Det är svårt att namnge en uppfinning som skulle ha så stor inverkan på vår civilisations utveckling som svärdet kan skryta med. Det kan inte betraktas som ett banalt mordvapen, svärdet har alltid varit något stort. Under olika historiska perioder var detta vapen en symbol för status som tillhör en militärkaste eller en ädel klass. Svärdets utveckling som vapen är oupplösligt kopplat till utvecklingen av metallurgi, materialvetenskap, kemi och gruvdrift.
Under nästan alla historiska perioder var svärdet elitens vapen. Och poängen här är inte så mycket i status för detta vapen, men i dess höga kostnad och komplexitet att producera högkvalitativa blad. Att göra ett svärd som skulle kunna anförtro ditt liv i strid var inte bara en mödosam process, utan en riktig konst. Och smeden som är inblandade i detta arbete kan säkert jämföras med virtuoso musiker. Det är inte utan anledning att från olika tider har olika folk traditioner om utestående svärd med speciella egenskaper gjorda av verkliga smedsmästare.
Priset till och med av ett genomsnittligt blad skulle kunna nå värdet av en liten bondgård. Produkter av kända mästare kostar ännu mer. Av den anledningen är den vanligaste typen av kalla armar i antiken och medeltiden ett spjut, men inte ett svärd.
Under århundradena har utvecklade metallurgiska centra bildats i olika regioner i världen, vars produkter var kända långt bortom sina gränser. De fanns i Europa, Mellanöstern, Indien, Kina och Japan. Smedsarbetet var hedrad och mycket välbetalt.
I Japan är Kaji (detta är smedens vapensmed, "sveriges mästare") på nivå med samurai i den offentliga hierarkin. Ovanligt för detta land. Hantverkarna, som i teorin borde vara smeden, var ännu lägre än bönderna i det japanska bordet. Dessutom förnekade samuraien ibland inte sig för att ta upp smedshamnen. För att visa hur respekterad Japan var en gunsmiths arbete, kan ett faktum nämnas. Kejsaren Gotoba (regerade under 1200-talet) förklarade att att göra ett japanskt svärd var ett arbete som även prinsar kunde göra utan att minska sin värdighet. Gotoba själv var inte vild för att arbeta runt eldstaden, det finns några knivar som han gjorde med egna händer.
Idag skriver medierna mycket om de japanska smedarnas färdigheter och kvaliteten på stål som användes för att skapa en traditionell katana. Ja, faktiskt, att göra ett samurajsvärd krävde enorm skicklighet och djup kunskap, men du kan ansvarigt säga att europeiska smeder inte på något sätt var sämre än deras japanska motsvarigheter. Även om katanas hårdhet och styrka är legendariska, men tillverkningen av det japanska svärdet inte skiljer sig fundamentalt från processen med att smida europeiska blad.
Människan började använda metaller för tillverkning av kalla armar i V-millennium BC. Först var det koppar, vilken brons ersatte ganska snabbt, en stark legering av koppar med tenn eller arsenik.
Förresten är den sista komponenten av brons väldigt giftig och förvandlas ofta till gamla smeden och metallurgister till krusidullar, vilket återspeglas i legender. Till exempel var Hephaestus, den grekiska gudens gud och smedenhetens beskyddare, lamad; i slaviska myter är också smeden ofta utbildade som förkrossade.
Järnåldern började i slutet av II - början av I millennium BC. Även om bronsvapen har använts i många hundra år. I XII-talet f.Kr. e. Smidesjärn har redan använts för att göra vapen och verktyg i Kaukasus, Indien och Anatolien. Runt VIII-talet f.Kr. e. svetsat järn uppträdde i Europa, snarast en spridning av en ny teknik över hela kontinenten. Faktum är att antalet koppar- och tennsorter i Europa är relativt liten, men järnreserverna är betydande. I Japan började järnåldern endast under VII-talet av den nya eran.
Göra ett svärd Från malm till kris
Under mycket lång tid förblir tekniken för att erhålla och bearbeta järn praktiskt taget på ett ställe, de kunde inte tillräckligt uppfylla den ständigt växande efterfrågan på denna metall, därför var järnprodukterna låga och de var dyra. Och kvaliteten på verktyg och vapen från denna metall var extremt låg. Överraskande, för nästan tre tusen år har metallurgi inte genomgått några grundläggande förändringar.
Innan vi går vidare till beskrivningen av processen för tillverkning av kalla vapen i antiken bör vi ge flera definitioner relaterade till metallurgi.
