Юрий Иванов - Азбука ножа

Мы опять увлеклись фантазиями, но именно сейчас на наших глазах произошёл процесс, который на языке специалистов называется закалкой стали. Сама по себе закалка стали – довольно распространённый и хорошо изученный процесс, описанный во многих умных книгах, но вот только описан он там такими умными и непонятными словами, что обычные люди, такие как мы с вами, запутаются на второй странице и не вынесут для себя ничего полезного. Мы же поставили себе цель не запутаться или сойти с ума от обилия непонятных терминов и формул, а разобраться, поэтому оставим эту заумную науку тем, кому она интересна и продолжим наше путешествие внутри куска стали, общаясь на понятном нам языке.

Чтобы не томить любознательного читателя, сразу скажу, что под развешанными на аэродроме сумками мы подразумевали мельчайшие частицы железа, картошка в этих сумках выступала в роли частичек углерода, которые каким-то образом смогли туда проникнуть, а весь этот картофельно – сумочный аэродром и есть кусок стали, внутри которого мы с вами путешествуем. Самое главное, для чего мы всё это представляли – мы увидели, что железо, изначально мягкое и податливое, после насыщения углеродом приобретает прочность, твёрдость и уже способно рубить и резать, а не только гнуться и мяться. Теперь осталось совсем немного до понимания того, как углерод проникает в железо и что для этого нужно сделать.

Углерод, который проникает в железо, не появляется из ниоткуда – он изначально должен присутствовать в том куске стали, который мы хотим закалить. Для этого во время варки стали (а её именно варят, как суп, только при гораздо более высокой температуре, в огромных печах) в неё добавляют нужные вещества, в том числе и углерод, и попутно удаляют вредные примеси, точно так же, как повар убирает из супа мелкие кости, снимает накипь и добавляет соль и специи. По окончании варки готовую сталь разливают в формы и дают остыть – получается слиток, состоящий из железа, углерода и некоторых других веществ, улучшающих свойства нашего будущего ножа. В таком слитке углерод хоть и присутствует в необходимом нам количестве, но он не растворён в частицах железа, а расположен между ними, причём расположен хаотично, как попало, то есть наши сумки на аэродроме, оставаясь пустыми, просто пересыпаны картошкой и нам не составит труда вытащить из этой кучи картошки любую из них. Для растворения углерода в железе наш слиток необходимо нагреть до определённой температуры (около 740…850 градусов) и выдержать некоторое время. Этот процесс очень похож на растворение поваренной соли в воде – в стакане очень холодной воды мы вряд ли сможем растворить даже чайную ложку соли, сколько бы мы её ни перемешивали. Но если в этот же стакан налить кипяток, то в нём эта ложка соли без труда растворится за несколько секунд. Добавим ещё ложку соли – растворилась, добавим ещё – опять растворилась, ещё, ещё… В результате мы получим очень соленую воду, в которой соль уже не сможет больше растворяться, как бы мы не старались. Если теперь мы оставим наш рассол спокойно остывать, то через некоторое время увидим, как соль начнёт выпадать в виде кристаллов, и чем сильнее будет остывать наш стакан с рассолом, тем больше соли выпадет в осадок, то есть, при охлаждении вода в стакане будет становиться всё менее солёной, поскольку соль будет выделяться из воды и выпадать в стакан в виде кристаллов. Давайте теперь попробуем охлаждать наш пересоленый кипяток не постепенно, а резко, чтобы он за несколько секунд превратился в лёд. В этом случае мы не увидим никаких кристаллов выделившейся соли – она просто не успеет вырасти в кристаллы и выпасть в осадок, в результате чего мы получим очень солёный лёд. К чему же мы затеяли этот солёный эксперимент? Да к тому, что растворение углерода в железе, равно как и выпадение его обратно при медленном охлаждении происходит точно также, как и соль в воде – природа этих процессов одинакова и изменить её мы не в силах. Отсюда следует простое правило – чтобы закалить сталь, то есть сделать её более прочной и твёрдой, её необходимо нагреть до определённой температуры, выдержать какое-то время (чтобы углерод успел полностью раствориться в железе) и затем резко охладить. Именно при резком охлаждении углерод не успеет выделиться из железа (картофелины не успеют повыскакивать из сумок) и наш будущий нож станет твёрдым и прочным. Нужно сказать, что для каждого сорта стали существует своя особая температура, которую называют температурой закалки или закалочной температурой, при превышении которой сталь теряет свои свойства, а пониженная температура не позволяет углероду начать растворяться в железе. Для наиболее распространённых в настоящее время сталей отечественного производства закалочная температура находится в пределах 740…860 градусов, но для каждого сорта стали она строго определена и для достижения нужного результата должна выдерживаться с высокой точностью.