Дамасская сталь

Клинок (нож), имитация дамасской стали

Дама́ск (дама́сская сталь) — вид стали с видимыми неоднородностями на стальной поверхности, чаще всего в виде узоров, получаемых различными способами. Различается два рода стали, которые именуются общим термином «дамаск»: сварочный дамаск (при многократной перековке стального пакета, состоящего из сталей с различным содержанием углерода) и рафинированные стали. Тигельные булаты (он же вуц, англ. wootz), где узоры появляются за счёт образования крупных карбидов как результат высокого содержания углерода и методов медленного охлаждения, к дамасским сталям не относятся. Использовалась для изготовления холодного оружия и, реже, доспехов.

Рафинированная сталь

Рафинированная сталь только номинально относится к дамаскам, так как кузнечной сварке подвергается один-единственный однородный блок стали. Цель процесса была не вывести какой-либо узор, а добиться выгорания вредных примесей (фосфор, сера, шлак) и равномерного распределения углерода в заготовке. Принципиально каждая качественная сталь до XVIII века являлась рафинированной, так как кричное железо в чистом виде не является пригодным для перлита, образовавшемся во время закалки. Композитные клинки японских мечей также не имеют с дамаском ничего общего.

Сварочный дамаск

Комбинируя стальные заготовки с разным содержанием углерода с последующей сваркой, складыванием и проковкой, кузнецы добивались контроля над свойствами получаемого материала. Железо, как правило, мягко и легко поддаётся деформации, высокоуглеродистая сталь же тверда и (при надлежащей термообработке) упруга. Комбинируя железо и высокоуглеродистую сталь, получали материал, который дополнял недостатки обеих исходных сталей. Так возникало чередование слоёв металла с очень высоким и очень низким содержанием углерода. Первые при закалке приобретали большую твёрдость, а вторые, напротив, не закаливались вовсе и служили амортизирующей подложкой. Мягкие железные слои не давали металлу быть слишком хрупким, а высокоуглеродистые слои придавали нужную упругость и остроту. Диффузия углерода также усредняла в какой-то мере его распределение в заготовке.

Основным и немаловажным недостатком Дамасской стали является её низкая коррозионная стойкость, обусловленная большим содержанием углерода в компонентах поковки и практически полным отсутствием других легирующих элементов.

По более прогрессивной технике, принятой в арабских странах, раннесредневековой Европе или в Китае, проковывался пучок заранее заготовленной проволоки или ленты с определённым содержанием углерода. Так тратилось меньше времени и железа. Уже в III веке до н. э. согласно археологическим находкам европейские кельты изготавливали сварные дамаски. В первые века нашей эры вошёл в моду так называемый кручёный харалуг; бруски из разнородных сталей сваривались, перекручивались спиралью, снова проковывались и соединялись вместе с такими же заготовками в один брус. Большое количество германских, позднеримских и франкских мечей старше X века, дошедшие до наших дней, имеют сложную харалужную дамаскировку.

Узоры на поверхности этого вида дамаска — оптический эффект неравномерного распределения углерода в связи с неоднородностью материала. Этот эффект часто усиливался специальными методами полировки и травлением поверхности кислотами. Сам же узор изначально является не главной целью изготовления сварных харалугов, а всего лишь побочным явлением.

Литой булат

Основная статья: Булат (металл)

Когда говорят о легендарной «дамасской стали», то под этим материалом подразумевается собственно персидско-индийская тигельная сталь с высоким содержанием углерода (до 2 %). Узор появляется за счёт образования матрицы карбида и феррита при медленном охлаждении материала. Что касается механических свойств, то карбиды играют здесь предположительно ключевую роль; при заточке и шлифовке мягкие ферритные волокна стачивались, и на режущей кромке оставались наиболее твёрдые карбидные матрицы — кромка клинка оказывалась состоящей из неразличимых глазу, но очень твёрдых и очень опасных зубчиков. Также данные клинки почти не закаливались, так как высокие температуры приводят к проникновению углерода в кристаллы феррита, образуя тем самым аустенит. Само собой, карбиды будут разрушены, что приведёт к исчезновению узора. Разновидностью дамасских сталей булат не является (хотя в английском языке обычно используется такая классификация, а в русском — наоборот, дамаск иногда относят к разновидностям булата).

