NamuradaN

Изготовление булата 2

Nozh2002: Ну даже отбросив туман и беллетристику, присущую статьям про булат в Русской Сети, из того что вы описали ясно, что булат делать долго, сложно и трудоемко. Даже зная как в общих чертах, все равно прийдется серьезно потрудиться, что бы булатный клинок сделать - долго и тяжело. Тот же Ахим ковал древний слиток с помощником целые сутки и получил полосу на два-три ножа - это не сравнить с обточкой готовой стальной полосы с последующей закалкой.

Вопрос:

Так, все-таки, делал высокотемпературный отжиг Аносов?

С высокотемпературным (!!!, выше линии SE, а не просто отжигом) разобрались всего около 10 лет назад известные люди Вирховен, Пендри, их работы о роли примесей в формировании узора, об этих примесях просто не могли знать тогда, давно и только они позволяют восстановить узор после его уничтожения  нагревом выше линии SE. Можете поискать их патент с подробным описанием процесса.

Аносов, если вы помните, писал, что перегрев уничтожает узор и пр. ( там ... по вине кузнеца...), за это и критиковали все Ахима, а именно за то что он нагревал выше линии SE, (где растворяется цементитная сетка и слиток после травления получается однородным) потому, что никто из критиковавших ( смею это утверждать ) не понимал что это такое, похоже и сейчас не понимают ( в худшем случае пытаются увести в сторону от понимания ).

Еще раз несколько слов о высокотемпературном отжиге и хватит. Пробуйте сами и убеждайтесь. Выше смотрите фото фрагмента полосы с узором, где я пишу, что это получено мною после отжига в течение часа при 1150 С...

Прочитайте еще раз внимательно то что я написал там.
...после травления отожженного слитка никакой цементитной сетки уже не было видно. Цементит продифундировал в соседние области и относительно равномерно распределился.  Далее, каким образом вновь появился узор после 60 циклов ковки, и уже с совершенно иной структурой и свойствами? В слитке присутствовали карбидообразующие добавки (здесь конкретно ванадий - самый эффективный элемент для этого -однозначно. Поверьте мне на слово...
Его вполне достаточно иметь 0,02-0,03% в слитке. Он не выгорает(!) и образует карбиды более тугоплавкие чем цементит, но по структуре подобные. Они и служат зародышами при формировании того нового узора, присоединяя в процессе ковки ( циклических нагревов) к себе цементит. Так называемый механизм сегрегаций.

Я посылаю Вам текст Беруни, где он описывает способ производства двух типов сталей, как я понимаю не будучи ни очевидцем, ни производителем, просто пишет, что первая сталь однородная, а вторая неоднородная на вид ( для глаза, как бы) и состоит из разных несмешаннык компонент ( все это на гла,т. ск. ) и делать  вывод, что что-то недоплавилось, в то время, как это просто цементитная сетка, зерна вследствие медленного остывания могла быть вероятнее всего...

Если можете, просто переведите хорошо смысл дословно

"Al-Biruni states "this was the method used in Harat and gave two different qualities of steel.  One was the result of melting components `equally so that they become united in the mixing operation and no component can be differentiated or seen independently...such steel is suitable for files or similar tools.  The second quality was obtained if the degree of melting of the wrought and cast iron was different for each substance `and thus the intermixing between both components is not complete, and their parts are shifted so that each of their two colors can be seen by the naked eye and it is called firind " (Al-Hassan and Hill, 1986, 77). 
Firind is translated either as damascus (Allan, 1979, 77) 
or pattern (Al-Hassan,and Hill, 1986, 254).

nozh2002:
"Аль-Бируни утверждает "Это метод который использовали в Герате и получали две стали разного качества. Одна была результатом расплавления компонент однородно так что они объединялись и перемешивались так что нельзя было различить или увидеть независимо ... такая сталь подходит для напильников и прочих подобных инструментов. Вторая достигалась если степень расплавления железа и чугуна была разная и таким образом обе компоненты перемешаны не полностью, и части каждой в смеси видны невооруженным глазом - называется это - Фиринд".
Фиринд переводиться как Дамаск или как узор.

