Что бы не пропустить лучшие материалы с сайта

А также задавать вопросы в комментариях и получать ответы

Изготовление меча: тайны древних кузнецов-оружейников, дамасская и булатная сталь

Изготовление меча

Сложно назвать изобретение, которое бы оказало такое значительное влияние на развитие нашей цивилизации, каким может похвастать меч. Его нельзя рассматривать, как банальное орудие убийства, меч всегда был чем-то большим. В разные исторические периоды это оружие представляло собой символ статуса, принадлежности к воинской касте или благородному сословию. Эволюция меча как оружия неразрывно связана с развитием металлургии, материаловедения, химии и горного дела.

Практически во все исторические периоды меч был оружием элиты. И дело здесь не столько в статусности этого оружия, сколько в его высокой стоимости и сложности производства качественных клинков. Изготовление меча, которому можно было доверить свою жизнь в бою, было не просто трудоемким процессом, а настоящим искусством. А кузнецов, занимавшихся этой работой, можно смело сравнить с виртуозами-музыкантами. Недаром с древнейших времен у разных народов существуют предания о выдающихся мечах с особыми свойствами, изготовленных настоящими мастерами кузнечного дела.

Цена даже среднего клинка могла достигать стоимости небольшого крестьянского хозяйства. Изделия известных мастеров стоили еще дороже. Именно по этой причине наиболее распространенным видом холодного оружия эпохи Античности и Средневековья является копье, но никак не меч.

На протяжении столетий в разных регионах мира сформировались развитые металлургические центры, продукция которых была известна далеко за их пределами. Они существовали в Европе, на Ближнем Востоке, в Индии, Китае и Японии. Труд кузнеца был почитаем и весьма хорошо оплачивался.

Японская гравюра ковки меча

В Японии кадзи (это кузнец-оружейник, «мастер мечей») в общественной иерархии находился на одном уровне с самураями. Неслыханное дело для этой страны. Ремесленники, к которым, по идее, и должны относиться кузнецы, в японском табеле о рангах находились даже ниже крестьян. Более того, самураи иногда и сами не гнушались браться за кузнечный молот. Чтобы показать, насколько уважаемым Японии был труд оружейника, можно привести один факт. Император Готоба (правил в XII веке) объявил, что изготовление японского меча – это работа, которой могут заниматься даже принцы, никак не умаляя своего достоинства. Готоба и сам был не прочь поработать около горна, сохранились несколько клинков, которые он изготовил своими руками.

Сегодня в СМИ много пишут о мастерстве японских кузнецов и качестве стали, которая использовалась для создания традиционной катаны. Да, действительно, изготовление самурайского меча требовало огромного мастерства и глубоких познаний, но можно ответственно заявить, что европейские кузнецы практически ни в чем не уступали своим японским коллегам. Хотя о твердости и прочности катаны ходят легенды, но изготовление японского меча принципиально не отличается от процесса ковки европейских клинков.

Человек стал использовать металлы для изготовления холодного оружия еще в V тысячелетии до нашей эры. Сначала это была медь, которую довольно быстро заменила бронза, – прочный сплав меди с оловом или мышьяком.

Инструменты для ковки меча

Кстати, последний компонент бронзы очень ядовит и нередко превращал древних кузнецов и металлургов в калек, что нашло отображение в легендах. Например, Гефест, греческий бог огня и покровитель кузнечного дела, был хромым, в славянских мифах кузнецы также нередко изображаются увечными.

Железная эра началась в конце II – начале I тысячелетия до нашей эры. Хотя, оружие из бронзы использовалось еще многие сотни лет. В XII веке до н. э. кованое железо уже использовали для изготовления оружия и инструментов на Кавказе, в Индии и Анатолии. Примерно в VIII веке до н. э. сварное железо появилось в Европе, довольно быстро новая технология распространилась по континенту. Дело в том, что количество месторождений меди и олова в Европе сравнительно невелико, зато запасы железа значительны. В Японии железный век начался только в VII столетии новой эры.

