Как я травил и что из того получилось.

Одним из признаков булата является наличие рисунка на его поверхности. Собственно по рисунку и различали сорта булата, более того, классики, такие как Аносов, писали, что азиатцы даже распознавали свойства клинка только по его внешнему виду – по рисунку. Дабы не вдаваться в историко-технический экскурс о зависимости свойств от рисунка, эта тема уже неоднократно поднималась, сразу расскажу о своем личном опыте получения рисунка.

Концентрации растворов даны условно, на глазок. Результат зависит и от температуры, и от самого булата. На изделиях других мастеров все может получится по-иному. Для качественной протравки реактив должен раствориться в воде полностью, иначе если на дне будут кристаллики, то после погружения кончик ножа будет заметно темнее, придется перешлифовывать и травить повторно. В качестве емкостей я использовал стаканы из пластиковых бутылок. Перед травлением клинок следует обезжирить. Я это делаю путем натирания кашицей из стирального порошка с помощью зубной щетки, повторить 2-3- раза. Если вода на металле растекается тонкой пленкой, не разрываясь, не собираясь в капли, значит уже можно переходить к травлению. При травлении на металле образуются пузырьки газов, их нужно встряхивать иначе клинок будет пятнистым. По той же причине для приготовления растворов лучше применять отстоянную или кипяченую воду – в ней меньше растворенных газов.

Хотя работа проводится со слабыми концентрациями, но пару слова о технике безопасности сказать необходимо:

- кислоту лить в воду, не наоборот!

- пикриновая кислота – краситель, берегите одежду;

- соединения железа оставляют ржавые пятна на одежде, коже, пластике кухонного стола;

- при попадании реактивов на кожу рук – смыть проточной водой, при наших рабочих концентрациях растворов нейтрализовать их не имеет смысла;

- после работы с реактивами тщательно вымыть руки с мылом.

Итак, исходник – финишированный на 2000 грит клинок Станислава Суздальского. До того имел опыт травления дамасков П.Федоряки и Р.Косарева хлорным железом. На булате ХЖ не сработало, после тонкой полировки поверхность приобрела точечный рисунок - разрозненные черные штрихи и точки на светлом фоне, типа «курочка ряба» (фото).

Перешлифовал. Следующий вариант – 3% азотная к-та в спирту, приводится во всех справочниках по металлографии (реактив Ржешотарского). Нанесение с помощью ватного тампона. Не сработало. Поверхность металла стала равномерно черной без какого-либо признака рисунка.

Перешлифовал. Дальше – 4% пикриновая к-та в спирту (реактив Ижевского). Нанесение с помощью ватного тампона. Не сработало. Поверхность стала темной, коричневой.

Перешлифовал. Лимонная кислота, чайная ложка на 0,5 л. Погружение с помешиванием. Интенсивное газовыделение с образованием каверн и потемнением поверхности (фото после полировки).

Перешлифовал и протравил железным купоросом. Слабый раствор – примерно чайная ложка порошка на литр. Травить долго, 1,5-2 часа при комнатной летней температуре. Проявился волнистый рисунок из тонких переплетенных волокон. Раствор смывается проточной водой, клинок высушивается и обильно смазывается маслом, я использовал вазелиновое. Потом полировка алмазной пастой 5/3 на пальцах (другой просто не было под рукой). Рисунок при полировке не стирался, но, к сожалению, был неконтрастный. Сделал интересное наблюдение – со временем рисунок становится более выраженным. Все-таки имеет место окисление, и оно проявляется по-разному на разных структурах. После периодического протирания клинка пальцами рисунок проявляется уже за 2-3 дня. Благо, что клинок еще не был заточен, можно было сидя у телевизора возюкать по нему жирными пальцами. Пот имеет слабокислую реакцию и содержит соединения серы. Другой полированный клинок Суздальского засаленный пальцами без предварительной протравки в ЖК никак не изменился. В тоже время если с вечера оставить на клинке четкие отпечатки пальцев, то уже утром стереть их не так просто.

Полученный рисунок наиболее напоминает персидский «шам» - прямые или слегка волнистые линии вдоль клинка, светлые волокна цементита (карбид) и серые волокна (матрица) троостита (смеси феррита и цементита). Причем участок шириной примерно 5-7 мм вдоль режущей кромки более светлый, из плотно упакованных карбидных волокон (фото), своего рода «зонная закалка» твердая режущая кромка и упругое тело (как звучит!) клинка.

Вывод – экспериментируйте, пока не понравится результат!

