← Статьи

Булат Аносова, или был ли им раскрыт «секрет булата»?

 

В былые времена наиболее тщательно исследовал технологии булата, тигельных разновидностей узорчатого металла, русский металлург, генерал-майор корпуса горных инженеров Павел Петрович Аносов, который в 30-х годах 19-го столетия выплавил на Златоустовском оружейном заводе клинковый металл самого высокого качества и указал на основные способы его производства. Для ознакомления с образцами классических восточных булатов Аносову было разрешено изучить коллекции клинкового оружия оренбургского губернатора Перовского, великих князей Александра Николаевича и Михаила Павловича, князя П.Д. Салтыкова, начальника штаба корпуса горных инженеров К.В.Чевкина и др.

Следует отметить и выделить, что сам П.П. Аносов определял булат как «...сталь, имеющую узорчатую поверхность.» С некоторым уточнением с ним согласен и исследователь булата начала 20-го века Н.И. Беляев - «Булатом называют сталь, непременной принадлежностью которой является узор, видимый простым глазом.» Однако сам Аносов прямо указывал, что не всякая сталь с узорами может именоваться булатом, и это верное утверждение нужно иметь в виду. Необходимо понимать и то, что резкой границы между сталью и булатом не существует, и лишь по мере нарастания величины, чёткости и степени упорядоченности узора булата возрастает и его отличие от «просто стали».

Аносов писàл: «При оценке булата принимают во внимание следующие четыре параметра: форму узора, крупность узора, цвет металла и узора, а также звон. Таким образом булаты могут быть разделены на пять сортов, а именно: на полосатый, струистый, волнистый, сетчатый и коленчатый. … Узор почитается крупным, когда достигает толщины (линий) нотных знаков, средним, когда не толще обыкновенного письма, и мелким, когда можно заметить его невооружённым глазом».

Арабский булат.

Иранский/персидский булат.

Индийский булат.

Очевидно, что многообразие сортов исторических булатов определялось главным образом двумя основными факторами:

1. исходной структурой и химическим составом булатного слитка
2. приёмами ковки клинка

Приёмы ковки оставим вне рамок данной статьи, по поводу же технологий получения булатных слитков существуют прямые указания древних авторов и очевидцев на различия в путях и подходах. В наиболее общем виде можно выделить три способа выплавки клинковой стали, а именно арабский, индийский и иранский.

Арабский метод представлял собой двухступенчатый процесс, в котором сначала из железа путём сложной тигельной цементации\науглероживания получали весьма грязную расплавленную сталь, а затем её очищали путём дальнейшего сплавления с известковыми флюсами.

Такой способ в 9-м веке описал Аль-Кинди. Он рекомендовал положить в каждый тигель по 2.2 кг лошадиных подков и гвоздей от них, по 33.5 грамма медной окалины, золотистого марказита (серный колчедан, полисульфит железа) и мягкой магнезии.

Тигли с этой смесью накрывали крышкой, ставили в печь и раздували меха до тех пор, пока все не расплавится. Затем следовало засыпать в расплав дробленную смесь из мироболаны (плоды индийского дерева Terminalia chebula), корок граната, соли теста (соды?) и содержащих фосфор жемчужных раковин, каждого вида по 13,5 граммов. Вслед за этим в течение часа сильно раздували огонь в горне под тиглями (в печь ставили сразу несколько) - как сказано, самым безжалостным образом, а затем дутье прекращали. После остывания печи слитки извлекали из тиглей.

В Индии применяли принципиально другую, рудную технологию выплавки булата. Аль-Бируни в 10-м веке передает сведения, что самое дорогое оружие ковали из металла, получаемого тигельной плавкой кристаллической буры и руды - красного магнетитового песка, добываемого в Северной Индии.

Много позднее Сесиль Шверз (Сесиль Риттер фон Шварц), директор англо-индийской металлургической компании, в 19-м веке изучал методы производства «вутца» и описал технологию прямого получения тигельной стали непосредственно из руды. Сведения о выплавке булата в Индии он почерпнул из старинного трактата «Аини-Акбари» (Правление Акбара), написанного в 16-м веке Абуль Фазл ибн-Мубараком для шаха Акбара.

Согласно этому описанию, в тигель вместе с древесным углём и остеклованным флюсом следовало засыпать смесь мелких частиц двух руд - бурого и магнитного железняка, а именно три части магнитного железняка и две части бурого. Примечательно, что в тигель закладывали и некоторое количество листьев определённых растений – или Convolvulus Lanriflora, или Calotropis gigantea.

Таким образом, классический индийский метод заключался в выплавке клинковой стали непосредственно из руды.

Как видим, методы получения узорчатого клинкового металла в арабском мире и в Индии сильно отличались. Ещё более отличались от технологий этих стран способы выплавки в Иране и Афганистане, получившие условное название иранского метода. Он заключался в совместной плавке железа и чугуна.