Слиток X века:

Видя такое изображение на поверхности слитка, в X веке, конечно, могли сделать предположение, что оставались недоплавленные кусочки в расплавленном чугуне ( на самом деле цементитная сетка в междендритных областях)  ничего удивительного. Понимаю, хочется показать, что не все так просто там было и плавали кусочки, но...

Вопрос:

Как самостоятельно сделать тигель - вы упоминаете о том что сами делали с помощью бутылки

Я делал плавки в земляной печи на угле, в газовой на пропане и в электрической. Тигли для электрической печи делать проще, можно контролировать нагрев и глина с алундом выдерживает хорошо. Дно и стенки не меньше сантиметра толщиной и форма желательно как №3 на рисунке:

Если делать смесь тугоплавкой глины и крупнозернистой окиси алюминия, или очень мелкого шамота, то можно делать как делают керамисты вазы (некоторые типы). Раскатываете пласт глины и наворачиваете его на оправку с прослойкой из бумаги (например), формируете дно и т.д. Снимаете это все с оправки и сушите. 

Если крупные частички шамота с глиной, то лучше так, как вот в этой ссылке.

http://kadina.yp-connect.net/~tcents/metal/articles/crucible.html

Можете совсем подробно написать про самодельные тигли? Это постоянный и видимо самый больной впрос, очень многие задают. Собственно без тигля ничего не сделаешь. Аналогично мноо вопросов про то как сделать печь.

Состав примерно такой.

Шамотная крошка ( измельченный шамотный кирпич) ~50%
Глина шамотная ~ 50%
Плюс древесные опилки, примерно 10% по обьему

Смесь должна быть почти сухой, так чтобы с трудом сжималась в комок. 

Оправка изготовляется из жестяной банки из под кофе - разрез необходим, что бы проще было снимать оправку с заготовки тигля. На время формовки банка обматывается скотчем.

Далее в оправку насыпаю смесь, трамбую, вставляю внутреннюю оправку. Дерево пропитанное и натертое парафином ( чтоб легче извлекать).

После набивки осторожно извлекается внутренняя оправка, затем снимается скотч с внешней оправки (разрезанная банка из под кофе и скрепленная временно скотчем).

Затем необходимо просушить и прокалить предварительно. Я обычно прокаливаю так до 1100-1200. Это, конечно, не полный обжиг и поэтому необходимо очень медленно нагревать при плавке, желательно чтобы пламя газовой горелки не было направлено прямо в стенку тигля.

Иногда я помещаю такой тигель дополнительно в жестяную банку при плавке. 

В земляной печи желательно выдержать некоторые моменты. Слой угля вокруг тигля, над тиглем, и высота подставки из шамотного кирпича. 

Размеры в сантиметрах.

Это все варианты. Можно сделать несколько разными способами все это. Это самый простой.

Какова оптимальная мощность электропечи для варки?

Относительно оптимальности вопрос очень неопределенный.

У меня это было около 1 киловатта. Слитки до килограмма можно было плавить. Но дело не столько в мощности, сколько в теплоизоляции. Если у вас будет теплоизоляция очень и очень хорошая ( ну там пол-метра толщиной алундовая вата), то можно иметь печь 100 ватт и плавить по несколько килограмм. Только разогреваться это будет сутками. Помните формулу количества тепла при электронагреве. В конце там стоит t, это время.

У меня было несколько корпусов печек, разные по величине. Слой теплоизоляции около 5 см. пористого кирпича. Наматывал спираль я непосредственно на тигель ( хромаль с рабочей темп. 1400 С). Очень медленно повышал температуру ( около 5 часов) чтобы температура успевала выравниваться и так повышал до сгорания спирали ( как правило). В это время уже был расплав там. Охлаждение шло самотеком за счет хорошей теплоизоляции. 

