Как закалялась сталь

Редакция «Популярной механики» повторила путь оружейника Федорова и изготовила по аутентичной технологии 1910-х годов знаменитый «Образец №6».

Поставив перед собой задачу сделать аутентичную шашку, в точности соответствующую «Образцу №6», мы даже не предполагали, что на этом пути нас могут поджидать какие-либо проблемы. Техническое задание было достаточно несложным: мы задали геометрию клинка и рукояти, положение центра масс в 15 см от эфеса, общую массу клинка с рукоятью и эфесом (не более 900 г). И самое главное – никаких украшательств, золота или серебра, но вот клинок должен быть боевой и сделан из материалов и по технологиям, доступным к использованию в 1910-х.

Сварка пакета: сложенный пакет раскаляют и просыпают флюсом, растворяющим окислы и карбид кремния с поверхности пластин для дальнейшей сварки.

Сформулировав требования, мы обратились в Златоуст, на знаменитую фабрику, снабжавшую в начале XX века холодным оружием российскую армию. Однако выяснилось, что производство это давно не действует. В том же Златоусте оказалось множество компаний, готовых изготовить на заказ любое холодное оружие. Но как только дело доходило до наших требований к аутентичности, потенциальные изготовители сразу же отказывались: большинство из них делают сувенирное и подарочное оружие, богато украшенное золотом, но лишь внешне сходное с настоящим (клинки в таком оружии не имеют никаких боевых качеств и зачастую даже не затачиваются). Доходило буквально до анекдотов: в одной из компаний, выслушав наш заказ, нам на полном серьезе предложили… отфрезеровать клинок. Попытавшись заказать шашку различным кузнецам и фирмам и везде получив отказ, мы обратились в мастерскую «Исимацу», известную своим аутентичным японским холодным оружием. Нам удалось заинтриговать руководителя «Исимацу» Василия Иванова интересной работой, и эпопея по созданию нашей шашки началась.

Внутренняя структура клинка из дамаска

Выбор материала

«Оригинальная шашка Федорова планировалась как массовая, ее собирались производить из обычной углеродистой стали, из которой делали рельсы, – говорит Василий Иванов. – Нынешний аналог этой стали носит название У8А. Такие солдатские шашки были во многом «одноразовым» оружием и при достаточно сильных ударах просто ломались. Но офицеры, которые могли себе это позволить, заказывали шашки из дамаска – многослойного бутерброда, слои в котором соединены с помощью кузнечной сварки при ковке, или булата, литого композита, «армированного» при литье углеродными нитями. Дамасское оружие стоило немало – до 50 рублей, а булатное, материал для которого везли из Индии или Персии (современного Ирана), – до 300 рублей, вообще целое состояние. Правда, булат не очень хорошо ведет себя на морозе – при температуре ниже -15-20⁰С он становится хрупким». Подумав и решив, что звание главного редактора «ПМ» приблизительно соответствует званию полковника, мы остановились на дамаске.

Пакет, сложенный для сварки (вверху), и структура полосы для заготовки клинка (лезвие справа)

Пакеты

Василий подобрал пять пакетов, каждый из которых должен был выполнять свою функцию в конструкции клинка: режущая кромка твердая и хорошо держит заточку; середина вязкая и упругая; обух вязкий и жесткий (это достигается в результате добавления кремния), хорошо выдерживает удары; обложки упругие на изгиб в поперечном направлении. Каждый из пакетов сложен из различных сортов стали или сыродутного железа (обозначено Ж). «Все эти стали имели в начале XX века свои аналоги, – развеивает наши сомнения Василий. – Из углеродистой стали, подобной У8А, делали рельсы, 65Г – аналог пружинной стали. 5ХНМ и 9ХС – штамповые стали, последняя из них имеет повышенное содержание кремния, ее получали при добавлении кварцевого песка в плавку».

Дамаск и булат: два различных рисунка на клинках, обусловленные разницей в технологиях (сверху – дамаск)

Пакеты (сложенные стопкой в несколько десятков слоев листы стали) предварительно скрепляют точечной сваркой, затем разогревают, просыпают флюсом (бура – тетраборат натрия), который растворяет окислы и карбид кремния, очищая свариваемые поверхности, и сваривают, ударяя пневматическим молотом. Затем пакеты проковывают, складывают и вновь проковывают несколько (до десятка) раз, формируя многослойный (от 300 до 1500 слоев) пакет.