Производство булата путём совместного плавления чугуна и железа в Иране-Персии сохранилось даже до середины 19-го века. Такой процесс в «Горном журнале» за 1841 год описал посетивший Иран штабс-капитан Масальский. В огнеупорный тигель закладывали измельчённую смесь старого, бывшего в употреблении железа (например, гвозди от лошадиных подков) и зеркального чугуна в соотношении 1 часть чугуна на 3 части железа. Соответственно, среднее содержание углерода в металле составляло немногим более 1%.

Плавка продолжалась 5-6 часов, после чего дутьё прекращали и дожидались, пока печь затихнет. Все отверстия печи тщательно замазывали и тигель медленно остывал в тлеющих углях в течение 3-4 дней.

А как выплавлял свой металл сам Аносов? Он оставил описание нескольких используемых им методов выплавки.

По первому предложенному им способу булат получается непосредственно при восстановлении железной руды путём сплавления её в тигле с графитом, причём непременным условием считалась высокая чистота исходных материалов.

Аносов предполагал, что «...древний и потерянный к 12-му веку способ приготовления булата, известного под именем «табан», едва ли не состоял в сплавлении графита с железной рудой.» Однако ему самому этим методом удалось получить лишь низшие сорта булата с узором в виде продольных волокон.

Второй способ Аносова - соединение железа предварительно с углеродом и дальнейшее восстановление его посредством закиси железа. В переводе с «русского-на-русский» это означает, что в ранее выплавленный чугун нужно добавить железной окалины (руды). Иначе говоря, нужно сплавить руду (оксид железа) не с графитом, как в первом способе, а с чугуном. В одном из опытов 1837 года Аносов сплавил 15 фунтов чугуна и 0,75 фунта окалины, получив, как он написал, 12 фунтов «кара-хоросана».

При таком методе кислород окалины отнимает у чугуна лишний углерод и получается высокоуглеродистая сталь. Однако слитки такого металла Аносова не устроили – они были весьма тверды и не поддавались ковке.

Третий опробованный Аносовым способ представлял собой сплавление железа непосредственно с графитом. В тигель загружали обрезки железа, графит, флюс и железную окалину. Плавка длилась до 5,5 часов и в ходе её обрезки железа сильно науглероживались и частично или полностью расплавлялись.

Четвёртый способ, о котором писал Аносов, нельзя прямо отнести к способам производства булата, поскольку расплавления металла в этом случае не происходит, а узорчатый металл получался в результате длительного, многодневного отжига литой высокоуглеродистой стали в наглухо закрытых ящиках. Выдержка при высокой температуре повышала зернистость металла, а карбидные выделения укрупнялись и группировались. П.П.Аносов называл этот полученный в результате длительного отжига металл «литым булатом», поскольку, по его словам, раз его узоры схожи с узорами булата., то и называться они должны одинаково.

Успех в его попытках получения булата был достигнут в 1837 году, когда он сплавил 12 фунтов тагильского железа с 1 фунтом графита при добавлении окалины (0,4 фунта) и доломита (0,4 фунта). Хотя полного расплавления металла не произошло, в слитке остались кусочки железа с включениями графита, но на дне тигля скопился металл, из которого, как он пишет, был получен «хорасан» хорошего качества. В следующих плавках замена доломита на кварц привела к получению другого высшего сорта, «кара-табан», с золотистым отливом.

В том же 1837 году Аносову было объявлено «удовольствие Его Императорского Величества, за поднесённые первые образцы русского булата, две сабли и шашку, которые найдены Его Величеством прекрасными». Обращает на себя уверенность, с которой Аносов определял восточные названия сортов булата, однако он не оставил описания характерных признаков этих сортов узоров, по которым он их классифицировал.

Узор на клинке ножа Аносова. Булат? Нет, сталь.

Узор на клинке ятагана Аносова. Булат? Да.

В 1841 году, специально для Горного музея, им была создана большая “Коллекция Златоустовских булатов“, состоящая из нескольких разделов:

1. Материалы и шлаки.
2. Булаты.
3. Булатные изделия.
4. Изделия из литого булата.

В состав коллекции входили и доныне сохранившиеся образцы, связанные непосредственно с опытами Аносова.

О химическом составе образцов стали (булата) Аносова данных ничтожно мало. Так, в лаборатории Горного института в 1841 году был исследован лишь один из клинков аносовского булата, причём о его узоре ничего не сказано. Результаты были опубликованы в «Горном журнале».

• C-1.31% Si- 0.5% Р-0.014% Сu-0.3%

В наше время был исследован образец булата Аносова – или, во всяком случае, саблю с надписью «Златоуст 1841г. Литой Булат П. Аносова». От конца острия сабли был отрезан небольшой кусочек и сделан химический и структурный анализ металла.

