Trudno nazwać wynalazek, który miałby tak znaczący wpływ na rozwój naszej cywilizacji, jak może się pochwalić miecz. Nie można go uznać za banalną broń morderczą, miecz zawsze był czymś wielkim. W różnych okresach historycznych broń ta była symbolem statusu, należącym do kasty wojskowej lub klasy szlacheckiej. Ewolucja miecza jako broni jest nierozerwalnie związana z rozwojem metalurgii, nauki o materiałach, chemii i wydobycia.
W niemal wszystkich okresach historycznych miecz był bronią elity. Nie chodzi tu tylko o stan tej broni, ale o jej wysoki koszt i złożoność w produkcji wysokiej jakości ostrzy. Wykonanie miecza, który można powierzyć swojemu życiu w bitwie, było nie tylko żmudnym procesem, ale prawdziwą sztuką. A kowale zaangażowani w tę pracę mogą być bezpiecznie porównani do wirtuozowskich muzyków. Nie bez powodu od wieków różne ludy mają tradycje dotyczące wybitnych mieczy o specjalnych właściwościach stworzonych przez prawdziwych mistrzów kowala.
Cena nawet przeciętnego ostrza może osiągnąć wartość małej chłopskiej farmy. Produkty znanych mistrzów kosztują jeszcze więcej. Z tego powodu najczęstszym typem zimnej broni z czasów starożytności i średniowiecza jest włócznia, ale nie miecz.
Przez stulecia powstały centra metalurgiczne w różnych regionach świata, których produkty znane były daleko poza ich granicami. Istniały w Europie, na Bliskim Wschodzie, w Indiach, Chinach i Japonii. Praca kowala była honorowana i bardzo dobrze płatna.
W Japonii Kaji (to rusznik kowala, "mistrz mieczy") był na równi z samurajem w publicznej hierarchii. Niesłyszane dla tego kraju. Rzemieślnicy, którzy teoretycznie powinni być kowalami, byli nawet niżsi od wieśniaków w japońskim rzędzie rang. Co więcej, samuraje czasami nie lekceważyli się, by wziąć młot kowalski. Aby pokazać, że szanowana Japonia jest pracą rusznikarza, można przytoczyć jeden fakt. Cesarz Gotoba (rządzony w XII wieku) oświadczył, że wykonanie japońskiego miecza było dziełem, które mogli zrobić nawet książęta, nie pomniejszając ich godności. Sam Gotoba nie był niechętny do pracy przy palenisku, jest kilka ostrzy, które wykonał własnymi rękami.
Dziś media dużo mówią o umiejętnościach japońskich kowali i jakości stali, która została wykorzystana do stworzenia tradycyjnej katany. Owszem, stworzenie miecza samurajskiego wymagało olbrzymich umiejętności i głębokiej wiedzy, ale można śmiało powiedzieć, że europejscy kowale w niczym nie ustępowali swoim japońskim odpowiednikom. Chociaż twardość i siła katany są legendarne, ale produkcja japońskiego miecza nie różni się zasadniczo od procesu kucia europejskich ostrzy.
Człowiek zaczął używać metali do produkcji zimnych ramion w V tysiącleciu p.n.e. Najpierw była to miedź, którą brąz zastąpił dość szybko, mocny stop miedzi z cyną lub arsenem.
By the way, ostatni składnik brązu jest bardzo trujący i często zamienił starożytnych kowali i hutników w kaleki, co znajduje odzwierciedlenie w legendach. Na przykład Hefajstos, grecki bóg ognia i patron kowalstwa, był kulawy, w słowiańskich mitach kowali często przedstawiani są jako kalecy.
Era żelaza rozpoczęła się pod koniec II - początek I tysiąclecia pne. Chociaż broń z brązu była używana od wielu setek lat. W XII wieku pne. e. Kutego żelaza używano już do wytwarzania broni i narzędzi na Kaukazie, w Indiach i Anatolii. Około VIII wieku pne. e. Spawane żelazo pojawiło się w Europie, dość szybko nowa technologia rozprzestrzeniła się na całym kontynencie. Faktem jest, że liczba złóż miedzi i cyny w Europie jest stosunkowo niewielka, ale zasoby żelaza są znaczne. W Japonii epoka żelaza rozpoczęła się dopiero w VII wieku nowej ery.
Wykonanie miecza. Od rudy do ostrego
Przez bardzo długi czas technologia pozyskiwania i obróbki żelaza pozostawała praktycznie w jednym miejscu, nie mogła w odpowiedni sposób zaspokoić stale rosnącego zapotrzebowania na ten metal, dlatego produkty żelazne były niskie i kosztowne. A jakość narzędzi i broni wykonanych z tego metalu była wyjątkowo niska. Co zaskakujące, przez prawie trzy tysiące lat metalurgia nie uległa zasadniczym zmianom.
