в ходе ее обрезки железа сильно науглероживались, и частич- но расплавлялись а окалина восстанавливалась до чистого железа» (Л. Архангельский. Статья «О булатах и булатных клинках). В этой цитате Л. Архангельским приведена теория Виноградова А. П., объ- ясняющая процесс изготовления булатного сплавка Аносовым П. П. В учебнике «Технология металлов» в главе «Доменный процесс» действительно сказано, что окись углерода, являясь сильным вос- становителем, вступает в химическую реакцию с окисями железа и восстанавливает их до чистого железа. Все правильно. Но там есть и продолжение этого процесса: при температуре 900–1000 оС окись
углерода вступает в реакцию с чистым железом, в результате которой
образуется карбид железа Fe
C, то есть цементит, который, в свою
очередь, науглероживает куски железа в тигле. Благодаря этому расплав, насыщенный углеродом, при затвердевании выделяет немалое количество цементита, а он, оседая на частичках грязи, вытесненной из нитей феррита, обволакивает их, тем самым очищая расплав. Так что, читатель, прав-то был Аносов П. П.
Касаясь работы Н. Т. Беляева, Виноградов А. П. пишет, что он (Беляев Н. Т. – прим. авт.) предпринимал попытки по выплавлению булатных слитков по методу Аносова П. П., т. е. плавки проходи- ли при наивысшей температуре, а полученные расплавы медленно остывали в тиглях. Опыты, пишет он, закончились неудачей. И далее Виноградов А. П. продолжает: «Эти положения считались настолько незыблемыми, что в них до последнего времени не возникало и со- мнений. Только в самое последнее время Н. И. Беляев основательно усомнился в этом и сделал попытку сдвинуть с ложного пути представ- ление о происхождении булатного узора в своей прекрасной работе «О булате». Булаты же автора этой работы он оценил так: «В лучшем случае булаты Н. И. Беляева можно назвать булатом низшего сорта, аналогичными «литым булатам» Аносова».
Достается «на орехи» и Н. Т. Беляеву: «Не менее искусственным и противоречащим вышеизложенной теории Чернова является вы- сказывание Н. Т. Беляевым представления о булатном узоре, как узоре видимого глазом перлита. Выше я уже отметил, что согласно взгляду Чернова, булатный узор является результатом первичной, а не вто- ричной кристаллизации».
К этой теории Чернова Д. К. профессор Виноградов приплюсо- вывает теорию Н. И. Беляева, основанную на опыте расковки двух пластин при различных температурах: «Эта поправка нисколько не уменьшает значение теории Чернова по существу, а опыты Н. И. Бе- ляева нужно признать блестящим подтверждением проницательности ума Чернова». И вносит последний штрих: «Если ввести в теорию Чернова и Н. И. Беляева мою поправку, то вполне понятным стано- вится свойство и менее твердых булатов распадаться при температуре 1200 оС на куски, что видно из следующего приблизительного сооб- ражения…» Суть этого соображения сводится к следующему: булатный сплавок содержит в себе объемы, по количеству углерода аналогичные с чугуном, которые при температуре 1200 оС разрушаются: «… Итак, разрушение твердого булата при температуре около 1200 оС, необъ- яснимое с точки зрения Чернова и Н. И. Беляева, становится вполне объяснимым при моей поправке».
Далее Виноградов пишет: «Изложенная в этой и предыдущих главах моя теория происхождения булатного узора выведена на основании изучения литературы о булате в связи с успехами металлографии стали». Т. е., читатель, к объявленной теории Чернова и Н. И. Беляева вводится еще один персонаж и звучит это уже так: «теория Д. К. Чернова, Н. И. Беляева и Виноградова А. П.», а Аносова П. П. и Беляева Н. Т. как неспособных к теоретическому мышлению и умеющих лишь просто работать, автор этой новой теории задвинул, как говорят, куда подальше.
Опыты, «Поводом к производству» которых «послужила присыл- ка… для металлографических исследований двух саперных лопат», сводятся Виноградовым А. П. к различным режимам отжига, закал- ки, отпуска и набивания на получаемых образцах различных узоров: «Проведенные мною специальные опыты закалки и отпуска моих булатов показали, что действительно закалка не может разрушить раз полученного узора, так как отжиг вполне и в точности восстанавливает затушеванную закалкой картину…»
Опытов по сплавлению чугуна с гвоздями без шляпок и впослед- ствии чугуна с тонкой порезанной проволокой было всего шесть. Шихта была составлена из расчета так, чтобы содержание углерода в получаемых слитках составляло около 2 %. Получившиеся образцы были либо раскованы, либо просто сплющены.
На «основании своих опытов» Виноградов А. П. делает следующие выводы: «Из проведенных опытов следует, что при условии пре- кращения плавки в тот момент, когда в жидкой, богатой углеродом, массе еще присутствуют куски нераспустившегося бедного углеродом металла, при последующем замерзании жидкости в покое, получается неоднородный слиток, как результат неоднородности жидкости, что и подтверждает верность моего взгляда о неоднородности жидкости как основе булатного узора…
Неудачи европейских металлургов в воспроизведении булатной стали имели своей причиной прежде всего тот ложный путь, на кото- рый они встали в своих опытах и в своих взглядах на булат…
Взгляд на особую природу булата, отличную от природы стали, сохранился у современных металлургов до самого последнего време- ни. Так проф. Чернов рассматривает булат, как не такого рода сталь, в которой в деформированном виде сохраняется первичная кристал- лизация, причем вследствие ковки при низкой температуре вещество уплотняется, между тем как обыкновенная сталь в кованом виде со- вершенно утрачивает следы правильной кристаллизации…
Медленное охлаждение слитка считалось всеми авторами – от Бре- ана до Н. Т. Беляева – средством для достижения этого особого со- стояния главным условием, без которого считалось невозможным получение булата… Вслед за Н. И. Беляевым я совершенно освобож- даюсь от такого взгляда на булат и изучаю его как обыкновенную сталь с резко выраженной неоднородностью…
…Булатный узор можно получить из стали с любым содержанием углерода, независимо от присутствия других примесей при условии наличия полосчатой структуры…
В основе булатного узора лежит полосчатая структура…
Причудливость и характер узора являются результатом механиче- ской деформации…
В частности знаменитый коленчатый узор производится одним из приемов деформации упомянутой структуры…
Поэтому по своей идее и качествам сварочный булат должен быть приравнен к мягким или литым булатам, и уступает последним, глав- ным образом, изяществом узора»…
По свидетельству Л. Архангельского, «современники профессора высказали мнение, что ему не удалось разгадать древний секрет про- изводства литого булата (литым булатом Л. Архангельский считает индийский булат, персидский булат и булат Аносова П. П., поскольку, по его мнению, в основе их производства лежат недорасплавившиеся частички железа – прим. авт.), а разработанная им технология явля- ется скорее одним из вариантов дамасской (сварочный булат. – прим. авт.) стали».
Итак, читатель, современники Виноградова А. П. исполнили по- желание профессора и приравняли его булат к сварочному булату. То есть с точностью до наоборот.
А монстр, которого породил профессор Виноградов, пока еще никому не нужен. До поры до времени.
 |
 |
 |