Складно назвати винахід, яке б зробило такий значний вплив на розвиток нашої цивілізації, яким може похвалитися меч. Його не можна розглядати, як банальне знаряддя вбивства, меч завжди був чимось більшим. У різні історичні періоди ця зброя являло собою символ статусу, приналежності до військової касти або шляхетного стану. Еволюція меча як зброї нерозривно пов'язана з розвитком металургії, матеріалознавства, хімії та гірничої справи.
Практично в усі історичні періоди меч був зброєю еліти. І справа тут не стільки в статусності цієї зброї, скільки в його високу вартість і складності виробництва якісних клинків. Виготовлення меча, яким можна було довірити своє життя в бою, було не просто трудомістким процесом, а справжнім мистецтвом. А ковалів, які займалися цією роботою, можна сміливо порівняти з віртуозами-музикантами. Недарма з найдавніших часів у різних народів існують перекази про видатних мечах з особливими властивостями, виготовлених справжніми майстрами ковальської справи.
Ціна навіть середнього клинка могла досягати вартості невеликого селянського господарства. Вироби відомих майстрів коштували ще дорожче. Саме з цієї причини найбільш поширеним видом холодної зброї епохи Античності і Середньовіччя є спис, але ніяк не меч.
Протягом століть в різних регіонах світу сформувалися розвинені металургійні центри, продукція яких була відома далеко за їх межами. Вони існували в Європі, на Близькому Сході, в Індії, Китаї та Японії. Праця коваля був шанований і дуже добре оплачувалася.
В Японії Кадзі (це коваль-зброяр, "майстер мечів") в суспільній ієрархії знаходився на одному рівні з самураями. Нечувана річ для цієї країни. Ремісники, до яких, по ідеї, і повинні ставитися ковалі, в японському табелі про ранги перебували навіть нижче селян. Більш того, самураї іноді і самі не гребували братися за ковальський молот. Щоб показати, наскільки шанованою Японії була праця зброяра, можна привести один факт. Імператор Готоба (правил в XII столітті) оголосив, що виготовлення японського меча - це робота, якою можуть займатися навіть принци, ніяк не применшуючи своєї гідності. Готоба і сам був не проти попрацювати близько горна, збереглися кілька клинків, які він виготовив своїми руками.
Сьогодні в ЗМІ багато пишуть про майстерність японських ковалів і якості стали, яка використовувалася для створення традиційної катани. Так, дійсно, виготовлення самурайського меча вимагало великої майстерності і глибоких знань, але можна відповідально заявити, що європейські ковалі практично ні в чому не поступалися своїм японським колегам. Хоча про твердість і міцності катани ходять легенди, але виготовлення японського меча принципово не відрізняється від процесу кування європейських клинків.
Людина стала використовувати метали для виготовлення холодної зброї ще в V тисячолітті до нашої ери. Спочатку це була мідь, яку досить швидко замінила бронза, - міцний сплав міді з оловом або миш'яком.
До речі, останній компонент бронзи дуже отруйний і нерідко перетворював древніх ковалів і металургів в калік, що знайшло відображення в легендах. Наприклад, Гефест, грецький бог вогню і покровитель ковальського справи, був кульгавим, в слов'янських міфах ковалі також нерідко зображуються каліками.
Залізна ера почалася в кінці II - початку I тисячоліття до нашої ери. Хоча, зброя з бронзи використовувалося ще багато сотень років. У XII столітті до н. е. коване залізо вже використовували для виготовлення зброї і інструментів на Кавказі, в Індії і Анатолії. Приблизно в VIII столітті до н. е. зварне залізо з'явилося в Європі, досить швидко нова технологія поширилася по континенту. Справа в тому, що кількість родовищ міді та олова в Європі порівняно невелика, зате запаси заліза значні. В Японії залізний вік почався тільки в VII столітті нової ери.
Виготовлення меча. Від руди до криці
Дуже тривалий час технології отримання і обробки заліза залишалися практично на одному місці, вони не могли належним чином задовольнити постійно зростаючий попит на цей метал, тому виробів із заліза було мало і коштували вони дорого. Та й якість інструментів і зброї з цього металу було вкрай низьким. Дивно, але на протязі практично трьох тисяч років металургія не зазнала жодних принципових змін.
