Залізо відноситься до одного з найважливіших металів оточуючої нас Природи.

Воно тісно пов’язане з життєдіяльністю людей, є основою культури, промисловості, медицини... Одночасно, воно є зброєю війни та знаряддям мирної праці.

З далекої давнини людство використовувало вироби із заліза та інших металів для забезпечення своїх потреб.

Сьогодні, під кутом бачення технічного розвитку цивілізації на різних етапах її існування, нам підносять, що прадавні люди жили відповідно в епохи бронзового та залізного віків. Сучасний науковий підхід провідних фахівців світової науки нівелює таке тлумачення. Планета Земля, за матеріалами сучасних досліджень, існує міль’ярди років з притаманною для того чи іншого часу фауною та флорою. В усі ці часи існувала Людина Розумна, котра у відповідності до законів існування світу постійно еволюціонувала, проходячи етапи розквіту та занепаду, гинула та відроджувалась.

Археологічні знахідки виробів з чавуну та самих ливарних центрів не таких давніх періодів, наприклад, в Китаї та на Дальньому Сході, датовані XII-IV століттями до нашої ери, приводять до певної невідповідності існуючої класифікації епох.

Оскільки саме існування людини тісно пов’язане з оточуючою її природою, вона, людина, як її невід’ємна частина, завжди в своєму житті досить вміло використовувала так звані природні стихії: воду, землю, вогонь, повітря. І, на наш погляд, в т. ч. з урахуванням археологічних фактів, наші пращури досить вміло володіли технологіями обробки чорних, кольорових та дорогоцінних металів і каміння.

Про високий рівень знань та майстерність античних майстрів свідчить, наприклад, знайдена видатним українським археологом Б.М. Мозолевським прикраса скіфського царя – золота пектораль, датована IV – V століттям до нашої ери. Пектораль виготовлена із золота 900 проби та являє собою своєрідний літопис часу, космогонічні уявлення скіфів про світобудову. Відомий в Україні фахівець реставраційної справи Олександр Мінжулін, котрий приймав безпосередню участь у реставрації цього шедевру світової культури, пише про нього так: «Цікаво було б дізнатися і побачити, чи зможе хтось із сучасних майстрів виготовити пустотілий каркас або фрагмент, як на пекторалі».

Іншим загадковим фактом досконалої майстерності наших пращурів для сучасних фахівців – металознавців – є всесвітньо відома Делійська колона Кутуба.

Висота цього витвору, датованого IX століттям до н.е. та виготовленого із чистого заліза, сягає завбільшки 7 метрів. Окрім того, це залізо впродовж багатьох тисячоліть не піддається руйнації корозією. Якщо вважати підхід високоцивілізованих сучасних вчених стосовно оцінки наших пращурів, як «племен диких варварів», то все ж таки дуже бажано було б отримати від них відповідь хоча б на питання, яким чином можливо було тоді отримати цей шедевр, не кажучи вже про те, що і сьогодні немає достатньо науково обґрунтованої відповіді стосовно корозійної стійкості цього творіння. Від себе тільки добавлю, що для виготовлення заліза з кількістю вуглецю 0,08%, котрий знаходиться в хімічному складі колони, необхідна температура вище 1539 °С, а як відомо сучасній науці, при спалюванні деревного вугілля (про застосування кам’яного вугілля в ті часи інформація майже відсутня) можливо досягти максимальну температуру лише 1400 °С.

Всім відомо, що серед металів, після алюмінію, залізо саме поширене на землі і в сполученні оксидів, сульфідів та силікатів складає 4% від маси земної кори.

В вільному стані залізо знаходять тільки метеоритного походження.

Враховуючи такі величезні запаси залізних руд, людина застосовувала їх для виробництва залізних, сталевих та чавунних виробів, використовуваючи «стихії» . Із землі здобували глину для оздоблення сиродутних печей, домниць і ковальських горнів та виготовлення жаростійких тиглів. З каменя та глини облаштовували домниці для плавлення металів і випалу деревного вугілля, котре застосовувалося, з одного боку, як вуглецевий матеріал для перетворення залізної руди в залізо, сталь та чавун, а з іншого – як джерело високих температур, конче необхідних при виробництві металів. Окрім того, застосування деревного вугілля чи просто дерев’яних стружок в суміші з глиною, робило залізоплавильні тиглі досить вогнетривкими.