Stål är en legering av järn med andra kemiska element, främst med kol. Det definierar de grundläggande egenskaperna hos stål: en stor mängd kol i stål säkerställer hög hårdhet och hållfasthet, samtidigt som metallets svejsbarhet reduceras.
Det huvudsakliga sättet att producera järn i antiken och medeltiden (före XIII-talet) var osttillverkningsprocessen, så kallad för att ouppvärmd ("rå") luft blåses in i ugnen. Smidning var den huvudsakliga metoden för bearbetning av det erhållna järn och stål. Osttillverkningsprocessen var mycket ineffektiv, det mesta av järnet från malmen gick tillsammans med slaggen. Dessutom var de erhållna råmaterialen inte av hög kvalitet och var mycket heterogena.
Järnproduktion från malm inträffade i en ostbrännande ugn (ett ostbrinnande horn eller en domnitse), som hade en form som liknade en stympad kon, från 1 till 2 meter hög och 60-80 cm i diameter. Denna ugn var gjord av eldfasta tegelstenar eller stenar, belagda med lera på toppen, som sedan brände. Ett rör för lufttillförsel ledde till ugnen, det injicerades med hjälp av bälg, och i den nedre delen av huset fanns ett hål för avlägsnande av slagg. En stor mängd malm, kol och flussar laddades i ugnen.
Senare användes vattenverk för att tillföra luft till ugnen. På 1200-talet uppträdde mer sofistikerade ugnar - plåster, och sedan blauofener (15-talet). Deras prestanda var mycket högre. Det verkliga genombrottet inom metallurgi ägde rum först i början av 1500-talet, då omvandlingsprocessen öppnades, varigenom stål av hög kvalitet erhölls från malm.
Träkol fungerade som bränsle för osttillverkningsprocessen. Kol användes inte på grund av den stora mängd föroreningar som är skadliga för järn som det innehåller. Koks lärdes endast under 18th century.
I en ostförbrännad ugn sker flera processer på en gång: avfallssten är skild från malmen och lämnar som slagg och järnoxiderna reduceras genom att reagera med kolmonoxid och kol. Det smälter och bildar de så kallade critsna. Den består av gjutjärn. Efter att ha fått crinkles, är den uppbruten i små bitar och sorterad efter hårdhet, så arbetar de med varje fraktion separat.
Idag är gjutjärn den viktigaste produkten i stålindustrin, det brukade vara annorlunda. Det är inte tillåtet att smida, därför i gjutjärn betraktades gjutjärn som ett oanvändbart produktionsavfall ("järnjärn"), olämpligt för vidare användning. Han reducerade betydligt mängden råmaterial som erhölls vid smältning. De försökte använda gjutjärn: i Europa gjordes kanonkulor av det, och i Indien, kistor, men kvaliteten på dessa produkter lämnade mycket att önska.
Från järn till stål. Smide ett svärd
Järnet som erhållits i ostbrännugnen utmärkte sig av extrem heterogenitet och låg kvalitet. Det var nödvändigt att göra en stor insats för att göra det till ett starkt och dödligt blad. Smidning av ett svärd involverade flera processer på en gång:
- rengöring av järn och stål;
- svetsa olika lager av stål;
- bladtillverkning;
- värmebehandlingsprodukter.
Därefter behövde smeden göra ett korsstycke, ett huvud, ett svärdhilt och också att göra en mantel för den.
Naturligtvis används för närvarande inte ostblåsningsprocessen i industrin för produktion av järn och stål. Men krafterna från entusiaster och fans av gamla kalla vapen återskapades han till de minsta detaljerna. Idag används denna svärdtillverkningsteknik för att skapa "autentiska" historiska vapen.
Ugnen som erhålls i ugnen består av kol med lågt kol (0-0,3% kolhalt), en metall med en kolhalt av 0,3-0,6% och en högkolfraktion (från 0,6 till 1,6% och högre). Järn, som är låg i kol, kännetecknas av hög smältbarhet, men det är mycket mjukt, ju högre kolhalt i metallen desto större är dess styrka och hårdhet, men samtidigt blir stålet bräckligt.
För att ge de önskade egenskaperna hos metallen kan smeden antingen mätta stålet med kol eller annars bränna dess överskott. Metoden för att mätta metallen med kol kallas cementering.