История

Дамасская сталь употреблялась почти сразу после овладения людьми процессом изготовления кричного железа, так как продукт сыродутной печи в чистом виде был непригоден для выделки. Около 1300 лет до н. э. соответствующая технология появилась в Передней Азии, около 800 до н. э. проникла в Европу, а в Китае археологами доказана самостоятельная редукция руды с помощью сыродутной печи примерно в VII—VI веках до н. э. Сваривание разных сортов стали и целенаправленное изготовление сварных харалугов было разработано в большинстве случаев независимо друг от друга. Уже в первых веках до н. э. подобные материалы были известны и в Европе, и в Китае. Есть сведения, что в III веке н. э. римляне уже знали оружие из дамасской стали. Находка из Нидама содержит много мечей с очень сложной сваркой наравне с клинками, гораздо более простыми в конструкции.

Впервые индийская тиглевая сталь упоминается около 300 года до н. э. В Иран дамаск попал ещё в VI веке. На территории Киевской Руси узорчатый булат был известен, хотя и редок, ещё в домонгольский период и назывался булатом или «красным железом». Более существенных масштабов применение дамасскового оружия на Руси достигло только в XV веке, но вплоть до начала XVIII века немногочисленные дамасские и булатные клинки ввозились из Персии. Сведений о местном производстве дамасских и булатных сталей нет, однако есть об их импорте. В домонгольской Руси был известен сварной харалуг, технология изготовления которого была утрачена и восстановлена только в конце XX века. Первым упоминанием об этой технологии можно считать сведения Аль-Бируни:

Русы выделывали свои мечи из шапуркана, а долы посредине их из нармохана, чтобы придать им прочность при ударе, предотвратить их хрупкость. Ал-фулад не выносит холода их зим и ломается при ударе. Когда они познакомились с фарандом, то изобрели для долов плетенье из длинных проволок (изготовленных) из обеих разновидностей железа — шапуркана и женского. И стали получаться у них на сварных плетениях при погружении (в травитель) вещи удивительные и редкостные, такие, какие они желали и намеревались получить. Ал-фаранд же не получается соответственно намерению при изготовлении и не приходит по желанию, но он случаен.

А «харалуг» упоминается в «Слове о полку Игореве».

Яръ туре Всеволодѣ! стоиши на борони, прыщеши на вои стрѣлами, гремлеши о шеломы мечи харалужными.

— Слово о полку Игореве

В то же время однозначного толкования термина «харалуг» нет, хотя в санскрите есть слово kharalika, одно из значений которого - меч, бритва, железный наконечник стрелы.

Надо отметить, что древние арабские хроники содержат много восторженных упоминаний о мечах из Артании, как в далекой древности именовали Русь, причем в описание речь идет об оружии высшего качества – о булатном.

Популярные мифы о «дамасской стали»

В настоящее время в СМИ существует много теорий о превосходстве так называемой «настоящей дамасской стали» (то есть литого булата или вуца) над всеми другими видами металла. Это мнение, по-видимому, появилось в начале XIX века, и было распространено главным образом через романтическую литературу, такую, как «Талисман» и «Айвенго» Вальтера Скотта. Собственно исторически и металлургически миф об абсолютном превосходстве литого булата не обоснован, также и как его предпочтение всеми народами. До сих пор археологами не найден ни один ближневосточный клинок старше XV века на территории западной Европы, состоящий из литого булата, хотя, следуя соответствующему мифу, рыцари их покупали на «вес золота», потому что они якобы «резали кольчугу как масло». Никаких исторических доказательств этому до сих пор не существует. Также Римская Империя имела обширные торговые связи с Древним Востоком (персы, индийцы) и по словам Плиния Старшего лучшая сталь привозилась оттуда. Хотя индийскую тиглевую сталь, предположительно, знали ещё во времена Александра Македонского, до сих пор науке не известны римские доспехи, спаты или гладиусы, состоящие из «того самого» узорчатого булата. Напротив, именно сварные харалуги часто встречаются среди находок римской эпохи.

Также «дамасский» литой булат упоминается в исторических источниках только с XIII века, когда крестовые походы уже были на исходе. Сабля является оружием режущим, а чисто с физической точки зрения и согласно материаловедению термообработанная и отпущенная сталь в районе 55-58 HRC не может быть разрезана точно такой же сталью. Мифы о разрубании пластинчатых доспехов и других мечей на самом деле являются продуктами XIX и XX веков и не соответствуют исторической действительности. Что касается легенды о том, что ближневосточные народы легко расправлялись с тяжелобронированными крестоносцами с помощью кривых сабель, то она также не имеет исторических доказательств. Хотя наличие импортных среднеазиатских сабель (которые как правило не имели с персидскими и индийскими булатами ничего общего) неоспоримо, один из самых ранних «исламских» ближневосточных кривых клинков датируется концом XIII века. Начиная с VIII века до XVI на Востоке одновременно с саблей ходили и прямые мечи, кои и применялись против кольчуги, в которую были одеты рыцари эпохи Крестовых Походов. Утверждение, что ближневосточные народы не пользовались прямыми клинками в эпоху Крестовых Походов, следовательно необоснованно, также как и использование рыцарями «тяжёлых двуручных мечей» (что ошибочно предполагал Вальтер Скотт в своих трудах). Сабли из литого булата появились лишь в XIII веке (см. выше), а клыч и ятаган, которые часто приписывают «сарацинам» популярные источники, — только спустя 200 лет после окончания Крестовых Походов в конце XV века.