Ведучи гармонійний у відповідності до законів природи спосіб життя, люди розуміли, що в процесі користування землею, вона виснажується, тому постійно кочували. При цьому облаштування місць обробки металів не потребувало значних зусиль. В кожному поселенні була достатня кількість майстрів, котрі задовольняли потреби громади в металевих виробах.

А тепер зупинимося на визначенні терміну «булат».

З дитячих років ми чули безліч захоплюючих легенд про булатні мечі, котрими казкові богатирі легко розбивали своїх ворогів або, як просто такими мечами можна було рубати залізо та каміння, а після цього в польоті, розсікати легку «газову» косинку.

Не дивно, що і зараз на сторінках періодичних видань досить часто з’являються різні публікації про цей легендарний метал.

Видатний російський гірничий інженер П.П. Аносов (1797 – 1851 рр.), котрий завдяки наполегливій довготривалій праці, здійснив розгадку втраченої раніше технології виготовлення булатної сталі, писав у своїй відомій праці «О булатах»: «Закінчую твір надією, що незабаром наші воїни будуть озброєні булатними мечами, наші землероби будуть обробляти землю булатним знаряддям, наші ремісники виготовляти свої вироби булатним інструментом; іншими словами, я переконаний, що з розповсюдженням способів приготування і обробки булатів, вони витіснять із вживання всякого роду іншу сталь, яка конче потрібна для виготовлення виробів особливої гостроти та стійкості».

Інший, уже сучасний коваль-реставратор В. Басов, який також присвятив все своє свідоме життя розгадці таємниць булату, в т.ч. знову втраченої технології П.П. Аносова, про булат писав так: «Булатна сталь – яке звучання! Уже в самому слові «булат» відчуваєш твердість та, як говорили в старину, «міцність». Недарма булатна сталь до цього часу вважається таємницею із таємниць».

Частіше за все вважається, що слово «булат» походить від арабського «аль-фулад», чи персидського «pulad», що значить сталь взагалі.

Логічне осмислення такого тлумачення приводить до великих сумнівів відносно подібного визначення. На наш погляд ізюминку скоріше потрібно шукати в характерних особливостях виробів із булату та їх надвисоких функціональних характеристиках.

Стосовно виробів, коли враховувати, що загалом вони застосовувалися для виготовлення озброєння, то походження терміну «булат» скоріше всього потрібно шукати від слова «булава», як символічної зброї Творця Світу, а відносно високих функціональних характеристик логічно виникає характеристична складова, тобто «неперевершеність».

Булатна сталь має ще одну характерну відмінність від інших: на її поверхні після кування, полірування та травлення з’являється своєрідна макроструктура, тобто візерунок. По характеру візерунку завжди є можливість оцінити якість виробу, про що сьогодні чимало написано в літературних джерелах.

А ось, стосовно виготовлення булату на різних історичних етапах, так тут яких тільки думок не зустрінеш!

У відомій книзі Ю.Г. Гуревича «Загадка булатного візерунку», наприклад, розповідається про касту ковалів, котрі спустилися з Гімалайських гір в Пенджаб (древнє князівство в Індії), які добре знали залізну справу та вміли виробляти залізну зброю з незвичайними для того часу властивостями.

Світова думка свідчить про те, що батьківщиною булату є саме Індія. Багато літературних джерел стверджують, що виробництво булату було також розповсюджено від Іспанії до Японії. Відомо також, що на початку другого тисячоліття до н.е. в межах Ірану, Афганістану, Середньої Азії, Месопотамії та в долині річки Інда з невідомих причин прийшли в занепад багато міст з різким скороченням чисельності населення. В той же час з північного лісостепу (мається на увазі територія сучасної України) до Близького і Середнього Сходу прийшли племена, котрі називали себе оріями. Вони переміщувалися на легких колісницях в супроводі небачених там до того часу табунів коней і зупинилися у долині р. Інда.

Окрім досконалого військового спорядження, дивувала містична прихильність прийшлих (оріїв) до вогню та заліза. Халдейські тексти називають орійських волхвів «магами вогню». Доречі, вже у XVI ст. до н.е. багато царів і місцевих властителів Месопотамії, Сирії і Палестини носили орійські імена.

Самі індуси сьогодні стверджують, що близько 2,5 тис. років до н.е. до Індії з півночі прийшли високо розвинені люди, котрі внесли вагомий внесок в загальний розвиток культури країни.