Перш ніж перейти до опису процесу виготовлення холодної зброї в давнину, слід дати кілька визначень, пов'язаних з металургією.
Сталь - це сплав заліза з іншими хімічними елементами, перш за все з вуглецем. Він визначає основні властивості стали: велика кількість вуглецю в стали забезпечує її високу твердість і міцність, знижуючи при цьому пластичність металу.
Основним способом отримання заліза в епоху Античності і в Середні століття (до XIII століття) був сиродутний процес, названий так через те, що в піч вдувати непідігрітої ( "сирий") повітря. Головним методом обробки отриманого заліза і сталі була кування. Сиродутний процес був дуже неефективним, велика частина заліза з руди йшла разом зі шлаком. Крім того, отриману сировину не відрізнялося високою якістю, і було дуже неоднорідним.
Одержання заліза з руди відбувалося в сиродутний печі (сиродутний горн або Домниця), яка мала форму, що нагадує усічений конус, висотою від 1 до 2 метрів і діаметром підстави 60-80 см. Таку піч робили з вогнетривкої цегли або каменю, зверху обмазували глиною, яку потім обпалювали. У піч вела труба для подачі повітря, його нагнітали за допомогою міхів, а в нижній частині домниці знаходилося отвір для відводу шлаків. У піч завантажували велика кількість руди, вугілля і флюсів.
Пізніше для подачі повітря в піч стали використовувати водяні млини. У XIII столітті з'явилися більш досконалі печі - штукофени, а потім блауофени (XV століття). Їх продуктивність була набагато вище. Справжній прорив в металургії відбувся лише на початку XVI століття, коли був відкритий переробний процес, в ході якого з руди виходила якісна сталь.
Паливом для сиродутного процесу служив деревне вугілля. Кам'яне вугілля не використали через великої кількості шкідливих для заліза домішок, які він містить. Коксованого вугілля навчилися тільки в XVIII столітті.
У сиродутний печі відбувається відразу кілька процесів: порожня порода відділяється від руди і йде у вигляді шлаків, а оксиди заліза відновлюються, вступаючи в реакції з чадним газом і вуглецем. Воно сплавляється і утворює так звану крицю. До її складу входить чавун. Після отримання криці, її розбивають на дрібні шматки і сортують по твердості, в подальшому з кожною фракцією працюють окремо.
Це сьогодні чавун є найважливішим продуктом чорної металургії, раніше було інакше. Він не піддається куванні, тому в давнину чавун вважався марним відходом виробництва ( "свинячим залізом"), непридатним для подальшого використання. Він значно знижував кількість сировини, отриманим в ході плавки. Чавун намагалися використовувати: в Європі з нього робили гарматні ядра, а в Індії труни, однак якість цих виробів залишало бажати кращого.
Від заліза до сталі. кування меча
Залізо, отримане в сиродутний печі, відрізнялося крайньою неоднорідністю і низькою якістю. Потрібно було докласти ще багато зусиль, щоб перетворити його в міцний і смертоносний клинок. Кування меча містила в собі відразу кілька процесів:
- очистку заліза і сталі;
- зварювання різних верств стали;
- виготовлення клинка;
- теплову обробку виробу.
Після цього коваля необхідно було виготовити хрестовину, головку, руків'я меча, а також зробити для нього піхви.
Природно, що в даний час сиродутний процес не використовується в промисловості для отримання заліза і сталі. Однак силами ентузіастів і любителів старовинної холодної зброї він був відтворений до найдрібніших подробиць. Сьогодні ця технологія виготовлення меча використовується для створення "автентичного" історичної зброї.
Отримана в печі криця складається з низьковуглецевого заліза (0-0,3% вмісту вуглецю), металу з вмістом вуглецю 0,3-0,6% і високовуглецевого фракції (від 0,6 до 1,6% і вище). Залізо, в якому мало вуглецю, відрізняється високою пластичністю, але воно дуже м'яке, чим вищий вміст вуглецю в металі, тим більше його міцність і твердість, але одночасно сталь стає більш крихкою.