Tidens smeden hade ett allvarligt problem. Om du gör ett svärd av högkolstål, kommer det att vara hållbart och hålla en bra skärpa, men samtidigt bräcklig, kan vapnet med stål med lågt koldioxidinnehåll inte kunna utföra sina funktioner alls. Bladet måste vara både solidt och elastiskt. Detta var det viktigaste problemet som hade konfronterats av gunsmiths i hundratals år.
Det finns en beskrivning av kelternas användning av långa svärd, gjord av den romerske historikern Polybios. Enligt honom var barbariska svärd gjorda av sådant mjukt järn att de blev tråkiga och böjda efter varje avgörande slag. Keltiska krigare måste från tid till annan rätta sina knivar med hjälp av en fot eller ett knä. Ett mycket bräckligt svärd var dock en stor fara för sin ägare. Till exempel kostar ett brutet svärd nästan Richard's Lionhearts liv - den engelska kungen och en av de mest kända männen i sin tid.
Under den tiden betydde ett brutet svärd ungefär samma sak som misslyckade bilbromsar i dessa dagar.
Det första försöket att lösa detta problem var skapandet av så kallade laminerade svärd, där de mjuka och hårda skikten av stål växlade med varandra. Bladet i detta svärd var en flerskiktad smörgås, vilket gjorde det möjligt att vara både hållbart och elastiskt (samtidigt var den rätta värmebehandlingen av vapnet och dess härdning en viktig roll). Det fanns emellertid ett problem med sådana svärd: vid skärpning skeddes det fasta ytan av bladet snabbt och svärdet förlorade sina egenskaper. Laminerade blad visade sig redan vid kelterna, enligt moderna experter skulle ett sådant svärd ha kostat tio gånger dyrare än vanligt.
Ett annat sätt att göra ett hållbart och flexibelt blad var ytancementering. Kärnan i denna process var att förkolka ytan av ett vapen av relativt mjuk metall. Svärdet placerades i ett kärl fyllt med organiskt material (oftast det var kol), som sedan placerades i en ugn. Utan syreåtkomst chargerades de organiska materialen och mättade metallen med kol, vilket gjorde den starkare. Med de cementerade bladen var det samma problem som med de laminerade: ytskiktet (hård) skiktades ganska snabbt och bladet förlorade sina skäregenskaper.
Mer avancerade var flerskiktiga svärd gjorda enligt ståljärnstålschemat. Hon fick skapa skjuvblad av utmärkt kvalitet: Kärnans mjuka stryk gjorde bladet flexibelt och elastiskt, väldämpade vibrationer vid slag och det solida "skalet" gav svärdet utmärkta skäregenskaper. Det bör noteras att bladets ovanstående layoutlayout är det enklaste. Under medeltiden byggde gunsmiths ofta sina produkter från fem eller sju "förpackningar" av metall med olika egenskaper.
Redan i början av medeltiden bildades stora metallurgiska centra i Europa, där en betydande mängd stål smältes och vapen av tillräckligt hög kvalitet producerades. Vanligtvis uppstod sådana centra nära de rika pålagren av järnmalm. Under IX-X-talet gjordes goda blad i frankernas tillstånd. Charlemagne fick till och med utfärda ett dekret enligt vilket det var strängt förbjudet att sälja vapen till vikingarna. Det erkända centrumet för europeisk metallurgi var det område där den berömda Solingen senare uppstod. Järnmalm av utmärkt kvalitet mines där. Senare blev italienska Brescia och Spanska Toledo erkända smedcentra.
Kärleksfullt, i början av medeltiden, var ofta klingor av berömda gunsmiths smidda. Till exempel präglades svärdet från den berömda mästaren Ulfbreht (som bodde i 9-talet) av en magnifik balans och gjordes av perfekt bearbetat stål. De märktes med ett personligt tecken på gunsmithen. Smeden kunde emellertid helt enkelt inte fysiskt göra alla blad som tillskrivs honom. Och bladen själva är mycket olika i kvalitet. I slutet av medeltiden smedade mästarna i Zwingen smedjursprodukter från Passau och Toledo. Det finns även skriftliga klagomål från den senare mot sådan "piratkopiering". Senare började de smyga Solingen själv.
Valda remsor upphettas och smidda, svetsas i ett enda block. Under denna process är det viktigt att behålla rätt temperatur och inte bränna ämnet.