Порівняльний історико-археологічний аналіз виявляє тісний зв’язок, якщо не закономірність, розповсюдження металургії в Азії та Европі з міграціями орійських племен.

Зараз немає ніяких сумнівів, що саме орійська спільнота привнесла у відомі історичні регіони виробництва булатів, власне, технологію їх отримання.

Стосовно сучасної думки про велику таємничість самої технології виробництва булатів, котрою ніби були окутані окремі майстри, що його виробляли, то детальний аналіз історичних і сучасних матеріалів з урахуванням археологічних досліджень спростовує таку думку. Булат отримували саме професійні майстри своєї справи у всіх поселеннях, де вони проживали, базуючись на добре відомі та із уст в уста передані знання в цій галузі.

Тепер детальніше зупинимося на загальних характеристиках та ознаках булатів, відомих у світі саме як дамаська сталь, котра здебільшого продавалася у вигляді «Wooz» – вуца, розрубленого на дві половини.

За загальними ознаками булат відноситься до металів, вироби з котрих на поверхні мають характерний візерунок, природа якого у науковому світі сьогодні досить відома. Саме по характеру візерунку, тобто направленості сфероїдальних цементитних прожилок та відтінку фону (світлий чи темний), визначали якість виробу.

До технічних характеристик виробів з булатів відносилися твердість, міцність та високі ріжучі властивості.

Історії також відомий термін «зварний булат», він же «харалуг», а мечі з нього називалися харалужними. Зварний булат отримували шляхом поєднання ковальським способом низьковуглецевого заліза з високовуглецевим (сталь), завдяки чому на поверхні виробу також формувався візерунок, але відмінний від булату, отриманого безпосередньо литвом.

Тепер зупинимося на узагальнюючих особливостях давніх технологій виробництва металів та булату зокрема.

Археологічні знахідки виробів з металів так званих «бронзового» та «залізного» віків з теренів нашої країни і не тільки, та одночасні їх металографічні дослідження свідчать про високий рівень знань наших пращурів в металургійній галузі. Наприклад, металеві колекції, представлені мідними та бронзовими виробами по типу сплавів поділяються на олов’янисті, олов’янисто-миш’якові, олов’янисто-миш’яково-свинцеві, складні мідно-олов’янисто-сурм’яні сплави та чисту мідь. Кількість елементів (олова, сурми, свинцю, миш’яку та інших) у відсотковому відношенні в сплавах вказує на їх штучне введення в розплав. Таким чином майстри обґрунтовано та зі знанням справи задавали ті чи інші властивості виробам в залежності від їх призначення.

Стосовно археологічних знахідок виробів із заліза, треба брати до уваги, що вони закономірно відносяться до більш пізніх періодів, оскільки залізо значно швидше піддається дії корозії, і сам термін збереження залізних виробів більше залежить від агресивності самого середовища, в котрому вони знаходяться. Часто в результаті розкопок археологи знаходять замість виробів лише їх контури у вигляді окислів заліза. Сама ж технологія отримання заліза та його обробки значно простіша від технології отримання сплавів на основі міді, до котрих, як відомо, відноситься і бронза.

Під час ведення кочового способу життя майстри отримували метал у сиродутних печах та невеликих домницях, в котрих також здійснювали випал деревного вугілля.

Залізо та сирцеву сталь отримували шляхом прямого відновлення залізних руд.

Для отримання кольорових металів, в т. ч. і дорогоцінних, та відповідальних сталевих виробів і чавуну, обов’язково використовували метод тигельної плавки.

Тиглі для виплавки сталі та чавуну виготовляли із жаростійкої глини з добавкою деревного вугілля або відомих вже в той час щільних кристалічних кварцитів та цементних кварцито-піщаників. Їх жаростійкість (понад 1750 °С) достатня для металургійних процесів, пов’язаних з виготовелнням залізних виробів.

Саме застосування тигельного способу плавки як в сиродутних печах, так і в домницях із використанням глиняних жаростійких тиглів є ідеальним для отримання булату.

