Металография доспеха

С твердостью-прочностью разобрались, теперь можно нести конспекты в массы

Начинаем с де Рейка “Твердость или прочность? Дилемма доспешника”. Диаграмму отсканировать не успел пока, но она будет.

Твердость (hardness) не обязательно является синонимом прочности, особенно в сплавах железо-углерод: очень твердое изделие может быть весьма хрупким. Под прочностью в данном случае понимается toughness, то есть “способность сопротивляться деформации без разрушений”

«Hard or tough: an armourer’s dilemma»
На диаграмме сведены вместе данные Алана Вилльямса по изменению твердости доспехов из пяти основных оружейных центров Европы на протяжении 2х веков. Очевидно, что к 1500 году все производители доспехов могли эффективно закаливать детали – если хотели. Немецкие и итальянские доспешники, хоть и разделенные значительным расстоянием, тем не менее разделяли знания о технике закалки и были способны получать примерно одинаковые результаты. Во второй половине 15го века ими применялась неполная закалка* (slack quenching), но к концу века успешно применялась полная закалка **(quenching) и закалка с отпуском*** (tempering)

Как следует из графика, в 16м веке очевидны следующие три тенденции: во-первых, немецкое и австрийское производство очень похожи между собой, но сильно отличаются от итальянского; во-вторых, мастерская в Гринвиче сдеует за немецкими достижениями почти с полувековым опозданием и в третьих ТВЕРДОСТЬ доспеха – вне зависимости от места производства – сначала увеличивается, а потом постепенно (или очень значительно в случае миланских мастерских) уменьшается, и к началу 17го века все доспехи становятся прочными, а не твердыми.

Как можно интерпретировать эти тенденции? Вероятно, самым поразительным на графике является резкое падение кривой твердости доспехов, произведенных в Милане, говорящее о том, что итальянцы фактически перестали калить стальные доспехи. Они весьма преуспели в искусстве закалки стали, но после 1500 года похоже решили коллективно отказаться от этого, позволяя деталям доспеха просто медленно остывать на воздухе. В южной Германии и Австрии напртив продолжали калить доспехи на протяжении вего 16го века, хотя к 1600 году и там фактически прекратили всякую термообработку. В обоих случаях уменьшение твердости было очевидно осознаным решением.

Тогдашние способы термообработки сталей тщательно описаны в работе 1995 года ( A.Williams and A de Reuck “The royal armoury at Greenwich 1515-1649″**** ). Они в основном сводились к резкому охлажении раскаленного метала, позволяющим “заморозить” избыточный углерод, который равномерно распределяется только при высоких темпертурах (выше 723 градусов для углеродистых сталей без присадок). Возникающее в результате внутреннее напряжение, приводящее к хрупкости металла снималось отпуском, то есть нагревом до определенной промежуточной температуры (300-400 градусов) в течении короткого промежутка времени (например 120 секунд).При отстутсвии приборов, позволяющих точно измерять температуру, процесс должен был контролироваться по цвету металла или по степени обугливания поднесенного к металлу фрагментов кости или рога. Время без сомнения определялось произнесением стихов или молитв.

A de Reuck

комментарий:
Разумеется, средневековые кузнецы были хорошо знакомы с термообработкой стали, однако закалка крупных деталей доспеха стала массово применяться достаточно поздно. Отчасти из-за того, что первоначально в ней не было необходимости, отчасти из-за трудностей возникающих при быстром охлаждении больших деталей сложной формы

Таким образом, основные секреты средневековой термообработки доспехов заключались в основном в следующем: определение температуры “на глаз” и поиск оптимальной температуры закалки, определение времени нагрева для отпуска детали, предотвращение деформации деталей сложной формы при закалке и отпуске.

Еще один секрет – температура и состав жидкости для закаливания. Де Рейк в другой своей статье ссылается на перевод итальянских рецептов чудо-составов для закалки на травах и считает их свидетельством поиска возможности совместить твердый, но хрупкий верхний слой и мягкий, но прочный, внутрений.

Ну и наконец существовала проблема стали, которая была стратегической: при Генрихе 8м, например, сталь для доспехов ввозили из Германии. Все попытки получить местную сталь похожего качества оканчивались провалом. Но даже “хрошая” сталь доиндустриальной эпохи должна была давать громадный по сегодняшним меркам разброс свойств между листами в партии и даже в пределах одного листа. Так что еще один секрет – выбрать правильный материал.

Русские термины взяты из Колчина
____________
* частичная закалка (slack quenching) – сталь нагревается до образования аустенита и охлаждается быстро, но недостаточно

** полная закалка (quenching) – сталь нагревается до образования аустенита и охлаждается достаточно быстро, чтобы получился мартенсит. Результат твердый, но хрупкий

***закалка с отпуском (tempering) – закаленная сталь повтороно нагревается до температуры 300-500 гадусов или 700-800 градусов (высокий отпуск) и быстро охлаждается. В первом случае получается троостит, во втором – сорбит. Позволяет за счет некоторой потери в твердости по сравнению с полной закалкой добиться гораздо большей прочности.

**** Конспект интересного из этой книги на очереди

This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

Leave a Reply