Борис Линчевский
Профессор Московского вечернего металлургического института

    Впервые с булатной сталью познакомилось войско Александра Македонского в битве на реке Гядаспу в Индии. Македонские воины взяли в плен индийского царя Пора, одетого в железный панцирь, и с удивлением увидели, что панцирь совсем не поврежден стрелами и дротиками. Индийские воины сражались с греками длинными двуручными мечами, которые легко рассекали кинжалы и доспехи. Другим эффектным оружием индийцев была чакра. Так называли плоское стальное кольцо с острой как бритва внешней кромкой. Чакра раскручивалась на пальцах и планировала в сторону противника, а если попадала в шею, то воин прощался с головой.
    Несмотря на такое удивительное вооружение, индийцы все же не смогли одолеть Александра, но слава об их железных изделиях разнеслась по всему античному миру. Позже эти изделия через Сирию и Персию стали попадать в Европу. По-персидски сталь называется "пулат", отсюда и пошло ныне широко известное слово булат.
    По своему химическому составу это – высокоуглеродистая сталь с минимальным содержанием серы, марганца, кремния. Но главное ее отличие от обычных высокоуглеродистых сталей – в особенной структуре и узоре, который ярко и красиво проявляется на поверхности клинков, мечей, топоров после шлифовки и травления, как следствие этой структуры. Она неоднородна, состоит из твердых и мягких участков. Подобное строение и придавало оружию твердость, упругость, прочность и сопротивление к истиранию.
    Булатный клинок рассекает падающий на него тонкий газовый платок, в то время как сабля из обычной углеродистой стали такую ткань только сминает, а разрезает значительно более плотную. Шпага или сабля из булата перерубает гвозди, надрубает обычные клинки. Саблю можно согнуть в колесо, она при этом не ломается и, выпрямившись, сохраняет прежний вид и упругость.
    Секреты изготовления булатной стали были утеряны в средние века, а может быть, и раньше. Многие ученые и металлурги бились над тайной булата, но раскрыть ее долгое время не удавалось. В 30 – 40-е годы XIX века разгадку нашел Павел Петрович Аносов. Он оставил описание выплавки булатной стали в тиглях, технологии ковки и полировки, но рекомендации носили слишком общий характер. Например: "... необходимо применять особой чистоты материалы (какой?), во время плавки поддерживать сильный жар (какую температуру?), тигель охлаждать медленно, производить наименьшее нагревание при ковке..."
    Известно, что для приготовления булатов Аносов брал самое чистое кричное железо и науглероживал его чистым графитом. Для заведения шлака он брал чистый кристаллический доломит, иногда добавляя и чистой железной окалины. Доломит играл роль очистителя стали от кремния, фосфора, серы. Далее слитки проковывали на полосы, из полос отковывали готовые изделия, закаливали, полировали и вытравливали. При этом Аносов делает примечание, что изделия, требующие остроты и стойкости, должны быть приготовлены из твердого булата, т.е. из такого, "которого узоры видны без предварительной вытравки", а изделия, требующие преимущественно упругости, делают из мягкого булата.
    После Аносова проблемой получения булата занимались многие российские ученые. Отец металлографии Д.К. Чернов пытался объяснить его особую структуру дендритным строением металла и ликвацией углерода, происходящей одновременно с кристаллизацией стали. Сначала в затвердевшей стали выделяются кристаллы-дендриты мягкого железа, а позже между ними выпадают кристаллики более легкоплавкого высокоуглеродистого железа. Так, по мнению Д.К. Чернова, образуется слоистая структура, которая при полировке и должна давать булатный узор.
    Интересную гипотезу образования булата выдвинул в двадцатых годах нашего столетия профессор А.П. Виноградов. Он предположил, что Аносов, расплавляя в тигле при 1460 – 1480 ^оС железо с углеродом, получал смесь жидкого чугуна и кусочков тугоплавкого безуглеродистого железа. При застывании получалась смесь высокоуглеродистого закристаллизовавшегося сплава и нерасплавленного железа.