Химический анализ образца, в процентах:

• C -1.5% Mn-0.02% Si-0.06% Cu-0.01%

Металл этого клинка представляет собой высокоуглеродистую сталь очень высокой чистоты с узором, образованным очень короткими строчками карбидов неправильной формы. Таким образом, узор этого образца недалеко ушёл от прокованной простейшими методами обычной высокоуглеродистой стали.

Но это один образец, единственный исследованный из по крайней мере нескольких десятков клинков, полученных им по этой технологии. Может быть, когда-нибудь будут исследованы и другие клинки из «литого булата Аносова», и те окажутся булатными.

Теперь обратим внимание на химсостав булата. За двести лет исследований старинного, восточного булата было определено, что среднее содержание углерода в классических булатах составляет ровно 1.5%. Как общее правило в булатах отмечено повышенное содержание фосфора - в среднем по 0.12% при максимальном 0.22% и минимальном 0.035%. «Стандартным» же для древних булатных клинков будет показатель 0.15% фосфора. Интересно, что и в железе знаменитой делийской колонны фосфора те же 0.15%.

Таким образом, классический восточный булат представляют собой, по сути, высокоуглеродистую сталь, легированную фосфором. Фосфор оказывает сильнейшее воздействие как на механизм образования узоров булата, так и на его технологические и практические свойства. Эти данные противоречат как утверждению П.П. Аносова о том, что «булат – это только железо и углерод, и ничего более», так и реальному химсоставу его исследованных клинков.

Результаты своей работы и своё объяснение сути булата П.П.Аносов изложил в статье «О булатах», на которую вот уже более 150 лет ссылаются другие исследователи.

Однако объяснений Аносова не поняли даже его современники. Так, в обосновании отказа от присуждения ему Демидовской премии академиками Якоби и Купером сказано, что «…г. Аносову удалось открыть способ приготовления стали, которая имеет все свойства столь высоко-ценимого азиатского булата. Но в описании столь мало сказано о способе приготовления этого булата, что надобно думать, не предоставляет ли г. Аносов себе самому этой тайны, или может быть ему самому только временем и случайно удаётся изготовлять такую сталь».

Проще говоря, сочли, что он либо скрывает секрет булата, либо не знает его сам…

ВЫВОДЫ.

Получал ли П.П. Аносов булат? -Да, получал.

Раскрыл ли он секрет, технологию восточного булата? - Нет.

Действительно, на основании немногочисленных изученных образцов металла Аносова можно сделать вывод, что тот металл, который он сам считал и называл булатом, отличается от классических восточных образцов и по технологии получения, и по химическому составу, и по узорам. При этом реальные свойства «булатов Аносова» были весьма высоки, превосходя практические показатели булатного восточного оружия как по упругости, так и по ударной прочности при равной с ним остроте.

Один из столпов научной металлургии профессор Д. К. Чернов в 1868 году написал, что «Самая лучшая сталь, которую когда-либо, где-либо делали, есть без сомнения булат». И в 1911 году профессиональный инженер-металлург Н.И. Беляев тоже, в сущности, согласился со своими предшественниками, написав о булате, что «как углеродистая сталь он суть верх совершенства».

Однако Д.К.Чернов, предваряя своё утверждение о высшем качестве булата, писал, что сталь является соединением железа и углерода, и чем чище это соединение, тем лучше, тем выше качество - поэтому булат и является лучшей сталью. Также и Аносов на основании своей работы пришел к выводу, что булат представляет собой «сплав железа и углерода и ничего более». Поэтому и ответ на видимое расхождение с реалиями заключается, вероятно, в понимании русскими учёными того времени сути булата лишь как особо чистой стали - вследствие того, что реальный химический состав восточных булатов был им в то время практически ещё неизвестен.

Таким образом, П.П. Аносов не раскрыл секрета старинного булата, а разработал свою, оригинальную технологию получения высококачественной клинковой стали, которую с большим основанием можно назвать «русским булатом».

Для уточнения вопроса – «А получал ли П.П. Аносов булат на самом деле?» можно исследовать сохранившиеся музейные образцы и опубликовать результаты. В Горном музее есть пара его изделий с узором, в ГИМе есть одна сабля, на которой, как говорят хранители, виден узор булатного типа, а в Эрмитаже хранится известная в узких кругах сабля Аносова, поднесённая Великому князю Михаилу Павловичу. В советское время клинок заржавел и сейчас его заполировали, но сто лет назад про его узор Н.Т. Беляев писал, что он аналогичен узору «восточной» сабли с надписью на клинке «Амели табан», т.е. Работа (сорт булата?) табан.

Пока за весь советский и нынешний период в исследовании музейных изделий Аносова ничего сделано не было. Что ж, ожидаем…