П.С. К сожалению фото отдельно, текст отдельно, не получается красиво отформатировать.

Есть заготовки - булат.

За все 4 - 200$ или 50, 50, 40, 80$. Булат 70ВА, термообработанные - закалка на максимальные мех. свойства(пружина).

Продано

Тигельное железо

Один и тот же состав. Разница флюс и режимы плавки. С мелким рисунком закаленная заготовка, другая - с наковальни.

Булат 70ВА

Булат 7ОВА

Еще одна плавка. Предыдущая была не удачной, у этой - более высокая степень очистки. Хорошие мех. свойства. Заготовка с рисунком(чистая) - обещал отослать в Екатеринбург на исследование, надеюсь получить интересную информацию. Травление - ускоренное естественное окисление. Завтра должен завершить термообработку, на остальных трех. Верхний, на нижнем фото - в призовой фонд конкурса. Нижний отдам на тест с полным разрушением - максимальные нагрузки, плюс спектрографический анализ - для того, кто хочет испробовать и разобраться, плюс скидка на покупку заготовки.

Средний продается 100$. Металл классный.

Булатный звон

Хочу поделиться результатами одного эксперимента, правда, пока не знаю, как их трактовать. Итак, в литературе указано, что одним из критериев качества кованого холодного оружия является звук, который оно издает при ударе. Недавно получил клинок С.Суздальского и решил его послушать. Для сравнения были взяты кованный дамасский клинок Петра Федоряки и напильник (вероятно, еще советский) без ручки. Все образцы подвешивались за хвостовик с помощью нитки. Удары наносились надфилем по ребру хвостовика. Фиксировалось время в течении которого удавалось распознавать звук. Каждый образец испытывался 3 раза.

Результаты:

Напильник – 5-6 с, звук низкий

Дамаск П.Федоряки – 12-15 с, звук высокий

Булат Жбанова (г. Ворсма) - 8-10 с, звук высокий

Булат С.Суздальского – 30-35 с, звук высокий.

Надеюсь на интересные комментарии.

Булат

Хорошо знаком с этой сталью в связи с почти постоянной заточкой и оценкой

качеств «Суздальских» клинков. Название «Суздальские», мое, больше такого не найти. Мое отношение к булату до некоторых пор было не определенным. Нож для меня, в первую очередь инструмент. Рисунки и прочие красоты на клинке, меня почти не интересуют. Функциональность, удобство, разумная универсальность, это те характеристики которые мне интересны. Пока ножи проверялись в домашних условиях, мнение выстраивалось по какой то прямой линии. Линия эта оказалась очень прямой и в сторону нержавеек и порошков. Затем появилось желание и возможность вывезти моих дружков (ножички) на природу. Участие в разделках начиная от птичек, и заканчивая лосем. Передача ножей в чужие руки (они руки были не всегда прямые), оказалось очень полезным опытом. И мнение начало выстраиваться несколько иначе. Как например можно обругать нож, который разделал лося от начала, и до конца? Не просто разделал. Он был в руках не хозяина, а чужого человека. Человек очень спешил разобрать лося, даже сволочь пытался наотмашь рубить позвонок. После поездки хотел провести этому ножу фотосессию. После осмотра оказалось, что фоткать нечего. Ни сколов, ни чего то особенного не обнаружил. Просто за 10-15 минут восстановил РК и все!

На этой же туше я подсунул в кривые ручки охотничка свой любимый нож из 110Х18. И через пять минут попрощался с ним. А какие результаты он показывал на домашних тестированиях! Чемпионом был. Равнялись на него. Лосинные позвонки да и еще в одном случае заячьи подвинули эту сталь далеко за пределы….

Остатки ножа из 110Х18

Булат - пока останется, без клейма

До сих пор не ставил клеймо - на булате. Просили поставить и не очень получилось, так как металл сопротивляется - отскакивает и улетает набивка( при 730-750 градусов) , еле виден отпечаток и то частями.

Большая разница между сталью и булатом - деформируется намного хуже. Придется отказаться от набивки клейма.

Несколько заготовок

Три заготовки - Продано. Одна осталась, не нашедшая хозяина за 150$ Фотографии рисунка - той заготовки которая осталась. Травление железным купоросом.

За неделю так заявки и не поступило - на последнюю заготовку - отправил на запад.

Все - Продано.