Изготовление меча. От руды до крицы

Очень продолжительное время технологии получения и обработки железа оставались практически на одном месте, они не могли должным образом удовлетворить постоянно растущий спрос на этот металл, поэтому изделий из железа было мало и стоили они дорого. Да и качество инструментов и оружия из этого металла было крайне низким. Удивительно, но на протяжении практически трех тысяч лет металлургия не претерпела никаких принципиальных изменений.

Прежде чем перейти к описанию процесса изготовления холодного оружия в древности, следует дать несколько определений, связанных с металлургией.

Сталь – это сплав железа с другими химическими элементами, прежде всего с углеродом. Он определяет основные свойства стали: большое количество углерода в стали обеспечивает ее высокую твердость и прочность, снижая при этом пластичность металла.

Схема сыродутного процесса

Основным способом получения железа в эпоху Античности и в Средние века (до XIII века) был сыродутный процесс, названный так из-за того, что в печь вдували неподогретый («сырой») воздух. Главным методом обработки полученного железа и стали была ковка. Сыродутный процесс был очень неэффективным, большая часть железа из руды уходила вместе со шлаком. Кроме того, полученное сырье не отличалось высоким качеством, и было очень неоднородным.

Получение железа из руды происходило в сыродутной печи (сыродутный горн или домница), которая имела форму, напоминающую усеченный конус, высотой от 1 до 2 метров и диаметром основания 60-80 см. Такую печь делали из огнеупорного кирпича или камня, сверху обмазывали глиной, которую потом обжигали. В печь вела труба для подачи воздуха, его нагнетали с помощью мехов, а в нижней части домницы находилось отверстие для отвода шлаков. В печь загружали большое количество руды, угля и флюсов.

Позже для подачи воздуха в печь стали использовать водяные мельницы. В XIII веке появились более совершенные печи – штукофены, а затем блауофены (XV век). Их производительность была гораздо выше. Настоящий прорыв в металлургии состоялся только в начале XVI века, когда был открыт передельный процесс, в ходе которого из руды получалась качественная сталь.

Топливом для сыродутного процесса служил древесный уголь. Каменный уголь не использовали из-за большого количества вредных для железа примесей, которые он содержит. Коксовать уголь научились только в XVIII столетии.

В сыродутной печи происходит сразу несколько процессов: пустая порода отделяется от руды и уходит в виде шлаков, а оксиды железа восстанавливаются, вступая в реакции с угарным газом и углеродом. Оно сплавляется и образует так называемую крицу. В ее состав входит чугун. После получения крицы, ее разбивают на мелкие куски и сортируют по твердости, в дальнейшем с каждой фракцией работают отдельно.

Это сегодня чугун является важнейшим продуктом черной металлургии, раньше было иначе. Он не поддается ковке, поэтому в древности чугун считался бесполезным отходом производства («свиным железом»), непригодным к дальнейшему использованию. Он значительно снижал количество сырья, полученным в ходе плавки. Чугун пытались использовать: в Европе из него делали пушечные ядра, а в Индии гробы, однако качество этих изделий оставляло желать лучшего.

От железа к стали. Ковка меча

Железо, полученное в сыродутной печи, отличалось крайней неоднородностью и низким качеством. Нужно было приложить еще массу усилий, чтобы превратить его в прочный и смертоносный клинок. Ковка меча заключала в себе сразу несколько процессов:

  • очистку железа и стали;
  • сварку разных слоев стали;
  • изготовление клинка;
  • тепловую обработку изделия.

После этого кузнецу необходимо было изготовить крестовину, головку, рукоять меча, а также сделать для него ножны.

Естественно, что в настоящее время сыродутный процесс не используется в промышленности для получения железа и стали. Однако силами энтузиастов и любителей старинного холодного оружия он был воссоздан до мельчайших подробностей. Сегодня эта технология изготовления меча используется для создания «аутентичного» исторического оружия.

Средневековые кузни

Полученная в печи крица состоит из низкоуглеродистого железа (0-0,3% содержания углерода), металла с содержанием углерода 0,3-0,6% и высокоуглеродистой фракции (от 0,6 до 1,6% и выше). Железо, в котором мало углерода, отличается высокой пластичностью, но оно очень мягкое, чем выше содержание углерода в металле, тем больше его прочность и твердость, но одновременно сталь становится более хрупкой.

