ПЕЧЕРСК


 КАК ЗАКАЛИВАЛИ СТАЛЬ

КАК ЗАКАЛИВАЛИ СТАЛЬ

По следам древних культур. Древняя Русь

В древней Руси ремесленники по обработке железа и стали — «кузнеци железу», эмпирически осмыслив многие свойства стали и влияние на эти свойства разных режимов нагрева и охлаждения, создали практическую, тонко разработанную технологию термической обработки стали.

Среди множества исследованных нами цельностальных изделий или изделий с стальными лезвиями более 90 процентов было термически обработано. Микроструктурные исследования, подтвержденные рентгеноструктурным анализом, и измерение микротвердостей образцов, находящихся в термически обработанном состоянии, показали, что к 28 процентам всего количества изделий был применен режим термической обработки — закалки, а к 72 процентам — режим термической обработки — закалки с последующим отпуском.

Микроструктура подавляющей массы термически обработанных изделий нам показывает, что при термообработке стали изделие подвергали нагреву при температуре 800—950 градусов. Лишь в некоторых экземплярах наблюдается структура, которая говорит, что температура закалки была выше указанной. Так же единичны структуры, получающиеся тогда, когда закалку производят при недостаточных температурах.

Структуры закалки свидетельствуют о применении быстрого охладителя, каким может быть вода при нормальной температуре. Структуры мягкой закалки свидетельствуют о применении закалочных сред, дающих более медленное охлаждение, чем вода. Такими средствами могли быть подогретая вода, растительное масло или животный жир. Кроме разнообразных охлаждающих жидкостей, древнерусский кузнец применял и разные другие способы охлаждения предмета. Многие изделия закаливались целиком, то есть целиком опускались в воду или жидкость. К ним относятся ножи, напильники, серпы. Другие изделия закаливались частично, только в рабочей части. К их числу относятся топоры, долота, копья, зубила и ряд подобных изделий. При такой закалке возможны два варианта обработки: нагрев всего изделия и частичное охлаждение (только лезвия) или нагрев только закаливаемой рабочей части и последующее охлаждение всего изделия. При обоих способах получалось твердое лезвие, мягкое тело изделия и плавный переход между ними. Особенно важна была такая закалка на цельностальных изделиях.

Наибольшее количество термически обработанных изделий находилось в отпущенном состоянии. Такая структура образуется при следующем режиме обработки. Изделие нагревают до 800—950 градусов и затем охлаждают в воде. После этого изделие подвергается вторичному, невысокому нагреву. При режиме закалки с отпуском важен контроль за температурой нагрева. Для температуры 800—950 градусов, как и при закалке, нагрев улавливается по цвету каления.

184

Рис. 12. Микроструктура замочной пружины. Сварочный шов. Ув. 100

Рис. 13. Микроструктура паянного шва. Ув. 500

Рис. 14. Микроструктура термически обработанной стали при большом увеличении (напильник). Мартенсит. Ув. 600

Очень важным элементом технологии термообработки, говорящим о высокой технической культуре кузнецов, является дифференцированный подход к выбору режима закалки и отпуска, исходящего из технических условий изделия. К изделиям, подвергающимся ударным нагрузкам, как, например, топоры, применялся высокий отпуск. Большая часть изученных нами топоров имела закалку с высоким отпуском. Подвергались высокому отпуску также копья. Серпы и косы, а также ножницы подвергались среднему отпуску. Ножи в подавляющей массе закаливались без отпуска. Напильники в основной массе также только закаливались без последующего отпуска (рис. 14). Соответственно отпуску дифференцировалась на изделиях и мягкая закалка. Все указанные выше режимы полностью удовлетворяли условиям эксплуатации изделий.

Интересные замечания о термической обработке стали мы встреча* ем в древнерусских литературных памятниках. Русский книжник в XI веке писал: «Пещь искущает оцел во калении», то есть «печь отпускает каленую сталь». Перед нами предельно короткая древнерусская формула об отжиге стали. Наиболее интересна вторая рукопись. В сочинении «XIII слов Григория Богослова» говорится: «Донъждеже горить железо стоуденом да ся калить», то есть «отчего раскаленное железо холодом закаливается». Уже в X веке книжник задумывается над тем, что нагретое железо (сталь) после охлаждения закаливается, то есть приобретает новое, очень ценное свойство. Естественно, такой вопрос ему подсказала живая практика металлообрабатывающего ремесла, которое, как мы видели, в области термической обработки металла достигло высокого технического развития. Кстати, заметим, что вопрос книжника XI века о природе мартенсита, то есть закаленной стали, разрешен лишь в XX веке советским ученым членом корреспондентом Академии наук СССР Г. В. Курдюмовым.

РУССКАЯ ТЕХНИКА

Мы показали уровень развития техники производства древнерусских кузнецов. В IX—X веках вместе с развитием древнерусских городов, ставших местом средоточия ремесел и торговли, рождалась и развивалась новая техника обработки металлов. Развитие ремесла и его техники и в первую очередь техники металлообработки способствовало дальнейшему росту русских городов.

Археологические памятники IX—X веков показали нам технику обработки черного металла уже стоящей на высокой ступени развития, освоившей все основные технологические приемы ковки, сварки, паяния и термической обработки. Технический строй металлообрабатывающего и металлодобывающего производства, созданный русскими людьми в IX—X веках на базе местной многовековой технической культуры, стал основой русского металлообрабатывающего ремесла до середины XVII века, когда в русской промышленности стали зарождаться элементы новой, современной техники. Большинство видов и конструкций ос

755

новных орудий труда земледельца и строителя и ремесленные инструменты, созданные в IX—X веках, дожили до современности.

Развитие техники в XI,, XII и начале XIII века состояло в распространении новой технологии, в развитии городского ремесла, создании новых видов и конструкций орудий труда, оружия, инструмента. В XI — XII веках русские кузнецы изготовляли более 150 видов изделий из железа и стали. Развитие техники выражалось в широком внедрении железного и стального инвентаря в жизнь рядового жителя деревни и города и, наконец, в совершенствовании и более полном освоении отдельной технологии сварки, пайки и термической обработки. Кроме того, в это же время происходил процесс накопления опыта, знаний, процесс раскрытия новых свойств металлов и руд.

Техника обработки черного металла была общерусской и уже в X веке в одинаковой степени развитой как в городах Среднего Приднепровья и Смоленщины, так и в районах Верхнего Поволжья, Чудского озера и на других окраинах. Развитие техники вызывало широкую специализацию в городском ремесле. По нашему подсчету, в XI— XII веках среди городских ремесленников, занятых обработкой железа и стали, было не менее 16 различных специальностей. В товарных отношениях между городом и деревней первое место принадлежало городским ремесленникам по обработке железа и стали.

Техника металлообработки в древней Руси в X—XIII веках предстает перед нами с высокоразвитой технологией механической и тепловой обработки железа и стали, которой ’ виртуозно владеют русские специалисты-кузнецы. Творческая мысль русских мастеров во всех областях металлургического и металлообрабатывающего производства не отставала, а в некоторых областях значительно опережала развитие техники в передовых странах Западной Европы.

Вместе со всеми русскими ремеслами металлургия и кузнечное дело в первой половине XIII века, накануне монгольского нашествия, разрушившего крупнейшие жизненные центры южной и восточной Руси, находились на очень высоком для того времени техническом и экономическом уровне.


Назад Вперед







© Copyright 2013-2015

пишите нам: webfrontt@gmail.com

UA | RU