Ламинированное стальное лезвие или свайная сталь — это лезвие ножа , меча или другого инструмента, изготовленное из слоев различных типов стали , а не из одного однородного сплава . Самые ранние стальные лезвия были ламинированными по необходимости, из-за раннего метода плавки железа в кричном тигле , который делал производство стали дорогим и непостоянным. Ламинированная сталь предлагала как способ усреднения свойств стали, так и способ ограничения высокоуглеродистой стали в областях, которые больше всего в ней нуждались. Ламинированные стальные лезвия по-прежнему производятся сегодня для специализированных применений, где различные требования в разных точках лезвия удовлетворяются за счет использования различных сплавов, выкованных вместе в одно лезвие.
Сварная сталь развилась из неизбежно сложного процесса изготовления лезвий, которые были одновременно твердыми и прочными из нерегулярного и неподходящего выхода ранней выплавки железа в кричах. Крич не создает достаточно высоких температур для плавки железа и стали, но вместо этого превращает оксидную железную руду в частицы чистого железа, которые затем свариваются в массу губчатого железа , состоящего из кусков примесей в матрице относительно чистого железа с содержанием углерода около 0,06%. [1] Затем крич необходимо нагреть и выбить молотком, чтобы отделить примеси, в результате чего получается относительно мягкое кованое железо . [2]
Железо слишком мягкое, чтобы сделать хорошую режущую кромку; для хорошей кромки требуется добавление углерода , чтобы сделать сталь. Нагревая тонкие железные прутья в кузнице с высоким содержанием углерода, можно было добавить углерод на поверхность, создавая тонкий слой стали на поверхности с помощью процесса, называемого науглероживанием (см. также поверхностное упрочнение ). С начала железного века, около 1200 г. до н. э., кучная сталь была единственным способом получить хорошую сталь. Получение правильного уровня углерода было искусством и было очень важно для готового продукта. Слишком много углерода или слишком много неправильных микроэлементов, и полученная сталь становится слишком твердой и хрупкой, что может привести к катастрофическому отказу меча; слишком мало углерода, и меч не будет держать заточку. Идеальный меч — это меч с твердым, острым краем, достаточно прочный, чтобы сгибаться, но не ломаться. [1] [2]
Смешивание нескольких различных кусков железа и стали вместе усредняло свойства, гарантируя, что один плохой кусок не приведет к полному отказу готового продукта. Это ламинирование различных сплавов вместе создает узоры, которые при надлежащей обработке можно увидеть на поверхности готового лезвия, и это формирует основу для узорной сварки. [2]
Поскольку производство высокоуглеродистой стали из кованого железа было очень сложным, тщательное ламинирование различных сплавов также служило для сохранения этой сложной в производстве стали, используя ее только для тех частей клинка, где она была необходима. Многие мечи изготавливались с минимально возможным количеством высокоуглеродистой стали вдоль режущей кромки, а остальная часть клинка изготавливалась из низкоуглеродистой стали или кованого железа. Тонкая полоска высокоуглеродистой стали могла быть ламинирована между двумя слоями более мягкой стали, или сердцевина из мягкой стали могла быть обернута высокоуглеродистой сталью. Японская катана часто встречалась со сложными узорами из мягкой и твердой стали; наличие 5 секций разной твердости, сваренных вместе для формирования окончательного клинка, было не редкостью. Конечным результатом было лезвие с очень высокоуглеродистой кромкой (до 1,0%, что соответствует самому высокому содержанию углерода, обнаруженному в низколегированных сталях, используемых сегодня) и более мягким стержнем. Очень твердое, но хрупкое лезвие заставляло мечи оставаться чрезвычайно острыми, в то время как стержень придавал лезвию гибкость, так что оно гнулось, а не ломалось.
Многие ламинированные стальные клинки, особенно клинки викингов , также использовали сложные структуры стали для создания узоров на поверхности стали. Эти узоры были сделаны путем манипулирования сваями, скручивания или иного искажения свай, прежде чем они были выкованы в клинок.
Современная ламинированная сталь по-прежнему используется в специальных ножах и режущих инструментах, изготовленных из нескольких сплавов стали для обеспечения определенных свойств в различных областях лезвия. Узорная сварка распространена в ножах ручной работы, где основной целью является обеспечение визуально яркого узора на конечном протравленном лезвии. Ламинированная сталь также находит применение в изготовлении навесных замков, где структура материала затрудняет разрушение замка такими инструментами, как молотки и дрели.
{{cite journal}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )