Булат линия жизни

При ковке обычные слитки часто "трещат", и поэтому их долго отжигают, затрачивая на это энергию и время. Кристаллы в современных слитках обычной выплавки и разливки расположены рядом друг с другом, не связаны между собой, между ними образуются пустоты и рыхлости, структурные составляющие перлита имеют крупнокристаллическое строение.

Ликвация, в том числе дендритная, при получении булатов в корне отличается от обычной ликвации в современных слитках. Кристаллизация булатного слитка - это сложнейший механизм. Характер ее зависит от множества факторов: шероховатостей стенок тигля или изложницы, температуры металла, скорости охлаждения, состава металла, степени его чистоты и многого другого. Поэтому я твердо убежден в том, что булат - это прежде всего технология, а не химический состав металла. Причем не одна, а великое множество технологий.

Сталь надо не выплавлять, а варить. Первый секрет - правильно сварить сталь, второй - правильно охладить.

Существует мнение, что булаты "рождаются" при медленном охлаждении. Это не совсем так. При чрезмерно медленном охлаждении возможна гомогенизация металла с потерей неоднородности, так как "мягкие" составляющие структуры слитка науглеродятся. Булат не получится, При остывании булатного слитка нужна строго изотермическая выдержка. Охлаждение может быть длительным, средним или очень быстрым.

Металлурги отлично знают, что при остывании слитков всегда первым кристаллизуется железо, образуя феррит. При прямой кристаллизации в булатах первым затвердевает феррит. При кристаллизации и "рождении" ферритов железо само себя очищает. В зависимости от особенностей охлаждения рождающиеся ферриты имеют различную чистоту и размеры. Часто ферриты занимают всю длину и ширину слитка, независимо от его объема. Этот процесс управляемый.

В первую очередь ферриты начинают расти от шероховатостей на стенках изложницы. Большая шероховатость дает изобилие центров кристаллизации, в результате заглушается рост ферритов. Во-вторых, рост ферритов идет и от включений или иных примесей, содержащихся в металле. Это внутренняя, дополнительная кристаллизация. Hо в основном она начинается у стенок тигля или изложницы. Hити ферритов растут во всех направлениях, огибая поверхность застывшего слитка, в том числе и во внутрь слитка, пронизывая его насквозь.

Сначала рождаются 12-15 длинных нитей. Тут же от основания растут малые поперечные, перпендикулярные им, которые, пронизывая друг друга насквозь, свариваются между собой и с длинными нитями. Одновременно длинные нити с разных концов слитка растут навстречу друг другу и, пересекаясь с ними, свариваются. Между пересеченными во всех направлениях длинными и малыми нитями остаются пустоты. По моим данным в слитках массой 3-4 кг длина нитей составляет 6-8 см, толщина 1,5-1,8 мм, расстояние между ними 1,2-1,5 мм (при содержании углерода 1,6-1,7%). Размер нитей ферритов зависит от химического состава, прежде всего от количества углерода. Как правило, 30-40% всего объема слитка занимают ферриты. Это очищенное железо, освободившееся от углерода в процессе кристаллизации. Поясню на примере.

Допустим, мы варим булат с содержанием 1,6% С. Из этого количества 0,8% С войдет в перлит и еще 0,8% С находится во вторичном цементите. Куда деваться углероду, вытесненному из феррита, при количестве последнего в слитке 30-40%, и где расположиться ему? Избыток углерода превращается в цементит, располагающийся на шероховатой поверхности чистого феррита. Если часть углерода опять осталась в избытке, а все поверхности ферритов уже заняты, тогда благодаря "внутренней" кристаллизации в тех самых пустотах образуется третичный цементит вперемежку с ферритом, но только малой величины. Все основное пространство между нитями заполнено перлитом, включая примеси. Из изложенного ясно, что дендритная ликвация в булате в корне отличается от обычной. Это одна из девяти моделей кристаллизации булата. Есть намного сложнее. Итак, при кристаллизации слитка образуется 4-5 зон, возникает химически и физически структурно неоднородная система - композит - булат, составляющими которой являются цементит, феррит, перлит. Особенностью феррита является повышенная чистота. Цементит и расположенный внутри него феррит неразличимы в микроскоп, так как при травлении они всегда белые. Чтобы эти фазы стали отличаться по цвету друг от друга, необходимо сделать поперечный срез и протравить особыми реактивами.

Так что же травится на поверхности булатных клинков? Только перлит! Золотого отлива в булатном узоре не бывает. Окрашивание цементита в золотой цвет происходит при травлении железным купоросом в строгом соотношении и другими реактивами.

Кажется, все ясно с тайнами. Hо не торопитесь с выводами, вы еще не узнали секрет булата. До секрета очень далеко.

Другое по технологическим наукам

Параллельные компьютеры и супер-ЭВМ
О том, что где-то существуют некие мистические "очень мощные" компьютеры слышал, наверное, каждый. В самом деле, не так давно было много разговоров о поставке в Гидрометеоцентр России могучих компьютеров фирмы Cray Research. В ноябре 1999 года состоялось официальное открытие Межведомстве ...