    Профессор И.С. Гаев исследовал клинки из коллекции Эрмитажа и пришел к заключению, что в структуре булатной стали неравномерно распределены скопления округленных зерен цементита в деформированных междуосных пространствах низкоуглеродистых дендритов. Зерна цементита окружены мелкодисперсным перлитом.
    Подводя итоги исследованиям, можно сказать, что булатная сталь состоит из высокоуглеродистых и низкоуглеродистых слоев. После закалки слои с высоким содержанием углерода становились твердыми, а низкоуглеродистые оставались мягкими и пластичными. Булатное лезвие после заточки, если его рассмотреть под микроскопом, являло собой микропилу с зубцами из твердого металла. При рубке, резании и т.п. твердые частицы выкрашивались, а мягкие сошлифовывались. Поэтому лезвие как бы самозатачивалось и не теряло своих режущих свойств.
    В XX веке научились производить стали, легированные хромом, молибденом, ванадием, другими элементами. По своим свойствам они не уступали булатной и даже в чем-то превосходили ее, но не имели знаменитого булатного узора.
    Почему же металлурги до Аносова и после него долгое время не могли получать булат, хотя и знали, что он собой представляет? Ответ достаточно прост.
    Древние индийские металлурги, ремесленники Ближнего Востока, как позже и П.П. Аносов, проводили плавку в тиглях, где температура не поднималась выше 1430 ^оС. При этом чугун становился жидким, а добавляемое в шихту чистое железо твердым. При выдержке в тигле происходило частичное поверхностное науглероживание железа. Уже в слитке получалась неоднородная структура. Такую сталь в Индии, в Сирии и в других странах называли вутцем.
    В Европе, Америке при плавке в подовых отражательных печах, мартеновских, электродуговых или индукционных температура при плавке достигала 1550 ^оС и выше, поэтому чугун и железо расплавлялись и образовывали однородный расплав.
    Группа златоустовских ученых, сначала под руководством И.Н. Голикова, а позже В.Г. Гуревича в составе М.Ф. Логинова, П.В. Васильева, Ю.И. Лондовского, В.И. Чуманова и других долгое время работала над технологией получения булатной стали и смогла приоткрыть завесу тайны булата или вутца. По их предложению, в индукционной печи расплавляли чугун и в расплав давали стружку углеродистой стали или мягкого железа. Нагревали осторожно металл так, чтобы в тигле была смесь жидкого и нерасплавившегося металла. Полученную жидко-твердую смесь либо оставляли застывать в печи, либо выливали в графитовую форму, в которой металл медленно застывал в течение нескольких часов. Из слитков, застывших в тигле, удавалось получать изделия со струйчатыми и другими сложными поверхностными узорами. Большое значение имела также технология ковки в фигурных штампах, которая помогала получать стальные полосы с различными узорами.
    Металлографические исследования показали неоднородную микроструктуру, состоявшую из зерен мягкого и пластичного феррита и пластинчатого перлита с включениями вторичного цементита.
    Эти результаты были подтверждены металлографическим анализом множества железных предметов, найденных при раскопках крепости Тамерлана. Структура оружия воинов состояла из трех составляющих: светлой с большой микротвердостью, похожей на ледебурит в белом чугуне; светло-серой, соответствовавшей перлиту с включениями вторичного цементита; темно-серой, похожей на эвтектоидную сталь. Содержание ледебурита составляло 25 – 30 %, а среднее содержание углерода – 2 %. Можно заключить, что эта древняя сталь являлась композиционным материалом "сталь – белый чугун". Оружие Тамерлана было изготовлено из лучшего булата древности – индийского вутца.
    Вутц отличается от других сортов булата тем, что твердой составляющей в нем является ледебурит с первичным цементитом в виде кристаллов. Секрет выплавки вутца и состоит в том, чтобы, расплавляя металл, сохранить ледебурит в составе – структуре жидкого металла и при особом режиме охлаждения сохранить его в слитке. Но выплавить вутц – это лишь полдела. Необходимо правильно проковать слиток, термически обработать, отделать поверхность и протравить ее.
