2. Отжиг

Цель отжига - сделать слиток ковким. Надо сетку вторичного цементита по границам зерен и глобулярный цементит внутри - убрать, растворить и разложить- все превратить в перлит. Все "теоретики" пишут, что это "дробится молотом". Если дробится- то крошится и рассыпается. На самом деле идет полное растворение цементита в аустените, а потом - его разложение. Самый простой, хотя и долгий способ применяли индусы. Строго по учебнику: аустенит разлагается на перлит за 150 час при температуре 650 град. При повышении температуры мы делим процесс на две части: короткая - аустенизация, и длинная - разложение аустенита на перлит. Общее время сокращается в 6 раз, но возникают проблемы с обезуглероживанием. П. П. Аносов отжигал в ящиках с двойной крышкой, Дж. Верховен предлагал одевать никелевую рубашку на каждый кусок стали, а в промышленности отжигают в газовой среде. Если вы отжигаете слиток стали из тигля, то ничего этого не надо. Говорю на основе своего опыта. На слитке всегда слой корковых кристаллов, смешанных с флюсом и тиглем- это надежное покрытие, не надо его трогать до отжига. Итак, режимы:

Слиток простой, черной, нелегированной стали греют до 1100...1150 град и выдерживают от 2-х до 1,5 час( выше температура - меньше время). Охладить за 24 часа. Именно во время охлаждения разлагается аустенит , поэтому важно строго соблюсти режим.

Слиток легированной стали греют так же, но охладить надо за 40 час, если охлаждение будет быстрее, сталь будет не ковкой из - за наличия мартенсита и карбидов.

3. Ковка

В технологии булата "ковка"- кульминация ТО. Именно ковка булата резко отличается от ковки стали. После отжига на перлит, слиток куётся в широком диапазоне температур, но этого делать нельзя, если хотите получить 'булат ', а не 'сталь '.

Ковка идёт возле точки Ас1. Один ковочный цикл (укова) состоит в том, что металл нагревается выше Ас1 на 20...30 град и куётся лёгким молотом с небольшой деформацией до 150 град ниже точки Ас1. Перегревая металл - получаем небольшое количество аустенита, медленно охлаждая - превращаем его в глобули цементита. И так раз за разом, укова за уковой, идёт перекачка перлита в зёрна цементита. Количество циклов напрямую зависит от уровня углерода в металле - чем его больше, тем дольше ковка, есть рекорды в 300...800 уков. Есть объективный показатель: в какой то момент заготовка начинает светиться по-другому. До этого было тусклое свечение чугуна, а стало ярко - алое свечение доэвтектоидной стали. Если к этому моменту форма выведена, то ковку можно заканчивать.

Итак, для нелигированного слитка, или стали диапазон ковки 790...590 град.

Для легированного:840...680 град.

4. Закалка

Закалка булата тоже привязана к точке Ас1. Все показатели и свойства сильно зависят от химсостава.

Для нелигированного булата диапазон температур:680...740 град.

Закалочная среда- вода с температурой 24...36 град.

Для легированного:750...840 град.

Масло при температуре 30...90 град.

При испытании булата после закалки приоритет в испытаниях отдается рубке железяк с разной твердостью. Можно порубить гвоздь(23 ед); хвостовик напильника(45 ед); обойму подшипника(62...64 ед) - не надо сразу пытаться замерить твердость самого булата и основываться только на этой цифире. Матрица может быть небольшой твердости, скажем 35...52 ед, но если уровень углерода высок, количество уков - сотни, плотность цементитных зерен- велика, то бывают случаи, что булат с матрицей в 45 ед рубит обойму подшипника в 64 ед. Иглы карбидов- не тонут при ударе, а их твердость - 70...90 ед.

Вот и вся тайна булата, которой так страдало всё человечество, а особенно домохозяйки и юные следопыты последние 350 лет.