Загадка булатного узора - Юрий Гуревич

Павел Николаевич Швецов с семи лет уже ходил с отцом на завод. После окончания горнозаводской школы он освоил профессии слесаря, токаря по сверлению ружейных стволов и машиниста воздуходувной машины. Лишь в 1880 году он стал сталелитейным мастером и проработал на этой должности почти 45 лет. Высокого роста, худой и седой, в очках и фартуке, он напоминал колдуна, когда смешивал различные порошки при составлении шихты для варки стали. Павел Николаевич был человеком строгого и молчаливого нрава, он никогда никому не объяснял, что и зачем делает. Он сам плавил сталь, сам изготовлял из нее клинки и различный инструмент, сам определял их структуру и качество.

В 50-х годах прошлого века производство булатной стали на Златоустовском заводе резко сократилось, ее готовили только по специальным заказам. Это, возможно, было связано с тем, что в это время горный инженер П. М. Обухов организовал широкое производство тигельной стали для отливки пушечных стволов. Есть также сведения, что вплоть до 1875 года отдельные заготовки булата, сделанного ещё во времена П. П. Аносова, хранились на заводском складе и употреблялись только для такого инструмента, которому нужна была очень высокая твердость и стойкость.

П. Г. Бояршинов, который с 1902 года работал на заводе рядом с П. Н. Швецовым, рассказывал о таком случае. В 1905 году, возвращаясь с русско-японской войны, в Златоусте остановился какой-то высокий чин, Офицер обратился к управителю завода с просьбой сделать ему такую шашку, которая бы рубила все существующие в заграничных армиях клинки, оставаясь целой и невредимой. Офицер объяснил: он поспорил с ехавшими с ним в поезде иностранными военными, утверждая, что шашки, изготовленные златоустовскими мастерами, имеют значительно более высокое качество, чем лучшие заграничные. Управитель завода и приехавший офицер уговорили П. Н. Швецова заняться этим заказом. П. Г. Бояршинов и мастер К. К. Моисеев помогали своему учителю отливать слиточки булата.

В печи Сименса на 28 тиглей булат готовили только в одном тигле, который ставили в самое горячее место печи. В тигель с булатом загружали не более 8 кг шихты, в то время как в тигли с обыкновенной сталью закладывали 30–32 кг металла. После окончания плавки сталь медленно охлаждали. Полученный слиточек в виде хлебца медленно подогревали до красного каления, надрубали зубилом и раскалывали под молотом пополам. С половинок снимали внешнюю корку, подогревали на горне и клали разрезанной плоскостью на наковальню. Ковали заготовку на полосу сечением 25Х40 мм, из которой специальными приемами делался клинок. Нагрев под закалку и отпуск осуществляли в ваннах с расплавленным свинцом. Для травления клинка применяли пивной уксус в смеси со слабой соляной кислотой.

Подобным образом в конце 1905 года Швецов отлил много слиточков булата разного состава, делал из них клинки, но качество их ему пока не нравилось. Таким образом, у П. Н. Швецова булат получался не всегда.

«Прихожу я однажды на работу, — вспоминал П. Г. Бояршинов, — а Павел Николаевич вынимает из шкафа грубо отполированный клинок и говорит: «Вот это наконец-то то, что надо. Наши шашки рубит. А раз наши рубит, то обязательно будет рубить и заграничные».

Сдал П. Н. Швецов клинок на оружейную фабрику, сделали там из него шашку, отполировали, красиво отделали, поставили марку завода и послали тому самому офицеру. А через некоторое время управителю завода пришло письмо, в котором сообщалось, что пари офицер выиграл, а мастера за выполнение заказа благодарит и награждает вместе с помощниками деньгами.

В Златоустовском музее можно увидеть поковку булата, приготовленную П. И. Швецовым. Сохранились также образцы его клинков с ярко выраженным волнистым рисунком (фото 4). Но самое важное, что в этом музее хранится записная книжка П. Н. Швецова, в которой он отмечал составы шихты и результаты опытных плавок. Начало записей относится к 1883 году. Из них можно заключить, что автор готовил в тиглях не только булат, но и сплавы с кремнием, молибденом, ванадием, титаном и изучал их свойства. Интересно, что в этих же тиглях из руд и сырых материалов приготовлялись ферросплавы.

