Алмазная сталь получила свое название благодаря твердости, близкой к показателю бриллиантов. Последние находятся на вершине минералогической шкалы Мооса, на отметке 10 баллов. 9 баллов у корунда. 9,5 – у алмазной стали.
Ее основа – железо. Исключительную крепость оно приобретает, соединяясь с углеродом. Его в составе около 1,5%. В современные образцы добавляют так же 5% вольфрама и 0,7% хрома. Середина 20-го века ознаменована началом применения в сталях азота и редкоземельных элементов.
К последним относятся, к примеру, скандий и иттрий. Название группы связано с малой распространенностью в земной коре. Но, прежде чем говорить о настоящем алмазной стали, ознакомимся с ее прошлым.
История возникновения алмазной стали
Родиной алмазной стали считают Японию. Кузнецов этой страны зовут кокадзи. Они переняли у китайцев печи татара. Их отстраивали из глины. Внутри емкостей, при температуре около 1 300 градусов Цельсия железо и объединялось с углеродом.
Чтобы достигнуть должного «насыщения» газом, в топку подбрасывали уголь в течение трех суток. Уходило около 13-ти тонн топлива. Металла загружали примерно 8 000 килограммов. Такие объемы требовали напряженной, командной работы. Поэтому, ножи из алмазной стали, мечи, ковали лишь зимой. В холода привлекали к процессу крестьян. Они были свободны, ведь сезон посевов и сборов прошел.
Крестьяне, в частности, помогали в строительстве печей. Татары приходилось разрушать после каждой плавки. Извлечь из резервуара готовую сталь было невозможно, не разрушив печь. Кстати, готовый продукт японцы именовали «тамахаганэ». Так в стране Восходящего Солнца называют алмазную сталь и сейчас.
Чтобы создать клинки из алмазной стали кокадзи сутками промывали сатэцу. Это продукт распада естественным путем железной руды. Разрушить ее могли, к примеру, ветра и потоки вод. По берегам рек скапливался черный песок.
Темный цвет ему придавали как раз частицы металла. Правда, их в минеральной крошке был всего 1%. Так что, приходилось обогащать песок. Его промывали в специальных каналах с волнистым дном. Тяжелое железо оседало в углублениях. Другие, более легкие породы, уносились потоком.
После переплавки железный песок называли кэра. Прежде чем купить нож из алмазной стали, клиенты мастеров ждали, разбивки и сортировки кэры. Она была единым брикетом, доставаемым из печи. После, металлический блок затягивали на ближайшую скалу и сбрасывали с нее. Осколки сортировали.
Требовалось отобрать наиболее обогащенные газом. Из них-то и делали ножи и прочее оружие, в том числе, и мечи самураев. Около 30% бракованной кэры вновь отправляли в печь. Учитывая ее строительство и сортировку материала, на производство одной партии уходило даже не трое, а пятеро суток. Теперь, пришел черед узнать, как изготавливается современная алмазная сталь и характеристики сырья в 21-ом веке.
Современное производство алмазной стали
Алмазная сталь ХВ5 (обозначение основной марки) получается при температуре уже не в 1 300, а в 3 000 градусов Цельсия. Достичь такого разогрева позволяют современные печи. Их уже не отстраивают перед каждой плавкой.
Обогащенное железо достают из печи в расплавленном виде и сливают в барабан. Структуру состава улучшают с помощью центрифуги. В процессе так же добавляют известь, которая вытягивает все шлаки. В финале в смесь впрыскивают кислород. Он превращает углерод в газ. Так и «рождается» алмазная сталь.
Свойства, характеристики алмазной стали выше всех других марок сплава, даже дамасской. Примесь хрома делает состав не подверженным коррозии. Почему же тогда в ХВ5 элемента не более 1%? Ответ: — потому, что хром негативно влияет на прочность смеси.
Поэтому, алмазная сталь, отзывы о которой можно найти в интернете, содержит больше вольфрама. Он тугоплавкий. Лигатура делает сплав устойчивым к температурам. Собственно, поэтому и приходится производить материал при 3 000 градусов вместо 1 300, которых хватало в старину.
Добавка вольфрама стоит того. С 5% тугоплавкого элемента в составе, железо становится настолько прочным, что может снимать тонкий слой стружки с других сплавов и металлов, к примеру, олова.
Вначале статьи говорилось про азот. Им, порой, заменяют хром и никель. Газ так же увеличивает стойкость к коррозии, но не снижает прочностные характеристики алмазной стали ХВ5. Отзывы об азотных сплавах, как правило, положительны. Заменяют новым компонентом и углерод.
Современные технологи поняли, что его избыточное количество может навредить качеству материала. В итоге, те же японцы создали сталь H1, в которой всего 0,15% углерода. Кстати, из всей алмазной линейки марка самая надежная и износостойкая.
Плюсы и минусы алмазной стали
В клинках и ножах материал получил широкое распространение, поскольку превосходит режущую способность иных сплавов и долго не требует заточки. В связи с этим, в прошлые века оружие из алмазки носили воины, а теперь, больше охотники и рыболовы. Особая сталь позволяет легко разделать добычу, к примеру, снять шкуру с дикого вепря.
Однако, высокая прочность материала делает его хрупким. Этим алмазная сталь так же похожа на бриллианты. Их невозможно поцарапать, но камни могут разбиться при падении. Поэтому, в частности, клинки из ХВ5 не применяют для метания, хранят в особых мягких ножнах. Особенно оружие «боится» резких ударов о боковую часть лезвия. Так что, прошли века, а в алмазной стали, по-прежнему, есть что усовершенствовать.
