В Бирюк - Чума [СИ]

До Аносова считали, что для цементации железа необходим его непосредственный контакт с углеродсодержащим материалом. У Теофила (10 в.), например, рекомендовано засыпать в тигли вместе с железом перетёртые рога и копыта.

Вспоминали ли Ильф и Петров сочинение Теофила, выбирая название для фирмы Остапа Бендера — не знаю.

Аносов:

«Положив угля более, опасаться должно, что она (сталь) выйдет слишком твердою, а положив недостаточно, она будет трудно плавиться, особенно потому, что часть углерода улетучивается».

Аносов наполнил тигель железными обсечками без примеси угольного порошка, не покрывая его ни флюсом, ни крышкой, и, после расплавления шихты, получил чугун. Когда же накрыл тигель крышкою прежде, чем все железо расплавилось, то получил «удобно ковкий металл — литую сталь».

«… для получения литой стали плавиленный горшок с крышкою есть просто отпираемый ящик. Стоит только знать, когда его открыть, и когда закрыть. Цементование железа, находящегося в горшке, совершается точно также, как и в ящике с угольным порошком, токмо тем скорее, чем возвышеннее температура».

Чудотворец! Набить в горшок железо (углерода меньше 0.2 %), греть без крышки — чугун. Углерода в чугуне — 2.14 %. Греть с крышкой — литая сталь, углерода — 1.5 %.

Как варить щи из одной капусты. Накрыл крышкой — щи со свининой, не накрыл — с говядиной.

Так появился способ получения литой стали, который заключался «в сплавлении негодных к употреблению железных и стальных обсечков в глиняных горшках, при помощи возвышенной температуры воздушных печей».

Метод «переплава отходов».

В середине XIX века братья Мартены обратились к русскому правительству с ходатайством о выдаче пятилетней привилегии на производство литой стали в России. Им отказали: «литая сталь путем сплавления чугуна и железа производилась у нас на Урале в тиглях (работы Аносова и Обухова)».

Незначительное развитие при тигельном процессе окислительных реакций и отсутствие твердых восстановителей (марганец, алюминий), резко снижает степень загрязнения стали оксидами этих элементов. Оксиды в тигельной стали «самовосстанавливались» только кремнием из материала тигля. Это обеспечивает чистоту стали по неметаллическим включениям.

Напомню: тысячу лет в русском чёрном металле доля неметаллических включений постоянна: 1–2 %. Хоть в мечах гридней Владимира Святого, хоть в саблях гусар Александра Благословенного.

Аносов разбирает весь процесс, не только собственно плавку, но и предшествующие и последующие операции. Создаёт соразмерные с величиной тигля изложницы, применяет их предварительный прогрев и смазку салом.

Как со сковородкой, чтобы картошки пожарить.

«Каждая форма по граням составлена из двух бокованок, которые скреплялись обручем с клином. Формы предварительно прогреваются так, чтобы в них расплавилось сало, которым оне пред самою отливкою смазываются: отделяющиеся от горения сала газы предохраняют сталь от доступа воздуха».

«Сталь разливать медленно, так, чтобы струя не касалась боков формы».

По цвету струи стали, форме искр и поведению металла определяет содержание углерода в стали:

«Мягкая сталь при застывании увеличивается в объеме или вспучивается, средняя остаётся в том же положении, как вылита, а крепкая уменьшается в объеме».

В 1836-м завод выплавил 4600 пудов тигельной стали, впервые отлита стальная 35-пудовая пушка.

Аносов исключил процесс предварительной цементации, получил сталь непосредственно переплавом шихты в тигле.

Литая, нелегированная, углеродистая, инструментальная, тигельная… сталь.

Не булат.

Но шаг к мечте — сделан. Собрана коллекция булатных клинков разных азиатцев. Сформулировано еретическое (по тогдашнему общему мнению), ложное (по анализам 20–21 вв.) и гениальное (по научным результатам) утверждение: булат — особо чистая углеродистая сталь. Но углерода в ней много (1.5–2.0 %).

На самом деле в большинстве булатных клинков в разы больше, чем в обычных сталях, меди и фосфора.

«Исторические булаты индо-иранского региона (около 50 образцов) имели очень высокое содержание фосфора. При среднем содержание углерода около 1.5 %, содержание фосфора — в среднем 0.15 %, что в несколько раз больше его содержания в современных инструментальных сталях».

О подобном говорят и письменные источники.

Омар Хайям (11 век) в «Норуз-наме»: для получения булата приготовить смесь из 0.5 кг мягкого железа, столько же магнезии (сульфат магния), коралла и яри-медянки (соль меди). Расплавить в тигле. Добавить 250 г мелкой смеси из одной части руты, одной части чернильных орешков, одной части дубовых желудей, одной части перламутра и четырех частей шпанских мушек, после чего раздуть огонь, чтобы железо растворило эту смесь. Остудить и делать из сплава мечи.