Efter svetsning börjar smeden av bladet direkt, under vilken dess form bildas, dalen är gjorda och skaftet är gjord. Ett av huvudstadierna av smide är processen att försegla bladen, vilket koncentrerar stålskikten och gör att svärdet kan behålla sina skäregenskaper längre. Vid detta tillfälle bildas bladets geometri äntligen, tyngdpunktens placering bestäms, metallets tjocklek vid svärdets botten och vid dess spets specificeras.
Medeltida smeden hade naturligtvis inte termometrar. Därför beräknades den erforderliga temperaturen av metallfilamentets färg. För att bättre definiera denna karaktäristiska egenskap var smidda vanligtvis svarta ut före, vilket tillförde mer mystiker till smedenauraen.
Sedan börjar värmebehandlingen av det framtida svärdet. Detta steg är extremt viktigt, det låter dig ändra den molekylära strukturen i stål och för att uppnå de nödvändiga egenskaperna hos bladet. Faktum är att smidd stål, svetsat från olika delar, har en grov granulär struktur och en stor mängd stress i metall. Med hjälp av normalisering, härdning och temperering bör smeden avlägsna dessa defekter så mycket som möjligt.
Ursprungligen värms bladet till ca 800 grader och suspenderas sedan av skaftet så att metallen inte "leder". Denna process kallas normalisering, för olika typer av stål utförs denna procedur flera gånger. Efter normalisering följer mild glödgning, under vilken svärdet upphettas till en brunröd färg och lämnas för att kyla, insvept i ett isolerande material.
Efter normalisering och glödgning kan du fortsätta till den viktigaste delen av smidesprocessen - härdning. Under detta förfarande värms bladet till en brunrött färg och kyls sedan snabbt i vatten eller olja. Härdning fryser stålstrukturen erhållen under normalisering och glödgning.
Differentierad härdning. Denna teknik är typisk för japanska mästare, det ligger i det faktum att olika zoner i bladet får olika härdning. För att uppnå denna effekt applicerades lerskikt av olika tjocklek på bladet före härdning.
Det är helt klart att en smed på något stadium av processen som beskrivs ovan kan göra ett misstag som kommer att vara dödligt för kvaliteten på en framtida produkt. I Japan måste varje smed, som värderar sitt namn, brytas av misslyckade blad.
För att förbättra det framtida svärdets kvalitet användes ofta nitrerings- eller nitreringsmetoden, det vill säga behandlingen av stål med föreningar som innehåller kväve.
I sagan av Wiland smeden beskrevs ett ganska originellt sätt att nitrera, vilket gjorde att mästaren kunde skapa en riktig "supernot". För att förbättra produktens kvalitet slår smeden ner ett svärd i sågspån, lägger dem till deg och matar dem till de hungriga gässerna. Därefter samlade han fågeldropp och smidda sågspån. De gjorde svärdet "... så svårt och starkt att det var svårt att hitta den andra på marken." Det här är naturligtvis ett litterärt arbete, men en liknande metod kan väl ske. Moderna "kväve" -stål har högsta hårdhet. I många historiska källor rapporteras att svärd också härdades i blod, vilket gav dem speciella egenskaper. Det är troligt att denna praxis faktiskt ägde rum, och här handlar det om ett annat sätt att nitrera.
Omedelbart efter härdning släpps bladet igen. Efter slutet av värmebehandlingsprocessen börjar slipning och det genomförs i flera steg. Under denna process måste svärdet ständigt kylas med vatten. Slipning och polering av ett svärd, såväl som installation av korsar, handtag och toppar på medeltiden, gjordes vanligen inte av smed, utan av en särskild mästare - en centerhållare.
Естественно, что перед началом работы над мечом, кузнец до мелочей продумывал его будущий дизайн и конструкцию. Будет ли он боевым или предназначается больше для "представительских" целей? Как в основном будет сражаться его будущий владелец: в пешем или конном строю? Против каких доспехов предположительно будет использоваться? Ну и, конечно же, во время изготовления меча учитывались особенности самого воина: его рост, длина рук, излюбленная техника фехтования.
Дамасская сталь и булат
Каждому, кто хотя бы раз в жизни интересовался историческим холодным оружием, известно словосочетание "дамасская сталь". Оно и сегодня очаровывает своим налетом таинственности, экзотики и мужественности. На самом деле, дамасская сталь - это еще одна попытка решить вечное противоречие между хрупкостью стали и мягкостью железа. И надо сказать, что данная попытка получилась одной из самых удачных.