Przed przystąpieniem do opisu procesu produkcji broni zimnej w starożytności, powinniśmy podać kilka definicji związanych z metalurgią.
Stal jest stopem żelaza z innymi pierwiastkami chemicznymi, głównie z węglem. Określa podstawowe właściwości stali: duża ilość węgla w stali zapewnia jej wysoką twardość i wytrzymałość, jednocześnie zmniejszając plastyczność metalu.
Głównym sposobem produkcji żelaza w erze starożytności i w średniowieczu (przed XIII wiekiem) był proces produkcji sera, nazwany tak, ponieważ nieogrzewane ("surowe") powietrze wdmuchiwane było do pieca. Kucie było główną metodą przetwarzania otrzymanego żelaza i stali. Proces wytwarzania sera był bardzo nieefektywny, większość żelaza z rudy pasowała do żużla. Ponadto uzyskane surowce nie były wysokiej jakości i były bardzo niejednorodne.
Produkcja żelaza z rudy występowała w piecu do wypalania sera (róg do wypalania sera lub domina), który miał kształt przypominający ścięty stożek, o wysokości od 1 do 2 metrów i średnicy 60-80 cm, który był wykonany z cegły ogniotrwałej lub kamienia pokrytego gliną na wierzchu, które następnie spłonęły. Rura doprowadzająca powietrze doprowadziła do pieca, została wtryśnięta za pomocą mieszka, a w dolnej części domu znajdował się otwór do usuwania żużli. Do pieca wprowadzono dużą ilość rudy, węgla i topników.
Później młyny wodne służyły do dostarczania powietrza do pieca. W XIII wieku pojawiły się bardziej wyrafinowane piece - tynki, a następnie blauofeny (XV wiek). Ich wydajność była znacznie wyższa. Prawdziwy przełom w metalurgii nastąpił dopiero na początku XVI wieku, kiedy to rozpoczęto proces konwersji, podczas którego uzyskano wysokiej jakości stal z rudy.
Węgiel drzewny służył jako paliwo do procesu produkcji sera. Węgiel nie był używany ze względu na dużą ilość zanieczyszczeń szkodliwych dla żelaza, które zawiera. Coke została poznana dopiero w XVIII wieku.
W piecu do wypalania sera odbywa się jednocześnie kilka procesów: skała odpadowa jest oddzielana od rudy i liści jako żużel, a tlenki żelaza są redukowane poprzez reakcję z tlenkiem węgla i węglem. Łączy i tworzy tak zwane "crits". Składa się z żeliwa. Po otrzymaniu zmarszczek rozbija się na małe kawałki i sortuje według twardości, a następnie pracuje z każdą frakcją osobno.
Dzisiaj żeliwo jest najważniejszym produktem hutnictwa, kiedyś było inaczej. Nie nadaje się do kucia, dlatego w starożytności żeliwo uważano za bezużyteczne odpady produkcyjne ("surówka"), nieodpowiednie do dalszego użycia. Znacząco zmniejszył ilość surowców uzyskanych podczas wytapiania. Próbowali użyć żeliwa: w Europie zrobiono z nich kule armatnie, aw Indiach trumny, ale jakość tych produktów pozostawiła wiele do życzenia.
Od żelaza po stal. Wykuwanie miecza
Żelazo otrzymane w piecu do wypalania sera wyróżniała się niezwykłą heterogenicznością i niską jakością. Trzeba było wiele wysiłku, aby przekształcić go w silne i śmiercionośne ostrze. Wykuwanie miecza wiązało się z kilkoma procesami naraz:
- czyszczenie żelaza i stali;
- spawanie różnych warstw stali;
- wytwarzanie ostrzy;
- produkty do obróbki cieplnej.
Potem kowal musiał wykonać poprzeczkę, głowę, rękojeść miecza, a także zrobić pochwę na to.
Oczywiście obecnie proces rozdrabniania sera nie jest stosowany w przemyśle do produkcji żelaza i stali. Jednak siły entuzjastów i fanów starej zimnej broni, został odtworzony w najdrobniejszych szczegółach. Dziś ta technologia wytwarzania miecza służy do tworzenia "autentycznej" broni historycznej.
Piec otrzymany w piecu składa się z żelaza o niskiej zawartości węgla (0-0,3% zawartości węgla), metalu o zawartości węgla 0,3-0,6% i frakcji o wysokiej zawartości węgla (od 0,6 do 1,6% i więcej). Żelazo, które ma niską zawartość węgla, wyróżnia się dużą ciągliwością, ale jest bardzo miękkie, im wyższa jest zawartość węgla w metalu, tym większa jest jego wytrzymałość i twardość, ale jednocześnie stal staje się bardziej krucha.