Продается лезвие, снятое на ролике - тест на упругость

Габариты http://ssu-stanislav.blogspot.com/2010/12/blog-post_22.html Лезвие не полированное. 150$ Продано

Заказы на лезвия и ножи из булатной стали не принимаю

Еще, есть исследовательская работа по 70В и заказы уже принятые и нужно достаточно времени, чтобы закончить. С заказами которые скапливаются, мне сложно разобраться - для меня главное результаты, не успеваю - я отписываться, публиковаться и работать. Нужно время и подумать, сделать правильные выводы. Появится возможность с удовольствием - приму заказы, сообщу о этом на блоге. Скорее всего - заказы буду принимать, через Кульбиду, Василия - Испания, что бы не выполнять еще и механическую обработку.

Фото узора

Рисунок полученный травлением по методу описанному здесь

Самый примитивный тест

Что попало под руку - или ногу.

Лезвие с хвостовиком 280мм., лезвие 180мм., максимальная толщина 3.2мм., ширина 18мм. Хоть и приплюснутый от нагрузки - диаметр ведра в этом месте 300мм.

Не знаю кого убедит, в большой зоне упругой деформации этот тест - но.

Вообще не откажусь от идей и помощи по этому поводу, но что нужно приспособление - точно, в ручную не осилить, это не рычаг длинномера. В тисках зажатое лезвие при изгибе - консольная нагрузка, да если учесть разницу в сечении (сужение кончик и хвостовик,) то сложно понять в какой диаметр можно согнуть лезвие при работе только упругой деформации. Конечно идеально исследовать полосу, брус на испытательной машине, но не наглядно - надо и то и другое.

Наблюдая за лезвием до и после изгиба - разницы не увидел, не хватило прогиба для появления пластической деформации по центру клинка, сам кончик 10мм. и часть хвостовика 30мм. немного отклонились.

Так и не смог - своим весом нагрузить так, чтобы увидеть пластическую деформацию по центру радиуса изгиба и это при 3.2мм.хотя точно знаю, что зона пластической деформации есть.

Травление

Всегда пользовался гальваническим методом, хотя понятно, что это не лучший вариант и не мог быть применен исторически. Столкнувшись со сложностями в травлении булата, особенно закаленного жестко - на мартенсит, задумался и о историчности, и применении других вариантов. Ну не может быть булат без рисунка, имея явную неоднородность структуры. Азотка - дает результат при травлении верхнего слоя, проявляя рисунок образованный окислительно-восстановительными процессами цикличного нагрева и ковки. Гальваника - даже лучше проявляла структуры булата - можно протравить, выделить и более глубокое, внутреннее строение металла. Недостатком является сильная неравномерность(губчастость) поверхности, что вызывает визуально излишнюю сегментацию рисунка. Не упоминая, общие проблемы - зоны с разными структурами из-за неравномерного насыщения углеродом(неравномерное выгорание в горне при разных толщинах - разная температура нагрева, зоны с окислительной и восстановительной атмосферой, иногда последствия неправильных режимов плавки или разница сплавка по верхней и нижней части отливки), неравномерность связанную с разной скоростью охлаждения, при закалке - на спинке и спусках лезвия, а этого тоже хватает. Получилось довольно сложное предложение, но смысл - должен быть понятен, получить рисунок правильный и равномерный не просто. Сейчас перед выставкой - срочно(не хотел принести булат - совершенно без рисунка) сел травить, предварительные пробы показали, что естественный процесс окисления дает наилучшие результаты - рисунок более крупный, более булатный, при том что азотная кислота была практически бессильна - выявить рисунок. Можно ускорить процесс, но вода с небольшим процентом моющего средства, кислород атмосферы и температура - нагрев, все равно тянут за собой кучу внимания и времени. Поэкспериментировал с травлением разным уксусом, соки - природные кислоты, пиво, то что было более доступно древним мастерам, при повышенной температуре и получаю интересные результаты - вплоть до противоположных т.е. можно выделить как карбидно- цементитные так и дендритные образования, получить как продольную так и поперечную сегментацию рисунка(расположение волокон отливки булата направляю поперек заготовки, дендриты всегда растянуты вдоль). Вообщем булат - если это булат, то не останется без рисунка при любой термообработке. Повторяю, это касается не легированного, а близкого к историческим образцам металла. С легированным, по травлению, все несколько проще. Проще и при более мягкой закалке, которую чаще и имели исторические образцы.