Неизвестно, кому первому пришла в голову мысль соединить воедино большое количество слоев мягкой и твердой стали, но этого человека можно смело назвать гением кузнечного дела. Хотя, сегодня историки считают, что подобная технология была независимо разработана в разных регионах мира. Уже в начале нашей эры оружие из дамасской стали изготавливали в Европе и Китае. Ранее считали, что этот вид стали был изобретен на Ближнем Востоке. Однако сегодня доподлинно известно, что он был придуман европейскими мастерами. Да и вообще, пока не найдено никаких доказательств, что Дамаск когда-либо был серьезным центром изготовления оружия.
Дамасские ножи, клинки и т.п. легко отличить по внешнему виду, на их поверхности хорошо различим характерный узор, который получается после протравливания клинка кислотой. Что же представляет собой этот вид стали? Нередко, когда говорят о дамаске, имеют в виду в виду булат - особую сталь, которую изготавливали совсем по другой технологи в Индии и Персии. Это неверно.
Дамасская сталь или сварной дамаск - это сложный комбинированный материал, состоящий из множества слоев с разным содержанием углерода, надлежащим образом прокованный и подвергнутый соответствующей термической обработке. Сразу следует сказать, что японский меч катана к дамасской стали никакого отношения не имеет.
В зависимости от способа изготовления различают несколько типов дамасской стали:
- полосовой;
- дикий;
- крученный;
- штампованный.
Наиболее древним и примитивным считается полосовой дамаск. Для его изготовления брали четыре полосы железа и три полосы стали, раскаляли их и сваривали ковкой. После этого из заготовки выковывали прут, который сгибали в виде латинской буквы V, заваривали внутрь него железный сердечник, а на внешние стороны заготовки наваривали стальные лезвия. После протравливания на таком клинке проявлялся характерный для дамасской стали узор.
Дикий дамаск получался, если исходную заготовку разрубывали пополам, половинки накладывали друг на друга и опять проковывали. Подобную операцию обычно проводили несколько раз, постоянно удваивая количество слоев металла, улучшая тем самым его свойства. Несложный математический расчет показывает, что заготовка, перекованная семь раз, получает 896 слоев высокоуглеродистой и низкоуглеродистой стали.
В Средние века в Европе был популярен так называемый крученый дамаск. Во время его получения бруски из разных сталей перекручивались спиралью и сваривались ковкой. Этот процесс повторялся несколько раз. Обычно из такой стали изготавливалась центральная часть клинка, на которую затем наковывались лезвия из обычной твердой стали.
Клинки из дамасской стали в средневековой Европе ценились так высоко, что их нередко дарили королям.
Булат или вутц - это сталь, изготовленная особым образом, благодаря которому она имеет своеобразную внутреннюю структуру, характерный узор на поверхности и высочайшие характеристики по прочности и упругости. Его изготавливали в Иране, Средней Азии и Индии. Эта сталь имела большое содержание углерода, близкое к чугуну (около 2%), но при этом сохраняла способность к ковке и значительно превосходила чугун по прочности.
Об этом материале существует множество легенд. Долгое время считалось, что секрет изготовления булат утрачен, хотя сегодня множество мастеров утверждают, что они владеют тайнами производства настоящего вутца. Одним из способов его получения основан на частичном расплавлении частиц железа или низкоуглеродистой стали в чугуне. Общее количество добавок должно составлять 50-70% от массы чугуна. В результате получается расплав, имеющий кашицеобразную консистенцию. После охлаждения и кристаллизации получается булат - материал с высокоуглеродистой матрицей, в которую вкраплены низкоуглеродные частицы.
Есть информация и о других способах получения булатных сталей в наши дни, вероятно, и древности их существовало несколько. Современные методы связаны с особыми способами ковки и термической обработки металлов.
Одним из достоинств любого меча из узорчатой стали, будь то дамаск или булат, специалисты называют микроволнистость его лезвия. Оно автоматически возникает из-за неоднородности слоев или волокон металла, из которых состоит клинок. По сути, режущая кромка такого оружия является "микропилой", что значительно повышает его боевые свойства.
О дамасской стали сложено огромное количество мифов. Первый из них связан с самим названием металла. Сегодня известно, что город Дамаск особого отношения к изобретению и производству этой стали не имел, хотя некоторые историки считают его важным торговым центром, где оружие из дамаска продавали. Также до сих пор бытует мнение, что дамасская сталь стоила "на вес золота" и резала доспехи словно бумагу. Detta är inte sant. Клинки из дамаска действительно прекрасно сочетают в себе твердость и упругость, но никакими необыкновенными свойствами они не обладают.