Такая схема закалки эффективно гасит вибрации при ударе за счет разницы в твердости и упругости материалов, прежде чем они доходят до рукояти. Кроме того, это делает шашку ремонтопригодной: если клинок согнется, его можно будет отрихтовать. Не слишком высокая твердость позволяет также
самостоятельно править и затачивать шашку в полевых условиях

После такой подготовки пакеты складывают в нужном порядке (см. схему), сваривают между собой и начинают выковывать клинок.

В различных частях клинка угол заточки лезвия разный (профиль – чечевичный)

Клинок

Полученный на предыдущем этапе брусок вытягивают в полосу, осаживая вылезающие части ударами молота. Полоса подгоняется по размеру (с учетом того, что при проковке клинка он вытянется на 4-5 см), оставляется небольшой запас (несколько мил-лиметров) для дальнейших слесарных работ. После этого проковывается клинок и долы (в Златоусте в начале XX века при массовом производстве шашек долы прокатывали на вальцах).

Такая схема закалки эффективно гасит вибрации при ударе за счет разницы в твердости и упругости материалов, прежде чем они доходят до рукояти. Кроме того, это делает шашку ремонтопригодной: если клинок согнется, его можно будет отрихтовать. Не слишком высокая твердость позволяет также
самостоятельно править и затачивать шашку в полевых условиях

После того как предварительная геометрия задана, наступает черед стадии «доработать напильником» (а также оселком). На этом же этапе окончательно формируются долы, лезвие и обух. Обработка напильником имеет и еще одну важную задачу: при нанесении множества штрихов площадь поверхности клинка увеличивается, а значит, возрастает скорость теплоотдачи при дальнейшем процессе закалки.

Художественная ковка: заготовку для клинка, уже сваренную из пакетов, прокованную и вытянутую в полосу, надсекают для получения красивого рисунка дамаска. Затем мастер молотком начинает задавать предварительную геометрию клинка, выводя форму, лезвие и долы

Закалка

Полученный клинок по толщине неоднороден, и, чтобы защитить тонкие части (долы) от перегрева, перед закалкой на них наносят специальный состав на основе глины. После того как глина высохнет (это занимает несколько часов), начинается процесс закалки. «Клинок разогревают до 850-870⁰С, – рассказывает Василий, – до светло-малинового цвета, причем контроль температуры производится ‘на глаз’, то есть все зависит от мастерства оружейника. Раскаленный клинок погружают на несколько секунд в масло, а затем – в воду, точнее, в специальную водную эмульсию, содержащую соли и, например, соляную кислоту – для повышения скорости теплоотдачи. Такой двухэтапный процесс дает возможность по-разному закалить внутреннюю (мягче) и внешнюю (жестче) часть клинка».

Мастер есть мастер: Василий Иванов – специалист по изготовлению японских катан. Но он не смог устоять перед нашим предложением сделать настоящую драгунскую шашку

После черновой обдирки клинок «отпускают» – нагревают до 150-180⁰С (температуру контролируют по цветам побежалости) и оставляют при этой температуре на несколько минут, затем быстро охлаждают, опуская в воду. Эту операцию повторяют несколько раз. Она позволяет снять накопленные на предыдущих этапах внутренние напряжения металла. После этого клинок должен 1-2 дня «отдохнуть» – в это время «успокаивается» его структура.

Полировка

Теперь клинок готов к последнему этапу – шлифовке и полировке. На протяжении этих операций, которые могут занимать до двух недель, абразивными камнями мастер вручную снимает «лишние» 1-2 мм верхнего слоя, окончательно выводит долы, формирует и затачивает лезвие и полирует клинок, выявляя рисунок дамасской стали. После этого клинок «одевают» – насаживают на хвостовик заранее изготовленную ручку с гардой, крепят ее гайкой – и оружие готово к бою.

Производство нашей шашки заняло примерно полтора месяца. В начале XX века изготовление подобного оружия могло занять от месяца до полугода, так что и здесь аутентичность оказалась соблюдена. А на наш вопрос, как следует ухаживать за шашкой, Василий ответил так: «Если оружие просто будет висеть в шкафу, то раз в полгода стоит протирать клинок маслом, очищая его от ржавчины, образующейся во влажной атмосфере. А если вдруг соберетесь использовать шашку по назначению, главное – не забывайте стирать с клинка кровь».

Источник