Тут доцільно висловитися хоча б словами П.П. Аносова відносно технологій отримання булатів, які він описав наступним чином:

«Із записів всіх дослідів, котрі я застосовував для знаходження тайни виготовлення булатів, видно, що для досягнення цієї мети мною відкрито чотири способи, а саме

– плавлення залізних руд з графітом, чи відновлення і поєднання заліза з вуглецем;

– плавлення заліза при доступі вугілля, чи поєднання такого попередньо з вуглецем та відновлення його шляхом закислу заліза;

– довготривалий відпал заліза без доступу повітря;

– плавлення заліза безпосередньо з графітом, чи поєднання його прямо з вуглецем.

Саме перший спосіб, на думку П.П. Аносова, був покладений в основу отримання булатів давніми майстрами із досить чистих залізних руд. Але цей спосіб автор характеризує як досить дорогий, чому й саме на його думку булатні вироби завжди коштували так дорого. Про використання тиглів П. Аносов пише, що вони були так само давні, як і золото.

Не довів П.П. Аносов до завершення більш дешевий та самий поширений спосіб отримання булатів давніми майстрами шляхом одночасного плавлення чавуну з залізом. Подібні зливки уже в наші часи часто знаходили археологи в Індії та інших країнах.

Існують і інші способи отримання цього загадкового металу, але далі варто зупинитися на досить важливому факторі, котрий визначав який саме булат де отримувати. І цим важливим фактором є саме погодні умови, мається на увазі суворі морозні зими, за яких, наприклад, іранський булат не витримував ударних навантажень, і зброя зламувалася.

Сьогодні вже добре відомо, як впливають різні елементи на залізно-вуглецеві сплави.

Однією із ключових вимог до булатів є саме якомога менша наявність у їх складі домішок інших металів. Наявність таких домішок суттєво знижує фізико-механічні властивості виробів. Сьогодні це добре відомо тим, хто використовує обсаджувальні труби в умовах Крайньої Півночі, або виготовляє, наприклад, поворотні рейки для залізничних колій.

Саме тому склад залізних руд визначав і якість булатних виробів. Досить чисті руди траплялися рідко, і в природних умовах північних поселень доцільніше було застосовувати зварний булат.

Ось що пише про булати в розділі «Про залізо» у своєму мінеральному трактаті видатний хорезмійський вчений-енциклопедист XI століття нашого часу Аль-Біруні.

«Руси виробляли свої мечі із шабуркана (тверде залізо), а доли посередині із нармохана (м’яке залізо), щоб придати їм міцність при ударі, запобігти їх хрупкості. «Аль-фулад» (сталь) не виносить холодних зим та ламається при ударі. Коли вони познайомилися з фарандом (візерунком), то придумали для долів плетіння із шабуркана та нармохана. І почали з’являтися на цих плетіннях, при зануренні в розчин, речі дивовижні та рідкісні, такі самі які вони і бажали отримати». В даному разі мова йде про технологію удосконалення візерунку на харалужних виробах (пакетованих), котрі у нас сьогодні помилково тлумачаться як Дамаські.

Місто Дамаск було одним із торгових центрів, через яке проходили торгові шляхи булатного вуца, але ніяк не виробів з укладеного пакетованого металу.

Саме тому, досліджуючи історію вуца та його походження, сучасні вчені та дослідники західного світу (О. Шербі, Дж. Уодсворд, Б. Бронсон, Вирховен, Ахім та інші), називають булат, розуміючи під ним «Wooz» дамаською сталлю.

Тому, для поразуміння із світовою громадою і нам потрібно прийти до спільного знаменника відносно суті терміну «дамаська сталь», розуміючи під нею наш булат.

Існують сьогодні також протиріччя, котрі описані ще на початку доби нашого часу – який із металів, що ми називаємо сьогодні булатом, був дійсно справжнім.

І все ж таки, з часом булатні вироби поступово, але впевнено почали зникати з арени. Технологія дійсно почала втрачатися, хоча майже до XIX століття н.е. в країнах Близького та Далекого Сходу виробництво булатних виробів ще мало місце.

Що ж було причиною занепаду виробництва булатів, і не тільки?

З початком розподілу суспільства на класи та появою поділяючих релігійних течій з одночасною втратою людиною розуміння нерозривності свого буття з космічно-планетарною гармонією, а також впровадження грошей, котрі з часом почали відігравати функцію товару, розпочалася поступова та планомірна загальна руйнація особистості в цілому. Самий жахливий механізм руйнації було запущено. За даних обставин людині вибору не залишалось. Або ти володієш надприбутками, або ж ти – ніхто. За таких умов людині матеріального світу було вже не до його порозуміння. На превеликий жаль лозунг «Гроші – розум, честь та совість епохи» повноцінно діє і сьогодні, підносячись одночасно над людством, урядами, президентами та державами. Перед їх магічною силою людина меркне.

