Среднеуглеродистая дамасская сталь

Главная сложность в получении дамасской стали – качественная сварка исходного пакета. Важно, чтобы он обладал достаточно большим количеством слоев (порядка 200 для начала будет достаточно) и отсутствием дефектов. Основные дефекты при ковке дамаска – пережог и непровар.

Пережогом называется дефект, при котором участок заготовки нагревается выше 1200 градусов Цельсия значительное время (20-30 секунд). В результате, сталь вступает в непосредственную реакцию с кислородом воздуха – фактически происходит горение стали. Пережженный участок заготовки не подлежит дальнейшей обработке и обычно удаляется. Поскольку сварка дамаска происходит при температурах, близких к температуре пережога, этот дефект возникает часто и иногда может загубить всю работу.

Непровар – это дефект, при котором слои стали не свариваются между собой из-за неудаленной окалины, недостаточного сближения или недостаточной температуры сварки. На готовом изделии непровар выглядит как трещина среди дамасского узора. Поймать момент, когда сталь уже нагрета до сварочной температуры, но еще не загорелась, поможет только опыт. Приготовьтесь к тому, что прежде чем у вас получится, вы сожжете немало заготовок. Запомните: лучше непровар, чем пережог!

Непровар устраняется, хотя и сложно, а пережженную заготовку можно только выбросить. В дальнейшем, при описании процессов ковки, я буду часто определять температуру заготовки не в градусах, а путем указания на цвет нагретого металла. Надеюсь, это поможет свести количество непроваров и пережогов к минимуму.

По собственному опыту знаю – новичку хочется скорее получить заготовку, в которой много слоев. Протравить ее, и лично убедиться в наличии таинственного узора, характерного для дамаска. Поэтому начнем мы с технологии, которую так и назовем – «Дамаск для начинающих».

Вам потребуются 10 двусторонних ножовочных полотен по металлу. Они шире односторонних и удобнее в качестве сырья. Такие полотна изготовляются из стали У8. Постарайтесь при покупке выяснить, как сделаны полотна – целиком из инструментальной стали, или использовано твердое напыление на мягкую основу. Для наших целей годятся только первые. Кроме того, запаситесь достаточным количеством мягкой железной ленты для обивки деревянных ящиков. Также будут необходимы полосы любой стали, кроме нержавеющей. Желательна все же У8. Можно использовать старые напильники толщиной около 2 мм, длиной, равной половине длины ножовочного полотна и шириной, равной ширине железной ленты. Эти полосы вы будете ставить в пакет как внешние слои, чем предотвратите полное превращение в окалину более тонких внутренних. В качестве внешних слоев можно использовать и более мягкую сталь, например, Ст3, но это понизит среднее содержание углерода в вашем дамаске.

Электроточилом или шлифмашиной удалите зубья с ножовочных полотен. После этой операции они станут равны по ширине железной ленте. Каждое полотно необходимо разрезать на две равные части по длине. У вас получится 20 отрезков ножовочных полотен. Нарежьте ножницами по металлу 20 отрезков железной ленты. Наконец, желательно, используя аптечные весы, взвесить кусок железной ленты, кусок ножовочного полотна и пластину толстой стали. Знание веса потребуется вам при расчете состава полученной стали.

Теперь сделаем операцию, которая называется наборка пакета. Операция эта тщательная и долгая, поэтому выполнять ее лучше сидя. Положите на стол отрезок стали, толщиной 2 мм. Ее поверхность необязательно очищать от ржавчины, но, если это напильник, необходимо сточить его рабочую поверхность. Увлажните ее обычной водой и нанесите довольно толстый слой буры (порядка 2-3 мм). На слой буры кладется железная полоса, увлажняется, накладывается слой буры. На него – отрезок ножо вочного полотна, увлажняется, накладывается слой буры. Таким образом, слои железа, буры и стали чередуются, пока не будет использовано 5 отрезков ножовочного полотна. На верхний отрезок железной полосы положите отрезок толстой стали, такой же, как и в самое начало пакета. Теперь пакет очень аккуратно стяните струбцинами по краям и, стараясь, чтобы бура не высыпалась, проварить электросваркой его начало и конец. Затем, для снижения возможности расслаивания, проварите в нескольких местах по длине. При этом поперек боковой поверхности пакета можно наложить отрезки стальной проволоки или гвозди и проварить их. Это послужит дополнительной гарантией от расслаивания.

В процессе сварки необходимо подсыпать порошок буры в те места, откуда она просыпалась или вытекла при нагреве электросваркой. Заключительный этап создания пакета – приваривание ручки к одному из его концов. Это будет отрезок арматуры длиной около 20 см при использовании клещей, или 1 м. при работе без клещей. Старайтесь, чтобы место сварки ручки было максимально прочным. Если ручка отвалится при нагреве пакета в горне, достать его оттуда будет весьма проблематично. Когда вам это удастся, скорее всего, пакет уже будет непригоден из-за пережога. Желательно даже сточить до небольшой толщины один из концов прута, используемого в качестве ручки, и вклинить его между слоями пакета, после чего обварить. В качестве одного из слоев можно использовать прут, раскованный на пластину с одного конца. Его длинный остаток образует ручку. Этот вариант самый надежный. Как бы то ни было, вы должны получить 4 пакета одинаковой конструкции.

В качестве альтернативы электросварке можно использовать следующую технологию. Пакет сначала собирается без буры, после этого электродрелью сверлятся сквозные отверстия в начале и в конце пакета. Далее, по вышеописанной технологии, пакет собирается с бурой и стягивается болтами через просверленные отверстия. Такая техника в некоторых случаях более эффективна, поскольку обеспечивает надежное стягивание пакета. А с использованием электросварки, в раскаленном горне пакет может развалиться.

Некоторые авторы литературы по дамасской стали, советуют собирать пакет вообще без буры, которая играет роль флюса при сварке, а бурой посыпать уже прогретый в горне пакет. Я не рекомендовал бы так поступать начинающим. В середине пакета могут остаться места, до которых расплавленная бура не дотечет. В них образуются непровары. Набираясь опыта, вы достигнете той степени мастерства, когда сможете нафлюсовать и сварить пакет, собранный без буры, но на первых порах лучше подстраховаться. Кроме того, использование технологии с предварительной закладкой буры позволяет закладывать в пакет сталь с неочищенной поверхностью – со слоем ржавчины, окалины и т. д. А в последнем способе все слои стали необходимо тщательно очистить.

Итак, вы собрали четыре пакета. Осмотрите их внимательно – все щели между слоями должны быть плотно забиты бурой. Убедитесь, что длинные ручки приварены к пакетам максимально надежно. Разожгите горн. Когда пламя будет устойчивым и горн разгорится на полную мощность, аккуратно положите в массу горящих углей первый пакет. Очень важно, чтобы пакет нагревался равномерно. За ним нужно постоянно наблюдать, вращать вокруг продольной оси и перемещать, если нагрев будет неравномерным.