Различные виды узоров
Волновой стали
Василий Козлов

ВОЛНОВАЯ СТАЛЬ
  В древности лишь немногие кузнецы умели изготавливать булатные клинки. Труден и долог был путь от куска руды до узорчатого клинка, превосходившего своими свойствами все остальные клинки тех времен. Со временем, как считалось, секрет был утрачен. Основные моменты цикла вроде бы известны всем, однако не было самого главного - конечного результата. 
  В 19-м веке русский металлург П.П. Аносов проделал огромную работу по возрождению этого секрета и, несомненно, добился успеха. К сожалению, история повторилась:  после смерти Аносова на Златоустовком заводе перестали производить булатные клинки высокого качества. Секрет вновь был утерян.
  Одним из ценнейших наследий Павла Петровича Аносова, по моему мнению, является его описание методики определения свойств булатного клинка на Востоке: "…так, искушенные азиаты по одному лишь узору определяют, вязок булат или хрупок, тверд или мягок…". Это очень важный момент, как будет видно в дальнейшем. 
   Век 20-й принес нам множество новых технологий, но, как и прежде, создать узорчатый клинок, по совокупности характеристик сравнимый с древними, долгое время не удавалось никому. Основательно подошел к решению вопроса П.Верховен, который в девяностых годах прошлого века даже запатентовал в США технологию получения булата! Однако и здесь не все гладко, ибо, согласно теории Верховена, для получения узорчатого клинка в стали должен содержаться ванадий, в то время как в  большинстве клинков древних ванадия не было. Очевидно, что дело и не в хим.составе сырья, секрет кроется в чем-то другом. 
  Отмечу, что при тонкой шлифовке клинков из высокоуглеродистых корозионностойких сталей на поверхности в косопадающих лучах давно уже замечались линии и разводы неизвестного происхождения, а полировка их сложна и трудоемка. В 2003 году в мастерской Г.К.Прокопенкова при нанесении клейма электрохимическим способом на клинок из стали Х12МФ на поверхность попал электролит. Через некоторое время на поверхности проступили линии и завитки узора. Они были нечеткими и блеклыми, но они были! 
  Подобрать электролит и методику травления было делом техники. И вот поверхность кованного клинка покрылась черно-блестящими линиями и, тогда еще редкими, завитками. Откуда на промышленно произведенной стали появилось подобие булатного узора? И насколько форма узора влияет на свойства клинка? Вот эти вопросы мы и рассмотрим подробно. 
  Сортамент этой стали узором не обладает, его свойства выверены и выведены: Х12МФ – корозионностойкая сталь для изготовления штампов, износостойкость и ударная вязкость – вот основные ее характеристики. Однако при различных методах термо-механической обработки (далее - ТМО) свойства конечного изделия могут значительно отличаться. >Так, откованный по определенной методике клинок, обладая вязкостью и износостойкостью, почти всегда несет на поверхности похожий узор блестяще-черных завитков и разводов. 
   В результате применения новой технологии был получен клинок, выгодно отличавшийся своими свойствами от промышленной Х12МФ.  
  Изготовлялись многочисленные клинки с применением различных вариантов термо-механической обработки, испытывались, изучались. Стало очевидным, что со сталью Х12МФ полученный материал имеет лишь одинаковый химсостав, свойства же их весьма различны.
Тогда и было придумано новому материалу свое название - "Волновая Сталь".  
  Оставался "сущий пустяк": по возможности полностью разобраться, что же это за такая необычная сталь.  
  Постепенно была разработана технология, позволявшая получать клинки с оптимальными для ножа свойствами.  
  Изучалась соответствующая литература, строились многочисленные гипотезы, но точного ответа на вопрос "что такое ВС?" так и не было. Стало очевидным, что для более полного понимания  необходимо выяснить структуру полученного материала.  
   Современные технологии позволяют делать фотографии поверхности с большой степенью увеличения и вот в один из НИИ был отдан образец материала для получения его микрошлифов.  
  
CТРУКТУРА  ВС
   Благодаря наглядному изображению, мы уже в состоянии буквально по полочкам разложить структурный состав ВС и, следовательно, свойства отдельных ее составляющих.  
   Слева находится фото продольного микрошлифа ВС с увеличением  х500.   Как видно на этом шлифе, относительно низкоуглеродистые области (самые темные) перемешаны с более высокоуглеродистыми (светлые вкрапления). Большие белые пятна - не что иное, как крупные карбиды хрома, но о них позже... Эта область и является т.н. "матрицей", свойства которой напрямую влияют на свойства клинка в общем (упругость, ударная вязкость).
  Самые темные области содержат углерода не более 0,8% и, следовательно, обладают лучшими свойствами пружинных сталей - такими, как упругость и ударная вязкость.  
   Более светлые вкрапления - это уже высокоуглеродистая сталь, при закалке она будет более твердой и износостойкой.  
   Клинок, обладающий подобной упругостью и ударной вязкостью, очень тяжело сломать, т.к. даже при нагрузке, превышающей предел его удельной прочности, клинок не ломается, а деформируется. Применительно к лезвию, это будет сминание, а не выкрашивание.  
   Теперь вернемся к карбидам. Их твердость очень высока и измеряется по шкалам, применяемым к минералам, включая алмаз. 
   При сравнении продольного и поперечного шлифов становится очевидным, что крупные карбиды хрома имеют пластинчатую форму и ориентированы острой гранью к режущей кромке, образуя самую настоящую пилу на ней. Выкрошить такой карбид из вязкой матрицы представляется трудной задачей. Но даже потеря нескольких из этих "чешуек"  не ухудшит режущую способность лезвия, т.к. на смену им всегда появятся новые.  
   Одним из главных преимуществ такого композита "матрица" + ориентированные плоские карбиды является и так называемый "эффект самозатачивания": при строгании дерева вязкая матрица изнашивается сильнее и на лезвие выходит больше карбидных "зубьев", образуя мощную микропилу, придающую ножу агрессивный рез.
 Основное назначение любого ножа - резать. И вот тут ВС является одним из неоспоримых лидеров. В то же время при заточке такого клинка, что неизбежно для любой стали, чешуйки карбидов легко стачиваются абразивом, не вызывая ощущения вождения пальцем по стеклу. Затачивается такой клинок очень легко. 
  В бытовом использовании наиболее полно свойства этого материала проявляются на такой модели клинка, какую имеет филейный нож. Предъявляемые к такому клинку требования упругости, износостойкости лезвия и коррозионной стойкости и были приняты для испытания ВС. Отчет о тестировании такого ножа можно посмотреть  здесь . 
   Немаловажен еще и тот факт, что, обладая прекрасными режущими характеристиками, клинок из волновой стали достаточно вязок, чтобы не бояться сильных ударов. Вы видите клинок ножа "Нэрка", в который в упор были выпущены три пули 12-го калибра, одна из которых попала в РК, а две - по касательной. Начальная скорость пули - 412м/с, масса - 28гр. Несмотря на такие чудовищные удары, клинок из ВС выжил! 
   Безусловно, этот "тест" показателен только в плане сопротивления на излом, но ведь мы учитываем совокупность характеристик... Приплюсуйте сюда износостойкость, сопротивление коррозии, легкость заточки, и вы получите клинковый материал, наиболее оптимально сочетающий в себе все лучшие свойства. 

  В данный момент активно ведутся разработки технологии получения ВС из углеродистых сталей (УВС).


Первые результаты обнадеживают: ВС из ШХ15 обладает великолепным резом, хорошей стойкостью РК.