    Итак, теперь для нас ясно, что булат – это целая семья сплавов. В нее входят сварочные и литые булаты. Лучший сорт булата – вутц, в котором узоры создаются волокнами с первичным цементитом. В.Г. Гуревич считает, что булат является композиционным материалом на основе железа и углерода с резко выраженной макро- и микронеоднородностью по слоям. В процессе ковки волокна перемещаются, образуя характерный узор. После ковки стальные полосы шлифуют и протравливают различными растворами, в том числе приготовленными из сока растений. Далее на полуфабрикаты или на готовые изделия путем гравировки с золочением, серебрением, оксидированием и другими способами наносятся высокохудожественные рисунки и узоры.
    В Златоусте в городском и заводском музеях собраны лучшие образцы местных умельцев. Кинжалы, шпаги, мечи, топоры и другие предметы вызывают невольное восхищение, как всякое произведение искусства. Но главное в них – узорчатый, природный, причудливый, фантастический рисунок булатной структуры!

    Вместо заключения
    Современная металлургия производит сотни различных сталей и сплавов. Они по своим физико-механическим характеристикам равны, а во многом и превосходят знаменитые булаты и вутцы. Поэтому сегодня говорить о широком производстве и использовании булатных изделий нет оснований. Тем более что и сфера применения холодного оружия со времен эпохи великих завоеваний значительно сократилась.
    Но списывать булаты тоже не годится. Они используются и будут использоваться для изготовления предметов искусства, наград и тому подобного. Это показывает и спрос на изделия из Златоуста, и высокая цена: самая простая вещица стоит не менее 500 долл., а настоящие красавцы-сабли – многие тысячи!
    Поэтому труды Павла Аносова и его последователей, наших соотечественников, не останутся втуне, а будут всегда ценимы благодарными современниками и потомками.

ОТЕЦ РУССКОГО БУЛАТА

Павел Петрович Аносов родился в семье коллежского асессора, советника Пермского горного правления Петра Васильевича Аносова предположительно в 1799 году. После смерти родителя сыновья обратились к императору Александру I с просьбой: "... На основании правил, в проекте Горного положения изъявленных, отправить их в Горный кадетский корпус для довершения начатых ими наук..." и были туда определены. Во время пребывания в Горном корпусе с 1809 по 1817 год за примерное поведение и благонравие, а равно за успехи в науках, Павел Аносов был награжден золотой и серебряной медалями.     В 1818 году Аносов был назначен смотрителем по 6-му отделению Златоустовского завода и одновременно библиотекарем с жалованьем 500 рублей в год.     Павел Петрович оставил весьма интересное описание Златоустовского завода начала прошлого века. Завод получал руду с пяти рудников, на которых в год добывалось до 5000 т руды. Руду добывали открытым способом с помощью кайла, ломка и балды (молота) только в летнее время. Большие куски отрывали от рудной жилы тяжелым, весом до 120 кг, ломом: артель человек в двадцать наваливалась на лом и откалывала кусок руды. Плотные руды добывали путем порохострельной работы. Ручными бурами выбуривали дыры, в которые закладывали по фунту и более пороха. Иногда в один раз отрывали глыбу весом в 10 т. Чугун плавили на древесном угле. В год выплавляли 2500 т чугуна. Из 1000 пудов руды получалось 48 пудов чугуна. Сталь или железо получали плавкой в кричных горнах с последующей обработкой на прокатных станах, которые приводились в движение с помощью гидравлических механизмов. При заводе был большой пруд с плотиной и системой подачи воды.     Аносов трудился на заводе 30 лет, пройдя последовательно многие должности от практиканта до директора оружейной фабрики и горного начальника Златоустовских заводов. В 1834 году по высочайшему повелению Павел Петрович был переведен в корпус горных инженеров полковником, а в 1840 году пожалован в генерал-майоры. В 1847 году он был назначен главным начальником Алтайских горных заводов и Томским гражданским губернатором.     