Иногда я пробовал  медленно понижатьтемпературу, но большой разницы в дендритах не было. Естественно, печь была сверху закрыта такой же теплоизоляцией. Требования к глине в этих случаях повышенные. Если есть какие-то включения легкоплавкие, то, как правило, спираль в этом месте сгорает. Обязательно алундового порошка побольше ( 50-70%).

Если тигли делать самому, то не проще ли для ускорения процесса последующей ковки,изготавливать некие пеналы, в которых слиток выйдет длинным бруском?Зачем ковать в полосу буханку?

Для формирования булатной структуры необходима усадка
слитка ( ну там в...5-10 раз), к тому же ковка
различная дает интересные результаты, Но, в какой-то
мере можно облегчить работу и делать несколько
удлиненные слитки.

Расскажите про разные булаты, с разным содержанием углерода и пр. Помниться вы упоминали о оченьвысокоуглеродном булате, в который Ахим не верил. И насчет рисунка как получить такой рисунок как у вас - папортникообразный? И вообще какие бывают рисунки?

На счет высокоуглеродистых, 2%-3% углерода. Иногда получались такие, гораздо труднее ковать. Ковал молотком 0,8 кг. за каждый разогрев только в одном направлении, а когда около 3%, то вообще только в одном направлении как правило. Но, это не оптимальные варианты С для булата.

Я не могу считать себя специалистом по узорам, рисункам, -тот как папоротник? Это неполный отжиг и тоже ковка только в одном направлении. Но , как для меня , то он как раз не представляет интереса.

Есть люди которые ковали намного больше и могут поделиться опытом.

Было бы здорово рассказать про разные типы булатов какиевы делали со свойствами и пр. Например какой булат получается с 1.88 углерода какой с 3 и пр, подробно. Фотографии с гнущимися лезвиями меня честно говоря поразили 

Относительно сравнительных свойств, То ничего особенного, Но больше 2% становится тяжело ковать, чаще появляются трещины, Но если надо какие-то специфические режущие инструменты, то тогда можно и больше 2% делать. Но, если начинать, то нежелательно делать больше 2%. Если больше углерода, то и рисунок более насыщенный, но это и от отжига зависит, и от ковки. Все в комплексе.

Относительно гибкости, то я бы хотел еще делать эксперименты и фотографии, это действительно очень интересно.

По поводу месторождений руд и утерянных секретах. В одной из своих статей Вирховен делает предположение ( утверждает?), что причина исчезновения ""того" булата была как раз в том, что в той местности выработались руды , которые содержали примеси ванадия. Месторождения в других местах давали нестабильные, или другие результаты.

 "При плавке в печах сопротивления (в которой варит
булат Леонид)с программируемым длительным остыванием
слитка, заменяющим собой высокотемпературный
отжиг,.... "

Далее. Высокотемпературный отжиг выше линии SE и быстро вытащить слиток на воздух ( БЫСТРО!!!) дальше относительно быстрое остывание на воздухе уже НЕ ПОЗВОЛЯЕТ восстановиться цементитной сетке восстановиться (цементит диффундировал в соседние зерна аустенита). 

Я очень четко написал, что после травления СРЕЗА вы уже не увидите цементитную сетку.  СРЕЗА! - т е. достаточно глубоко, а не поверхность слитка.
Оболочка мягкогожелеза, это дополнительный приятный эффект, позволяющий легче, безопаснее ковать.

Если же вы после отжига оставите остывать слиток медленно с печью, то это, грубо говоря, вы просто еще раз почти расплавили смесь и вновь вырастили цементитную сетку. А задача-то было - РАСТВОРИТЬ ее. 

ЗАТЕМ уже в процессе многократных циклов ковки восстанавливается новый узор с новыми свойствами.

Мне трудно поверить, что специалисты до сих пор не понимают сути этого процесса. Скорее всего умышленная дезинформация и затуманивание мозгов начинающим.

Суперпластичность, это то что отличает настоящий булат от безвысокотемпературного полуфабриката. Это правильно? С точки зрения внутренней структуры и свойств, чем отличаются крушеные дендриты от кабидов мигрировавших на ванадивую матрицу?

