Наука и техника

Наука И Техника
26 июня 2014

Разгадана тайна дамасской стали

Группа химиков из Пекина считает, что раскрыла секрет изготовления дамасской стали. Помогло компьютерное моделирование: параметры сплава были восстановлены шведской программой Thermo-Calc, предназначенной для металлургических расчетов. Результаты исследования опубликованы в последнем номере журнала Chinese Science Bulletin - http://vk.cc/2qIZfG

С дамасскими клинками европейцы познакомились более тысячи лет назад. Они сразу прославились непревзойденной твердостью и остротой лезвий (смотри мем с разрезанным пополам падающим шелковым платком). Персидские мастера держали способ изготовления в секрете. Известно было лишь, что они делали сталь из небольших слитков булата, который привозили из Индии. Все попытки европейских оружейников повторить процедуру изготовления дамасских клинков были тщетны, а в конце концов был утерян и сам секрет.

Поскольку, несмотря на все успехи современной металлургии, тайна дамасской стали так и продолжала оставаться неразгаданной, интерес к ней не угасал. Составы и микроструктуры сохранившихся дамасских клинков были тщательно изучены. Выяснилось, например, что весовое содержание углерода в них составляет 1–1,6%. Это намного выше, чем в современных высокоуглеродистых сталях. Углерод в дамасскую сталь входит в виде крупных частичек цементита (карбид железа), которые формируются в разветвляющиеся ленты, пронизывающие металл и придающие поверхности клинка специфические узоры.

В 1970-х годах прошлого века команды Университета штата Айова и Стенфордского университета предложили свои версии изготовления дамасских клинков. Каждая из этих очень различающихся между собой версий состояла из многих шагов и включала в себя относительно холодную ковку (600–850 °С). Основное различие заключалось в способах формирования цементитовых лент. Тогда версия Стенфордской группы представлялась более убедительной, но в результате и она оказалась ошибочной, поскольку предложенная учеными процедура требовала значительных количеств ванадия, а его-то как раз в дамасских сталях либо находили очень мало, либо не находили вовсе.

Китайские металлурги решили поручить разгадку компьютеру. В уже упомянутую программу Thermo-Calc они ввели всю имеющуюся о дамасских сталях информацию и все возможные факторы, влияющие на связи железа с углеродом. В результате компьютер в качестве наиболее вероятной процедуры выдал такую, какая прежде не рассматривалась вовсе: в ней ключевую роль играет не ванадий, а сульфиды и фосфор с его солями.
Китайские ученые считают, что их метод позволяет не только разгадать историческую загадку, но и предложить промышленности процедуры по созданию сталей со сверхвысоким содержанием углерода и совершенно иными качествами.