Для додання потрібних властивостей металу коваль може або насичувати вуглецем сталь, або ж випалювати його надлишок. Процес насичення металу вуглецем називається цементацією.
Перед ковалями минулого стояла серйозна проблема. Якщо виготовити меч з високовуглецевої сталі, то він буде міцним і добре тримати заточку, але одночасно дуже крихким, зброя зі сталі з низьким вмістом вуглецю взагалі не зможе виконувати свої функції. Клинок одночасно повинен бути і твердим і еластичним. Саме це була ключова проблема, яка стояла перед майстрами-зброярами протягом багатьох сотень років.
Існує опис використання довгих мечів кельтами, зроблене римським істориком Полібіосом. За його словами, мечі варварів були виготовлені з такого м'якого заліза, що ставали тупими і гнулися після кожного рішучого удару. Час від часу кельтським воїнам доводилося виправляти їх клинки за допомогою ноги або коліна. Однак і дуже крихкий меч представляв величезну небезпеку для свого господаря. Наприклад, зламався меч ледь не коштував життя Річарду Левове Серце - англійському королю і одного і найславетніших бійців свого часу.
В ту епоху зламався меч означав приблизно те ж саме, що відмовили автомобільні гальма в наші дні.
Першою спробою вирішити цю проблему було створення так званих ламінованих мечів, в яких м'які і тверді шари стали чергувалися один з одним. Клинок подібного меча був багатошаровий сендвіч, що дозволяло йому одночасно бути і міцним і еластичним (при цьому, щоправда, більшу роль грала правильна теплова обробка зброї і його гарт). Однак з такими мечами була одна проблема: при заточуванні поверхневий твердий шар клинка швидко сточуються і меч втрачав свої властивості. Ламіновані клинки з'явилися вже у кельтів, на думку сучасних експертів, такий меч повинен був коштувати раз в десять дорожче звичайного.
Ще одним способом зробити міцний і гнучкий клинок було поверхневе цементування. Суть цього процесу полягала в коксування поверхні зброї, виготовленого з порівняно м'якого металу. Меч поміщали в посудину, наповнений органічною речовиною (найчастіше це був вугілля), який потім ставили в піч. Без доступу кисню органіка обвуглюється і насичувала метал вуглецем, роблячи його міцніше. З цементувати клинками була така ж проблема, як і з ламінованим: поверхневий (твердий) шар досить швидко сточуються, і лезо втрачало свої ріжучі властивості.
Більш просунуті були багатошарові мечі, виготовлені за схемою "сталь-залізо-сталь". Вона дозволяла створювати клинки відмінної якості: м'яке залізо "серцевини" робило клинок гнучким і пружним, добре гасило коливання при ударах, а тверда "оболонка" наділяла меч відмінними ріжучими властивостями. Слід зазначити, що вищенаведена схема компонування клинка є найбільш простий. В середні віки ковалі-зброярі часто "будували" свої вироби з п'яти або семи "пакетів" металу з різними характеристиками.
Уже в ранньому Середньовіччі в Європі утворилися великі металургійні центри, в яких виплавлялося значна кількість стали і виготовлялася зброя досить високої якості. Зазвичай такі центри виникали біля багатих родовищ залізної руди. У IX-X столітті хороші клинки робили в державі франків. Карлу Великому навіть довелося видавати указ, згідно з яким продавати зброю вікінгам строго заборонялося. Визнаним центром європейської металургії була область, де пізніше виник знаменитий Золінген. Там добували залізну руду відмінної якості. Пізніше визнаними центрами ковальської справи стала італійська Брешіа і іспанська Толедо.
Цікаво, але вже в ранньому Середньовіччі клинки відомих зброярів нерідко підробляли. Наприклад, мечі знаменитого майстра Ульфбрехта (жив в IX столітті) відрізнялися чудовим балансом і були виконані з відмінно обробленої сталі. Вони відзначалися особистим знаком зброяра. Однак коваль просто фізично не міг зробити всіх клинків, які йому приписуються. Та й самі клинки вже дуже сильно відрізняються за якістю. У період пізнього Середньовіччя золінгенскіе майстра підробляли продукцію ковалів з Пассау і Толедо. Залишилися навіть письмові скарги останніх на таке "піратство". Пізніше стали підробляти мечі самого Золінгена.