К тому же металлургические исследования до сих пор не доказали, что литой узорчатый булат обладал какими-то необычайными свойствами, выходящими за пределы дозволенного законами физики. Неоднократные попытки в СМИ доказать реальность превосходства дамасского булата (например растворение его в кислоте) не имеют научной основы и не являются сколько-нибудь важными для решения этой проблемы.

Изделие дамасской стали, изготовленное многократной ковкой и складыванием деталей разных металлов, является примером того, что в некоторых случаях нельзя сделать огромную чушку желаемого металла, но можно изготовить конкретное изделие. Это важно для понимания студентов, изучающих материаловедение.

Само название «дамасская сталь» часто ставится под сомнение, так как город Дамаск (от имени которого и произошло наименование стали) никогда не славился кузнечным делом и мастерами. Большинство сохранившихся булатных клинков происходят из Сирии, Персии и Индии, как правило не из регионов, связанных непосредственно с Дамаском (столица Сирии не непосредственно связанный с Сириеей регион?). Есть предположение, что в Дамаске существовал обширный рынок оружия, где булатные клинки предлагались в большой массе — отчего их и назвали дамасскими. Второе предположение, что первый клинок из такой стали был найден как раз таки в окрестностях Дамаска, в связи с чем и был назван дамасским.

Замечание: Все утверждения о превосходстве дамасских клинков над европейскими того же периода есть не более, чем миф. Термически необработанная сталь практически непригодна для клинка. А после термической обработки дамаск всегда и при любых случаях уступит клинку с однородной структурой. Причина использования дамаска или мечей, подобных японским (собранных из пакетов, более менее однородных по структуре) - отсутствие качественного металла и технологий по его обработке. Для студентов и просто интересующихся проведем сравнение двух материалов с одинаковым средним содержанием углерода. Металл имеющий неоднородную структуру получит после термообработки либо неполную закалку (и соответственно худшие характеристики), либо увеличенное зерно структуры (и тоже худшие характеристики). Закалка однородной углеродистой стали именно по этой причине производится с весьма узкого интервала температур ! И соответственно меч из дамаска всегда будет короче и толще, чем меч из однородного металла... Либо будет пригоден только для особых условий применения, т.е. например использоваться только для режущих ударов. Именно режущие удары более выгодны для прорезания доспехов "мягкого" типа (примером является использование нескольких шелковых халатов или пояс из шелка в десятки слоев или чалма и т.д.). И именно поэтому на Востоке получил развитие "зерцальный" доспех. Фактически это несколько крупных пластин, защищающих доспехи "мягкого" типа. Читайте историка-оружиеведа Э. Г. Аствацатурян... Скажем так, что пик использования доспехов этого типа в Азии пришелся на 7-12 вв (ввиду отсутствия доспеха из крупных пластин) и 17-19 вв (ввиду того же самого, ибо порох сделал последние бесполезным). С XII в по XVII в о мечах из дамаска и булата информации немного... А второй "приход" массового использования сей технологии быстро сошел на нет.

Замечание: Что до термообработки булата, то как ни странно он тоже подвергался ей (см. выше чушь на эту тему)... Как и любая высокоуглеродистая сталь, для которой интервал закалочных температур одинаков для любого количества углерода более 0.8 %... Т.е. термообработка булата обеспечивает близкую к оптимальной термообработку высокоуглеродистой стали. А значит утверждение о превосходстве дамаска над булатом весьма спорно с точки зрения оптимальной технологии что касаемо материала...

См. также

• Японский меч
• Булат (металл)
• История производства и использования железа
• Мокуме Гане

Литература

• С. А. Федосов. Исследование сварочной дамасской стали современной выделки // Металлург, 2007, № 12, С.64-74. (краткое изложение статьи: http://home.samgtu.ru/~fedosov/damascus/index_r.htm)
• B. Zschokke, «Du damasse et des lames de damas», Rev. Metall., No. 11, 635—669 (1924) — определение механических свойств образцов из сварочной Дамасской стали