Aby uzyskać pożądane właściwości metalu, kowal może albo nasycić stal węglem, albo spalić jej nadmiar. Proces nasycania metalu węglem nazywany jest cementowaniem.
Kowali przeszłości mieli poważny problem. Jeśli wykonasz miecz ze stali wysokowęglowej, będzie on trwały i będzie dobrze ostrzony, ale jednocześnie zbyt delikatny, broń ze stali o niskiej zawartości węgla nie będzie w stanie pełnić swoich funkcji. Ostrze musi być zarówno solidne, jak i elastyczne. To był kluczowy problem, z którym od setek lat spotykali się rusznikarze.
Istnieje opis użycia długich mieczy przez Celtów, dokonanych przez rzymskiego historyka Polybios. Według niego, miecze barbarzyńców zostały wykonane z takiego miękkiego żelaza, że stały się matowe i zgięte po każdym decydującym uderzeniu. Od czasu do czasu celtyccy wojownicy musieli korygować ostrza za pomocą stopy lub kolana. Jednak bardzo delikatny miecz stanowił wielkie zagrożenie dla właściciela. Na przykład złamany miecz prawie kosztował życie Ryszarda Lwie Serce - angielskiego króla i jednego z najsławniejszych ludzi swoich czasów.
W tamtych czasach złamany miecz oznaczał w przybliżeniu to samo co nieudane hamowanie samochodu.
Pierwszą próbą rozwiązania tego problemu było stworzenie tak zwanych laminowanych mieczy, w których miękkie i twarde warstwy stali przeplatały się ze sobą. Ostrze tego miecza było wielowarstwową kanapką, która pozwalała jej być zarówno wytrzymałą, jak i elastyczną (jednocześnie jednak ważną rolę odgrywała poprawna obróbka cieplna broni i jej utwardzanie). Jednak był jeden problem z takimi mieczami: podczas ostrzenia, powierzchnia stała warstwy ostrza została szybko zmielona, a miecz stracił swoje właściwości. W dzisiejszych czasach pojawiły się laminowane ostrza, według współczesnych ekspertów miecz taki powinien kosztować dziesięć razy więcej niż zwykle.
Innym sposobem wykonania trwałego i elastycznego ostrza było klejenie powierzchni. Istotą tego procesu było nawęglanie powierzchni broni wykonanej ze stosunkowo miękkiego metalu. Miecz został umieszczony w naczyniu wypełnionym materią organiczną (najczęściej był to węgiel), który następnie umieszczono w piecu. Bez dostępu tlenu substancje organiczne zostały zwęglone i nasycone metalem węglem, co wzmocniło go. W przypadku przyklejonych ostrzy problem był podobny jak w przypadku laminowanych: warstwa powierzchniowa (twarda) została dość szybko zmielona, a ostrze straciło swoje właściwości skrawające.
Bardziej zaawansowane były wielowarstwowe miecze wykonane zgodnie ze schematem stalowo-żelazno-stalowa. Pozwoliła na stworzenie ostrzy o doskonałej jakości: miękkie żelazo "rdzenia" sprawiło, że ostrze było elastyczne i sprężyste, dobrze tłumione wibracje po uderzeniu, a solidna "skorupa" wyposażyła miecz w doskonałe właściwości tnące. Należy zauważyć, że powyższy układ układu ostrza jest najprostszy. W średniowieczu rusznikarze często "budowali" swoje produkty z pięciu lub siedmiu "paczek" z metalu o różnych właściwościach.
Już w początkach średniowiecza powstały wielkie centra metalurgiczne w Europie, w których wytapiano znaczną ilość stali i wyprodukowano broń o wystarczająco wysokiej jakości. Zwykle takie centra powstały w pobliżu bogatych pokładów rudy żelaza. W IX-X wieku dobre ostrza powstały w stanie Franków. Karol Wielki musiał nawet wydać dekret, zgodnie z którym zabronione było sprzedawanie broni Wikingom. Uznanym ośrodkiem europejskiej hutnictwa był obszar, w którym później powstało słynne Solingen. Wydobywano tam rudę żelaza o doskonałej jakości. Później włoski Brescia i hiszpański Toledo stał się uznanym ośrodkiem kowalstwa.
Co ciekawe, we wczesnym średniowieczu ostrza sławnych rusznikarzy były często kute. Na przykład miecze słynnego mistrza Ulfbreht (żyjącego w IX w.) Odznaczały się wspaniałą równowagą i zostały wykonane z doskonale obrobionej stali. Zostały oznaczone osobistym znakiem rusznikarza. Jednak kowal fizycznie nie był w stanie wykonać wszystkich ostrzy, które mu przypisano. A same ostrza mają bardzo różną jakość. W późnym średniowieczu mistrzowie w Zwingen wykuwali produkty kowali z Passau i Toledo. Istnieją nawet pisemne skargi tego ostatniego przeciwko takiemu "piractwu". Później zaczęli wykuwać miecze samego Solingen.