Свойства

Проверили, на потерю режущих свойств, 4 образца с одной отливки булата 7ОВ с разной термообработкой и соответственно твердостью. От нормализации до жесткой закалки, твердый - легкий рез стекла и до образца с явной пластической деформацией. Результаты по проверке ПРС, на канате - меня, несколько оглушили и если все верно, а Борису я доверяю, то ПРС этих образцов одинаков!!!! ПРС не самый высокий, но в десятке - точно, хотя на образцах из Х12МФ с не удачной, видимо термообработкой, попадались в 10 и более раз - хуже до 120 ПРС. На твердом при проверке на ударную вязкость, получены сколы на более мягких - загиб с разным видом деформации Р.К. Теперь, эти результаты позволят сконцентрироваться на упругости, прочности и влиянии термообработки на вид макроструктур. Изменен подход к термообработке булата - полностью.

Заключение - исследование булата в институте археологии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ФРАГМЕНТА

НОЖА ИЗ БУЛАТНОЙ СТАЛИ .

Фрагмент представляет собой часть лезвия и черенка. Проба напильником показала очень высокую твердость материала ножа . С помощью молотка удалось отделить небольшой фрагмент лезвия . Излом имеет характерный для твердых материалов фарфоровидный вид . Ввиду того , что на поперечном сечении лезвия и на его спинке уже были подготовлены полированные поверхности , исследования проводились на этих плоскостях .

При исследовании поверхности поперечного сечения лезвия после переполировки при увеличении х70 обнаружено наличие округлых включений темного цвета . К острию лезвия их количество и размер уменьшаются . В виду большой высоты фрагмента его исследование на микротвердомере не проводилось .

На переполированной нетравленой поверхности спинки лезвия обнаружена своеобразная клетчатая структура , сходная по форме со строительной арматурой . После травления этой поверхности 5% раствором азотной кислоты в спирте и изучении ее при больших увеличениях х 480 на микротвердомере ПМТ-3 видна сильно травящаяся матрица с микротвердостью 1097 – 1200 кг/мм² , в которую вкраплено большое количество сферических мелкодисперсных светлых включений , очевидно карбид железа цементит . Определить тип матрицы из-за мелкодисперсности ее составляющих не представляется возможным . Можно предположить , что матрица является так называемым безструктурным мартенситом , у которого нет четко выраженной игольчатой структуры при очень высокой твердости .

Микротвердость темных включений ниже твердости матрицы -946 кг/мм² . Не имея исходных данных о материале и технологии изготовления определить происхождение и характер темных включений не представляется возможным

Старший научный сотрудник

Института археологии НАНУ Д.П.Недопако

к.т.н.

70В Заготовка - Калининград

Не совсем удачная плавка, немного сместился от необходимых режимов. Сомневался - стоит ли вообще, что то пытаться сделать из этого металла, сегодня проявил слегка рисунок и принял решение - все таки, попробую изготовить лезвие. Фото плохие,травление по грубо обработанной поверхности заготовки(с наковальни - без термообработки), без полировки, веб камерой, прошу прощения. После мех, обработки и термообработки - если меня устроит качество работы, опубликую фотографии - готового изделия. Короткий отчет за пол года - Около 25 кг. металла выплавлено, это 50 плавок, 20 баллонов газа по 40л. Без переборки печи и без брака тиглей! Отдано 2 лезвия - собственно, ничего и не продавал, не считал готовым результатом. Экспериментальные лезвия изучались и тестировались.

Булат - магнитные свойства

Обломок лезвия, повалялся в мастерской, немного корродировал. Намагнитился немного от постоянного магнита, магнитной плиты. Возможно действительно имело бы смысл - исследовать магнитные свойства.

Аносов варил, настоящий "Русский булат"

Преклоняюсь пред великим русским инженером и могу с уверенностью сказать, что булат Аносова с небольшими отличиями по примесям и состояния вносимых элементов, был действительно высококачественным, Настоящим булатом. Судя по технологии плавки и шихте, методам термообработки, все подтверждает - правильность его подхода. Очень хотелось бы увидеть сплавки, которые он получал. Сейчас в России - часто ругаемый Кузнецов, пропагандирующий метод Аносова, ближе всех стоит к получению, качественного булата, жаль не имею, даже столько информации, как - описания Аносова. В принципе - булат Аносова, можно смело относить к булату историческому, не делая различий и то что я - всегда относился к булату Аносова с подозрением, оказалось напрасно - и более у меня нет оснований, для этого.

Фото 70ВМ

В основном - разобрался, примеси, содержание углерода и степень выварки(очистка). Влияние, этих величин на образование сплавка типа вутц и свойства булата.