Для придания нужных свойств металлу кузнец может либо насыщать углеродом сталь, либо же выжигать его избыток. Процесс насыщения металла углеродом называется цементацией.

Перед кузнецами прошлого стояла серьезная проблема. Если изготовить меч из высокоуглеродистой стали, то он будет прочным и хорошо держать заточку, но одновременно слишком хрупким, оружие из стали с низким содержанием углерода вообще не сможет выполнять свои функции. Клинок одновременно должен быть и твердым и эластичным. Именно это была ключевая проблема, которая стояла перед мастерами-оружейниками на протяжении многих сотен лет.

Существует описание использования длинных мечей кельтами, сделанное римским историком Полибиосом. По его словам, мечи варваров были изготовлены из такого мягкого железа, что становились тупыми и гнулись после каждого решительного удара. Время от времени кельтским воинам приходилось исправлять их клинки с помощью ноги или колена. Однако и очень хрупкий меч представлял огромную опасность для своего хозяина. Например, сломавшийся меч едва не стоил жизни Ричарду Львиное Сердце – английскому королю и одному и самых прославленных бойцов своего времени.

В ту эпоху сломавшийся меч означал примерно то же самое, что отказавшие автомобильные тормоза в наши дни.

Первой попыткой решить эту проблему было создание так называемых ламинированных мечей, в которых мягкие и твердые слои стали чередовались друг с другом. Клинок подобного меча представлял собой многослойный сендвич, что позволяло ему одновременно быть и прочным и эластичным (при этом, правда, большую роль играла правильная тепловая обработка оружия и его закалка). Однако с такими мечами была одна проблема: при затачивании поверхностный твердый слой клинка быстро стачивался и меч терял свои свойства. Ламинированные клинки появились уже у кельтов, по мнению современных экспертов, такой меч должен был стоить раз в десять дороже обычного.

Ковка меча

Еще одним способом сделать прочный и гибкий клинок было поверхностное цементирование. Суть этого процесса заключалась в науглероживании поверхности оружия, изготовленного из сравнительно мягкого металла. Меч помещали в сосуд, наполненный органическим веществом (чаще всего это был уголь), который затем ставили в печь. Без доступа кислорода органика обугливалась и насыщала металл углеродом, делая его прочнее. С цементированными клинками была такая же проблема, как и с ламинированными:  поверхностный (твердый) слой довольно быстро стачивался, и лезвие теряло свои режущие свойства.

Более продвинутыми были многослойные мечи, изготовленные по схеме «сталь-железо-сталь». Она позволяла создавать клинки отменного качества: мягкое железо «сердцевины» делало клинок гибким и упругим, хорошо гасило колебания при ударах, а твердая «оболочка» наделяла меч отличными режущими свойствами. Следует отметить, что вышеприведенная схема компоновки клинка является наиболее простой. В Средние века кузнецы-оружейники часто «строили» свои изделия из пяти или семи «пакетов» металла с различными характеристиками.

Уже в раннем Средневековье в Европе образовались крупные металлургические центры, в которых выплавлялось значительное количество стали и производилось оружие достаточно высокого качества. Обычно такие центры возникали около богатых месторождений железной руды. В IX-X столетии хорошие клинки делали в государстве франков. Карлу Великому даже пришлось издавать указ, согласно которому продавать оружие викингам строго запрещалось. Признанным центром европейской металлургии была область, где позже возник знаменитый Золинген. Там добывали железную руду отличного качества. Позже признанными центрами кузнечного дела стала итальянская Брешиа и испанский Толедо.

Любопытно, но уже в раннем Средневековье клинки известных оружейников нередко подделывали. Например, мечи знаменитого мастера Ульфбрехта (жил в IX веке) отличались великолепным балансом и были выполнены из отлично обработанной стали. Они отмечались личным знаком оружейника. Однако кузнец просто физически не мог сделать всех клинков, которые ему приписываются. Да и сами клинки уж очень сильно отличаются по качеству. В период позднего Средневековья золингенские мастера подделывали продукцию кузнецов из Пассау и Толедо. Остались даже письменные жалобы последних на такое «пиратство». Позже стали подделывать мечи самого Золингена.