Wybrane paski są podgrzewane, a następnie kute, spawane do pojedynczego bloku. Podczas tego procesu ważne jest, aby utrzymać odpowiednią temperaturę i nie spalić półfabrykatu.
Po spawaniu kucie ostrza rozpoczyna się bezpośrednio, podczas którego powstaje jego kształt, wykonywane są doliny i wykonywany jest chwyt. Jednym z głównych etapów kucia jest proces uszczelniania ostrzy, który koncentruje warstwy stali i pozwala mieczowi dłużej zachować swoje właściwości skrawające. Na tym etapie formuje się geometria ostrza, określa położenie jego środka ciężkości, określa się grubość metalu u podstawy miecza i na jego wierzchołku.
Średniowieczni kowale, naturalnie, nie mieli termometrów. Dlatego wymagana temperatura została obliczona przez kolor metalowego żarnika. Aby lepiej zdefiniować tę cechę, kuźnie były zwykle zaciemnione wcześniej, co dodało mistykom aury kowalskiej.
Następnie rozpoczyna się obróbka cieplna przyszłego miecza. Ten etap jest niezwykle ważny, pozwala na zmianę struktury molekularnej stali i uzyskanie niezbędnych cech łopaty. Faktem jest, że kuta stal, spawana z różnych elementów, ma grubą ziarnistą strukturę i dużą ilość naprężeń wewnątrz metalu. Przy pomocy normalizacji, hartowania i odpuszczania, kowal powinien pozbyć się tych wad w jak największym stopniu.
Początkowo ostrze jest podgrzewane do około 800 stopni, a następnie zawieszane za pomocą trzpienia, aby metal nie "prowadził". Proces ten nazywa się normalizacją, dla różnych rodzajów stali procedura ta jest przeprowadzana kilkakrotnie. Po normalizacji następuje łagodne wyżarzanie, podczas którego miecz ogrzewa się do brązowoczerwonego koloru i pozostawia do ostygnięcia, owinięty w materiał izolacyjny.
Po normalizacji i wyżarzaniu można przejść do najważniejszej części procesu kucia - hartowania. Podczas tej procedury ostrze jest podgrzewane do brązowoczerwonego koloru, a następnie gwałtownie schładzane w wodzie lub oleju. Hartowanie zamraża stalową strukturę uzyskaną podczas normalizacji i wyżarzania.
Zróżnicowane utwardzanie. Ta technika jest typowa dla japońskich mistrzów, polega na tym, że różne strefy ostrza otrzymują różne utwardzenie. Aby uzyskać ten efekt, przed utwardzeniem nałożono warstwy gliny o różnej grubości na ostrze.
Jest absolutnie jasne, że na dowolnym etapie opisanego powyżej procesu kowal może popełnić błąd, który będzie fatalny dla jakości przyszłego produktu. W Japonii każdy kowal, który cenił swoje imię, musiał bezlitośnie łamać nieudane ostrza.
Aby poprawić jakość przyszłego miecza, często stosowano metodę nitrowania lub azotowania, czyli obróbki stali związkami zawierającymi azot.
W sadze Wilka kowalskiego opisano raczej oryginalny sposób nitrowania, który pozwolił mistrzowi stworzyć prawdziwą "super-nutę". Aby poprawić jakość produktu, kowal wyciął miecz w trociny, dodał je do ciasta i nakarmił głodnymi gęsiami. Następnie zebrał ptasie odchody i kute trociny. Wykonali miecz "... tak silny i silny, że trudno było znaleźć drugiego na ziemi". Oczywiście jest to dzieło literackie, ale podobna metoda mogłaby również mieć miejsce. Współczesne stale "azotowe" mają najwyższą twardość. W wielu źródłach historycznych donoszono, że miecze były również stwardniałe we krwi, co dało im szczególne cechy. Jest prawdopodobne, że ta praktyka faktycznie miała miejsce, i tutaj mamy do czynienia z innym sposobem nitrowania.
Natychmiast po stwardnieniu ostrze zostaje ponownie zwolnione. Po zakończeniu obróbki cieplnej rozpoczyna się szlifowanie i przeprowadza się ją w kilku etapach. Podczas tego procesu miecz musi być stale chłodzony wodą. Szlifowanie i polerowanie miecza, a także instalowanie krzyży, uchwytów i blatów na nim w średniowieczu, zwykle odbywało się nie przez kowala, ale przez specjalnego mistrza - kierownika ośrodka.
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.
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.
Дамасские ножи, клинки и т.п. легко отличить по внешнему виду, на их 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.
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.
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.
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.
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.
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. To nie jest prawda. Клинки из дамаска действительно прекрасно сочетают в себе твердость и упругость, но никакими необыкновенными свойствами они не обладают.