Характерной чертой деятельности Аносова было то, что он не ограничивался одними распоряжениями и входил во все детали заводского дела. Особенно любимым занятием было изобретение и усовершенствование литой стали, которому Павел Петрович посвятил лучшие годы своей жизни. Уже будучи горным начальником, он целыми сутками не отходил от опытного горна и вместе с рабочими подкреплял себя пищей, угощая всех доставленными из дому кушаньями.     А вот какие способы получения булатной стали были разработаны Аносовым и им описаны: сплавление железных руд с графитом; сплавление железного лома с добавкой в тигель угля; сплавление железа непосредственно с графитом. В 1837 году императору Николаю I были подарены первые русские булатные сабли. Государь нашел их прекрасными.     Аносов занимался не только изготовлением булатного оружия. Завод выпускал очень хорошие косы для крестьян. За это императорское Московское общество сельского хозяйства присудило Аносову золотую медаль. Он был избран членом-корреспондентом императорского Казанского университета, почетным членом Харьковского университета.     В своей служебной деятельности Павел Петрович выше всего ставил интересы казны. Он экономил на ненужных работах. Так, на золотопромывальных мельницах ручная протирка песков была заменена механической, что позволило сократить число рабочих с 24 до 6 человек. Он заменил дорогие заграничные огнестойкие горшки-тигли, которые стоили по 25 рублей за штуку, на тигли собственные по 44 копейки.     За беспорочную службу, отличный порядок и устройство заводов Аносов был награжден многими орденами и отмечен личными благодарностями императоров Александра I и Николая I. За сбережение по Златоустовским заводам в течение двух лет свыше 100000 рублей "противу штатных цен" и за усиление в 1839 году промывки золота Павел Петрович был всемилостивейше награжден 2000 рублей серебром.     Трудолюбия и энергии Аносов был необыкновенных. С раннего утра до глубокой ночи присутствовал он на фабрике и заводе в Златоусте, направляя, ободряя и поощряя казенных рабочих. Небольшого роста тщедушный человек, мешковато носивший горно-инженерную форму с густыми эполетами, Аносов привлекал к себе сердца всех приветливостью и мягким гуманным отношением к рабочим, которые обожали своего начальника, называя его "отцом" и "святым человеком". Это особенно проявилось при проводах Аносова в Сибирь. Собралась огромная толпа рабочих. Неподдельная скорбь наполняла их сердца. Когда Павел Петрович уже сел в дорожный экипаж, рабочие выпрягли лошадей и отвезли своего начальника за селение на руках. Многие плакали, плакал, говорят, и сам Аносов.     В частной жизни он привлекал не только необычайной простотой обращения, но и своим хлебосольством. В обществе это был весьма интересный собеседник. Прекрасный семьянин, отец 5 сыновей и 4 дочерей он сумел достойно воспитать своих детей. Все они были приняты после его неожиданной смерти на казенный счет в различные учебные заведения.     Павел Петрович Аносов скончался 13 мая 1851 года в Омске после драматичной и довольно загадочной истории.     В марте 1851 года выехал он из Томска, где служил губернатором, в Омск для встречи сенатора Анненкова. Не доехав до Омска 18 верст, был застигнут сильным бураном при крепком морозе. Возок, наехав на сугроб, опрокинулся на сторону, где сидел Аносов. Сверху на него упал адъютант, и еще был придавлен чемоданами. Так он пролежал в снегу несколько часов, пока не пригнали свежих лошадей. Прибывшие на выручку люди подняли возок и вытащили измученного Аносова. Вскоре после этого путешествия Павел Петрович почувствовал боль в горле, но, не обращая на это внимания, встретил Анненкова, сопровождал сенатора в инспекционной поездке по Алтайским заводам и затем проводил его до Омска, где уже окончательно расхворался. Здесь у Аносова обнаружились нарывы в горле, один из которых и задушил его.     На главной площади Златоуста, недалеко от дома, в котором жил П.П. Аносов, установлен памятник.