Подобранные полосы нагревают, а затем с помощью ковки сваривают в единый блок. Во время этого процесса важно выдержать правильную температуру и не пережечь заготовку.

После сварки начинается непосредственно ковка клинка, в ходе которой формируется его форма, изготавливаются долы, выделывается хвостовик. Одним из основных этапов ковки является процесс уплотнения лезвий, который концентрирует слои стали и позволяет мечу дольше сохранять свои режущие свойства. На этой стадии окончательно формируется геометрия клинка, определяется расположение его центра тяжести, задается толщина металла у основания меча и у его острия.

Кузнецы за работой

У средневековых кузнецов, естественно, не было термометров. Поэтому необходимая температура высчитывалась по цвету накала металла. Чтобы лучше определять эту характеристику, раньше кузницы обычно затемнялись, что еще больше добавляло мистики в ауру кузнецов.

Затем начинается тепловая обработка будущего меча. Этот этап крайне важен, он позволяет изменить молекулярную структуру стали и добиться от клинка необходимых характеристик. Дело в том, что кованая сталь, сваренная из различных кусков, имеет грубую зернистую структуру и большое количество напряжений внутри металла. С помощью нормализации, закаливания и отпуска кузнец должен максимально избавиться от этих недостатков.

Первоначально клинок нагревают примерно до 800 градусов, а затем подвешивают за хвостовик, чтобы металл не «повело». Этот процесс называется нормализация, для разных типов стали данную процедуру проводят несколько раз. После нормализации следует мягкий отжиг, в ходе которого меч нагревают до коричнево-красного цвета и оставляют остывать, завернув в изолирующий материал.

После нормализации и отжига можно приступить к наиболее важной части процесса ковки – закаливанию. Во время этой процедуры клинок нагревают до коричнево-красного цвета, а затем быстро охлаждают в воде или масле. Закаливание как бы замораживает структуру стали, полученную в ходе нормализации и отжига.

Дифференцированное закаливание. Это техника характерна для японских мастеров, она заключается в том, что разные зоны клинка получают различное закаливание. Чтобы добиться такого эффекта, перед закалкой на клинок наносились слои глины различной толщины.

Дифференцированное закаливание

Абсолютно понятно, что на любом этапе описанного выше процесса кузнец может допустить ошибку, которая будет фатальной для качества будущего изделия. В Японии любой кузнец, дорожащий своим именем, должен был безжалостно ломать неудавшиеся клинки.

Чтобы улучшить качество будущего меча нередко применяли метод нитрования или азотирования, то есть обработку стали соединениями, содержащими азот.

В саге о Виланде-кузнеце описан довольно оригинальный способ нитрования, который позволил мастеру создать настоящий «супермеч». Чтобы повысить качество изделия кузнец спилил меч в опилки, добавил их в тесто и скормил голодным гусям. После этого он собрал птичий помет и проковал опилки. Из них получился меч «…настолько твердый и крепкий, что трудно было на земле сыскать второй такой». Конечно, это литературное произведение, но подобный способ мог вполне иметь место. Современные «азотистые» стали имеют высочайшую твердость. Во многих исторических источниках сообщается, что мечи закаливали и в крови, что наделяло их особыми качествами. Вероятно, что подобная практика действительно имела место, и здесь мы имеем дело с еще одним способом нитрования.

Сразу после закалки клинок еще раз отпускают. После окончания процесса тепловой обработки начинается шлифовка, причем она проводится в несколько этапов. Во время этого процесса меч должен постоянно охлаждаться водой. Шлифовкой и полировкой меча, а также установкой на него крестовины, рукояти и навершия в Средние века обычно занимался не кузнец, а специальный мастер – швертфегером.

Схема изготовления меча

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.

Меч из дамасской стали

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.

Дамасскую сталь легко отличить по внешнему виду, на ее 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.

Полосковый дамаск

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.

Крученный дамаск

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.

Меч из булатной стали

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.

Булатная сталь

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.

Схема изготовления булатной стали

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. Это не соответствует действительности. Клинки из дамаска действительно прекрасно сочетают в себе твердость и упругость, но никакими необыкновенными свойствами они не обладают.