← Статьи
Во глубине дамасской стали, или сколько слоёв лучше.
Что сподвигло меня к написанию и опубликованию сей статьи? Ответ незамысловатый - простое человеческое раздражение. В очередной раз наткнулся в сети на рекламу ножиков. Мол, куём много лет, супер качество, дамаск в …дофига слоёв.
Вспомнилось, как годами ранее подходил к такому\подобному на выставке -Сколько слоёв, из чего? -ШХ15 (подшипник) и У10, 1000 слоёв. С улыбкой спрашиваю -А ведь в ШХ15 и У10 одинаковое количество углерода, один процент, и разница лишь в том, что в подшипнике 1.5% хрома. Получается, просто краска светлая на поверхности клинка, а по свойствам одинаково. Зачем? И почему столько слоёв? Именно столько? -Ну…я так думаю, так лучше. И вообще, не ваше дело.
Ну да, не моё. Подумал, и снял отдельное видео Дамасская сталь. Часть 3. Самая суть. - про то, что происходит в дамаске при увеличении слоёв и как с этим «что» бороться. Прошли годы -и снова 950 слоёв, и не ваше (с мелкой буквы, без уважения) дело. Ну…все же отчасти моё, вот и пишу статью здесь.
Когда-то, довольно давно, взял я несколько прутков всякой стали, разной, от У8 до редкой ХВ5, и начал сваривать разные дамаски, получая пластины с разным количеством слоёв. И на коксе сваривал, и на древесном угле, да и в вакууме тоже. И друзья-знакомые мои, металлурги со степенями, делали микро-фото структур, которые получались. Тут ведь как в советской шутке - Почему коты яйца лижут? Ответ - Потому что могут.
Тогда мог и я. Но - к делу.
Давняя работа, из 90-х. Клинок из смеси сталей Х12МФ и У8. Сварка в вакууме.
Несколько десятков слоёв углеродистой стали У8 и хромовольфрамовой ХВГ, увеличение в 10 раз. Кузнечная сварка на древесном угле.
Тот же образец, увеличение в 100 раз. Светлое – сталь ХВГ.
105 слоёв, увеличение в 10 раз.
105 слоёв, увеличение в 250 раз.
315 слоёв, увеличение в 10 раз.
315 слоёв, увеличение в 250 раз.
950 слоёв, увеличение в 100 раз.
950 слоёв, увеличение в 250 раз.
Ну и что эти полосатые картинки нам показали? Показали то, что при грамотном использовании правильных легированных сталей (с вольфрамом, например) до 1000 слоёв чёткие границы этих самых слоёв сохраняются. В переводе на среднюю толщину слоя в клинке это примерно 5 микрометров…если не перегревать при отковке самого клинка из более-менее толстой пластины.
Что ж, закончил эту серию опытов (спасибо Дмитрию Суханову, подготовил шлифы и сделал фото), пошёл дальше. В этот раз сварил набор сталей У10 (1% углерода), рессорной стали 60С2А (0.6% углерода, 2% кремния) и моей традиционной ХВГ (1% углерода, 1.7% вольфрама, 1% хрома, ну и марганец)
И передал образцы Сергею Бурову - тоже учёный, тоже кандидат наук по материаловедению.
1350 слоёв. Видно, что слои из стали У10 и 60С2А уже не резкие. А ХВГ еще держится.
4000 слоёв. Видно, что слои из «не ХВГ» уже почти разрушены и, что примечательно, тонкие светлые (железные, пардон) границы аустенитных (пардон) зёрен уже свободно переходят через границы темных слоёв.
20.000 слоёв. Всё, приехали….
Поясню, что несколько ранее, при сборке пакета, к пластинам дамаска добавил пластины моностали У10, для контроля слоистости. И? Стало видно, что начинается резкая деградация всей слоистой структуры. Первичные тёмные слои слились почти воедино, разрушились, и лишь слои из добавленной стали У10 ещё держатся. Да и её слои местами становятся прерывистыми.
100.000 слоёв. Всё?.
300.000 слоёв. Теперь точно всё...
Образцы 100.000 и 300.000 слоёв по микроструктуре показывают отсутствие слоистости. Разница в травлении указывает лишь на остаточную неоднородность химического состава, однако можно с уверенностью говорить о полной деградации слоистой структуры.
Рекомендации С. Бурова - Для сохранения слоистости при утонении слоёв до 5-10 мкм необходимо обоснованно подходить к выбору сталей. Один из компонентов обязательно должен содержать заметные количества карбидообразующих элементов.
Хм-м, кто б спорил. И полез я в глубину. Впрочем, полез ещё "до". Взял сталь ХВ5 (достал советские остатки) с 1.5% углерода, немного хрома и, ценно, 5% вольфрама. И сварил её с У10 – аккуратно, но много раз. До «много» слоёв. Дмитрий Суханов тщательно исследовал и сделал фото.
Начал с нескольких сотен слоёв.
И закончил на нескольких тысячах – при толщине слоя в 1 микрометр. Красивая цифра…
После отжига структура при 7200 слоях стала даже чётче…
И кстати, про грамотные слои…так, для общего ознакомления. Это сталь У12 и чистый никель.
И опять же, как бонус – картинки из давней диссертации Д.А. Суханова.
Классическая пара «сталь-железо».
Что ж, получилось объёмно по нынешним временам, для кого-то (для большинства, пожалуй) будет многобукаффниасилил, но я старался кратко дать понять, что дамаск, дамасскую сталь, не стоит делать «от балды». Думать надо, думать…а чтобы правильно думать, постараться узнать и принять – информацию, которая вроде как есть, а не на виду…
Всё, спасибо за внимание, если дочитали до конца.