Звісно, вказані обставини спонукали стрімкий ріст промисловості.

Магнатам з метою отримання прибутків, потрібен був «вал», що в свою чергу спонукало до вузьких спеціалізацій. Стрімко зростаюча потреба в металах привела, з одного боку, до модернізації умов їх виробництва, а з іншого, в т.ч. з урахуванням технологічності виробництва, – до втрати якості.

Сьогодні в металургії заліза «узаконена» наявність додаткових металів в залізо-вуглецевих сплавах. Інакше їх виробництво стає нетехнологічним і у зв’язку з тим – нерентабельним. А, як відомо, булат є чисто залізо-вуглецевим сплавом.

Як влучно про це сказав вище згаданий В. Басов: «Тільки булатні технології дозволять зробити чудо – здійснити цілу революцію в металургії, – мільйони тон сотні разів переплавленої, «замученої» сталі з порушеною генетикою, забрудненої міддю, оловом, свинцем, вісмутом, алюмінієм та іншими домішками перетворити на суперсталь».

Звісно, коли постало питання стосовно отримання булатів за сучасних умов виробництва, відразу ж виникло інше питання, як це здійснити, тобто, як в умовах сучасного металургійного виробництва, отримати, в першу чергу, чисту по хімічному складу вуглецеву сталь.

Це питання також турбувало й українця, к.т.н. Назаренко В.Р., котрий, як і відомі світові вчені М. Фарадей, С. Рінман, Г. Пірсон, Д. Стодарт, М. Ломоносов, Д. Менделєєв та інші, забажав здійснити мрію людства, котру проніс з студентських років скрізь усе своє життя. Завдяки довгій та наполегливій праці, він розвіяв хмари над таємницею булату, за що і був нагороджений «Орденом за Заслуги III ст» .

***

Науково-технічний центр «БУЛАТ НВР» впровадив у виробництво булатну сталь на металургійних заводах «Дніпроспецсталь» та «Запоріжсталь». Вироби із булатної сталі по зносостійкості виявилися значно кращими від аналогічних, виготовлених із легованих марок. Висловлення П.П. Аносова відносно перспектив булату ми підтвердили шляхом застосування булатного інструменту при обробці металів, деревини, грунту, пластичних матеріалів, при переробці м’яса і виробництві цукру та інше. Але загальна криза суспільства, котра і сьогодні поглиблюється, не дає змоги повноцінно реалізувати технологію.

Безперечно, технологія виробництва булату – це здобуток держави, але державі сьогодні абсолютно байдуже до булату, як і до інших здобутків українського народу.

Щоб не було так песимістично, скажу, що ми сьогодні попри все впевнено працюємо над подальшим освоєнням технології виробництва булатної сталі на металургійних заводах України, створюємо підприємства по виготовленню із неї промислової продукції різного призначення.

Сьогодні технологія виробництва булатної сталі є технологією якісної металургії в сучасному розумінні. Її застосування дозволить, з одного боку, значно скоротити марочну структуру сталей, котрі використовуються в промисловості, з іншого, отримати значний економічний ефект суб’єктам підприємництва.

І на завершення – деякі уточнення, які вимагає зробити наш час, з метою розуміння суті булату.

Історично і до сьогодення булат завжди асоціювався з використанням його в якості матеріалу для виготовлення лез при виробництві зброї. Даючи оцінку визначенню терміну «булат», науковці всього світу справедливо вважають його композиційним матеріалом з фазовою неоднорідністю та обов’язковою наявністю візерунку на поверхні виробу.

В результаті промислового виробництва булатної сталі порушуються умови формування візерунку, тобто він зникає, але сам метал залишається композиційним матеріалом з тією ж фазовою неоднорідністю. Подальше отримання візерунку на такому матеріалі легко здійснюється за третім способом, описаним П. П. Аносовим, що нами також підтверджено.

На закінчення, висловлюю глибоку надію, що в наш час вперше в світі промислово отриманий булат все ж таки стане гордістю нації і займе своє визначне місце як в промисловому застосуванні, так і в здобутках країни.