Еще в 1884 году П. Н. Швецов сплавлял железо с хромом и получал высокохромистую нержавеющую сталь. Он плавил также быстрорежущую инструментальную сталь, которую называл «самозакалкой». В 1903 году завод заключил договор с австрийской фирмой «Бр. Беллер» на поставку инструментальной стали марки «рапид». Особые пункты договора охраняли исключительное право фирмы на рецепты приготовления этой стали и на сбыт ее в России и за границей в течение последующих 10 лет. В короткий срок в Златоусте было освоено производство стали «рапид», но при этом выяснилось, что «самозакалка» Швецова ей не уступает. Договор с фирмой был досрочно расторгнут, на заводе начали плавить швецовскую инструментальную сталь, которая долгое время была известна под названием «рапид-самокалка».

В записной книжке Швецова часто упоминается «Ломъ булата» или «булат». Помечено, что свойства булата достигались при плавке шихты, состоящей из 1,5 фунта кричного железа, 0,25 фунта зеркального чугуна, 1,5 золотников синеродистого калия и 0,5 золотников марганцовистого чугуна. В 1906 году П. Н. Швецов продал рецепты приготовления булата дирекции Златоустовского завода. Рецепты были, а булата — не было. После 1905 года в Златоусте никто делать булата уже не умел. Секрет его получения вновь оказался безвозвратно потерянным…

Чем же объяснить, что еще при жизни П. Н. Швецова перестали плавить узорчатую сталь? Ответ на этот вопрос сравнительно прост. Дело в том, что в начале XX века изобретают и начинают широко применять легированные стали. Физико-механические свойства таких сталей гораздо выше не только углеродистых, но и булатных. Нет ничего удивительного, что ещё француз Беотье и другие западные металлурги принимали за булат хромистую сталь.

Старожилы Златоуста любят рассказывать такой случай. В 20-е годы кавалерийские сабли и шашки делались уже из стали, содержащей примерно 3 % хрома. Однажды на завод попал известный военный кавалерист и, увидев булатные сабли, поинтересовался, насколько лучше они современных. Ему разрешили «рубануть» современной шашкой по булатной и… на булатной сабле осталась зазубрина! Хром, молибден, вольфрам и другие легирующие элементы так повышают твердость и прочность стали после закалки, что булату с ней тягаться не под силу. Вот почему легированные марки стали, получаемые тигельным процессом, часто принимали за булат. Так, например, мастер К. К. Моисеев утверждал, что ему приходилось лично в 1920–1925 годах плавить «булат» следующего состава (в%): углерод — 1,55–1,44; хром — 0,7–0,8; марганец — 1,52–1,64; вольфрам — 0,69–0,86. Конечно, свойства этой легированной стали не уступали булату!

Таким образом, в начале XX века легированные стали позволяли получать холодное оружие и инструмент очень высокого качества. Необходимость приготовления булата полностью отпала.

Узорчатая сталь? Сколько угодно!

В XIX веке последователи Аносова, известные русские металлурги П. М. Обухов, А. С. Лавров, Н. В. Калакуцкий развивали его идеи о получении совершенной стали, искали научные обоснования металлургических процессов. Так, например, А. С. Лавров изучал строение стального слитка, впервые применил алюминий для удаления кислорода из стали, выдвинул идею подогрева верхней части слитка термитными смесями для того, чтобы уменьшить его усадку и увеличить выход годного металла. Совместно с Н. В. Калакуцким он открыл и объяснил ликвацию стали — неравномерное распределение примесей в объеме слитка. Работы Аносова и его последователей продолжил выдающийся ученый-металлург Д. К. Чернов, обобщения и открытия которого в начале XX века завершили формирование металлургии как пауки.

В 1878 году Д. К. Чернов описал характер затвердевания (кристаллизации) стали и показал особенности перехода ее из жидкого в твердое состояние. Он разработал схему образования кристаллов в жидком металле, исходя из того, что они состоят из дендритов — древовидных образований. Чернов собрал большую коллекцию кристаллов, которые были извлечены из стальных слитков. Некоторые из них достигали размеров 3–5 мм.

Однажды полковник А. Г. Берсенев, служивший приемщиком на металлургическом заводе, нашел в груде стального лома на шихтовом дворе огромный кристалл. В собрании Чернова это был самый крупный дендрит — он весил почти 3,5 кг и имел длину около 40 см. Вскоре он стал широко известен как «кристалл Чернова».

Величину дендритов Д. К. Чернов связывал с условиями охлаждения стали: «Если расплавленную в тигле сталь вы будете при охлаждении приводить постоянно в сильное сотрясение, достаточное для того, чтобы все частицы ее приходили в движение, тогда слиток будет иметь чрезвычайно мелкие кристаллы, — писал Д. К. Чернов, — если же эту сталь оставить без всякого сотрясения и дать массе спокойно и медленно охлаждаться, тогда у вас эта же сталь получится в крупных, хорошо развитых кристаллах».