Підібрані смуги нагрівають, а потім за допомогою кування зварюють в єдиний блок. Під час цього процесу важливо витримати правильну температуру і не перепалити заготовку.
Після зварювання починається безпосередньо кування клинка, в ході якої формується його форма, виготовляються доли, виробляються хвостовик. Одним з основних етапів кування є процес ущільнення лез, який концентрує шари стали і дозволяє мечу довше зберігати свої ріжучі властивості. На цій стадії остаточно формується геометрія клинка, визначається розташування його центра ваги, задається товщина металу біля основи меча і у його вістря.
У середньовічних ковалів, природно, не було термометрів. Тому необхідна температура вираховувалася за кольором напруження металу. Щоб краще визначати цю характеристику, раніше кузні зазвичай затемнювалися, що ще більше додавало містики в ауру ковалів.
Потім починається теплова обробка майбутнього меча. Цей етап дуже важливий, він дозволяє змінити молекулярну структуру стали і домогтися від клинка необхідних характеристик. Справа в тому, що коване залізо, зварена з різних шматків, має грубу зернисту структуру і велику кількість напружень всередині металу. За допомогою нормалізації, загартування та відпуску коваль повинен максимально позбавитися від цих недоліків.
Спочатку клинок нагрівають приблизно до 800 градусів, а потім підвішують за хвостовик, щоб метал не "повело". Цей процес називається нормалізація, для різних типів стали дану процедуру проводять кілька разів. Після нормалізації слід м'який отжиг, в ході якого меч нагрівають до коричнево-червоного кольору і залишають остигати, загорнувши в ізолюючий матеріал.
Після нормалізації та відпалу можна приступити до найбільш важлива складова частина процесу кування - загартовування. Під час цієї процедури клинок нагрівають до коричнево-червоного кольору, а потім швидко охолоджують у воді або маслі. Загартовування як би заморожує структуру стали, отриману в ході нормалізації і відпалу.
Диференційоване загартовування. Це техніка характерна для японських майстрів, вона полягає в тому, що різні зони клинка отримують різне загартовування. Щоб домогтися такого ефекту, перед загартуванням на клинок наносилися шари глини різної товщини.
Абсолютно зрозуміло, що на будь-якому етапі описаного вище процесу коваль може припуститися помилки, яка буде фатальною для якості майбутнього виробу. В Японії будь-коваль, який дорожить своїм ім'ям, повинен був безжально ламати невдалі клинки.
Щоб поліпшити якість майбутнього меча нерідко застосовували метод нітрування або азотування, тобто обробку стали сполуками, що містять азот.
У сазі про Віланд-коваля описаний досить оригінальний спосіб нітрування, який дозволив майстру створити справжній "супермеч". Щоб підвищити якість вироби коваль спиляв меч в тирсу, додав їх в тісто і згодував голодним гусям. Після цього він зібрав пташиний послід і прокувати тирсу. З них вийшов меч "... настільки твердий і міцний, що важко було на землі знайти другий такий". Звичайно, це літературний твір, але подібний спосіб міг цілком мати місце. Сучасні "азотисті" стали мають найвищу твердість. У багатьох історичних джерелах повідомляється, що мечі гартували і в крові, що наділяла їх особливими якостями. Ймовірно, що подібна практика дійсно мала місце, і тут ми маємо справу з ще одним способом нітрування.
Відразу після гарту клинок ще раз відпускають. Після закінчення процесу теплової обробки починається шліфування, причому вона проводиться в кілька етапів. Під час цього процесу меч повинен постійно охолоджуватися водою. Шліфуванням і поліруванням меча, а також установкою на нього хрестовини, рукояті і навершя в Середні століття зазвичай займався не коваль, а спеціальний майстер - Швертфегера.
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. Это не соответствует действительности. Клинки из дамаска действительно прекрасно сочетают в себе твердость и упругость, но никакими необыкновенными свойствами они не обладают.