Как бы тщательно вы не разбивали цементитную сетку, но структура цементитных скоплений в случае с высокотемп. отж. и многими циклами ковки, будет гораздо тоньше и механически стабильнее и бездефектнее, можно так сказать несколько упрощенно...

Относительно ВЫСОЧАЙШЕГО качества. Речь идет о конкретном образце и конкретном шлифе.

О разных путях. Есть прямой путь приводящий к стабильным высоким качествам - высокотемп. отжиг и т.д. И есть много окольных путей, некоторые просто тупиковые, некоторые как-то приближаются к лучшим качествам... Каждый может выбрать для себя тот или иной...

Что вы думаете о отношении Леонида Архангельского к высокотемпературному отжигу?

То что предложил и в чем разобрался Вирховен - это, не побоюсь этого слова, РЕВОЛЮЦИОННЫЙ подход в понимании феномена булата. И что б там не говорили о всяких отжигах о которых писали Щербаков, Беляевы... ничего подобного  ПО СУТИ не было и близко до работ Вирховена!!! 

Основные ключевые моменты:

• Длительный отжиг выше линии SE.
• Растворение цементитной сетки.
• Быстрое охлаждение на воздухе.
• Многократные циклы ковки для восстановления рисунка ( грубо говоря ).
• Обязательное присутствие карбидообразующего модификатора (И НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО ЛЕГИРУЮЩЕГО количества ЭЛЕМЕНТА).

Относительно таких же качеств после механической разбивки и отжига сфероидизации ( я там в статье писал, об этом, но сказал, что это отдельный
разговор).

Так никакой механической разбивкой и последующим отжигом сфероидизации вам не получить такой тонкой и бездефектной структуры, какую дает процесс диффузии при отжиге выше линии SE с последующими циклами восстановления через механизм сегрегаций. ( и спорить об этом не буду ).

(Я уже не говорю, делает ли вообще кто-то эти отжиги сфероидицации после ковки  это если честно...)

Относительно истории отжигов, то это делали всегда и 1000 лет назад, но, каждый по-своему и получалось соответственно. Я уже писал о предположении Вирховена по поводу выработки руд с примесью ванадия. Когда в других местах руды уже не содержали этой примеси, тогда отжиг при высоких температурах бул губителен для рисунка. Возможно был уход от этой технологии и т.д. Об этом можно только гадать.

В статьях Вирховена приводятся результат экспериментов с примесями и пр. Но, по-видимому мало кто их читает. Но, проверяйте сами, это самый простой и надежный путь, только делайте эксперименты корректно и непредвзято.

Я сам никому не верю на словои поэтому сам проверял все экспериментально. Сравнивал то и другое при прочих равных условиях, надеюсь умные люди это понимают без слов ( если не легировано, так оба образца и т.д...). Я просто разрезал слитки на несколько кусков и сравнивал результаты после разной обработки). В качестве модификаторов и легирующих добавок я использовал в разных комбинациях V, Cr, Ni, Mo, Nb, Zr, Ta, Co, Mn, Cu, Ag  также некоторые очень
редкоземельные, но это...

Однозначно превосходство вышеупомянутого варианта обработки по Вирховену. Есть много данных, но это для отдельной статьи, ее еще надо скомпоновать и т.д.

Относительно состава, так железо, углерод и модификатор - это как бы классический нулевой вариант, а дальше... легируйтеи все что хотите. 

Относительно модификаторов, они имеют грубо говоря информационное воздействие на состав (некий аналог катализаторов в химии). Они влияют на формирование структуры основного состава, который, благодаря этому, приобретает новые свойства. Если его количество плавно увеличивать, то условно, начиная с какого-то количества (для каждого элемента по-разному), этот элемент будет приобретать ЕЩЕ и легирующее значение (воздействие). Так десятые процента и проценты будут заметно влиять на свойства основного состава через образование своих карбидов (V, Mo,...) и другие механизмы...

И еще, не знаю кто как, но я всегда учусь, когда меня учат бесплатно, даже если я все это уже давно знаю (это шутка:-)  )

Новые ножи: