Энциклопедия вооружений
Энциклопедия вооружений
Изготовление Катаны
Производство катаны состоит из множества этапов и может длиться до нескольких месяцев. В начале куски стали сорта тамахаганэ складываются вместе, заливаются глинистым раствором и посыпаются золой. Это необходимо для удаления из металла шлака, который во время плавления выходит из него и впитывается глиной и золой. После этого куски стали раскаляют, чтобы дать им соединиться друг с другом. Затем полученный блок проковывают молотом: его расплющивают и складывают, затем снова расплющивают и опять складывают — и так удваивают количество слоев (при 10 складываниях 1024 слоя, при 20 — 1048576) Таким образом углерод распределяется равномерно в заготовке, благодаря чему твёрдость клинка в каждом его участке будет одинаковая. Далее в блок из тамахаганэ требуется добавить более мягкую сталь, чтобы клинок не сломался при больших динамических нагрузках. В процессе ковки, длящейся несколько дней, блок вытягивается в длину и путём композиции полос с различной твёрдостью создаётся структура клинка и его первоначальная форма. После этого на будущий клинок наносится слой жидкой глины — для предотвращения перегрева и окисления. В процессе закалки, при соблюдении технологического процесса, между якибой (твердой частью с режущей кромкой) и хирадзи (более мягкой и гибкой частью) формируется хамон. Этот рисунок принимает свой окончательный вид в момент закалки меча и проявляется в процессе полировки. Хамон, в отличие от линии зонной закалки, это материал на стыке двух сталей, из которых куется клинок, показывающий насколько хорошо владеет мастерством создатель катаны. Далее следует закалка: клинок разогревается до температуры, строго зависящей от металла, который применяется для ковки и быстро охлаждается, вследствие чего атомная структура одного из композитов переходит в состояние мартенсит, и режущая кромка приобретает чрезвычайную твёрдость. После осуществляется долгий процесс придания клинку окончательной формы, заточки и полировки, которую полировщик проводит с применением камней различной зернистости (до 9 ступеней). При этом мастер уделяет особое внимание достижению идеально плоских поверхностей и строгих углов граней между сопрягаемыми поверхностями. В конце заточки мастер работает очень маленькими камнями-пластинками, которые он держит одним-двумя пальцами или специальными дощечками. С особой тщательностью проводится проявление всех деталей и особенностей хада. В некоторых случаях, в особенности современными мастерами, на не закалённых частях клинка наносится гравировка декоративного характера преимущественно буддийской тематики. После полировки и декорирования рукояти, на которое уходит ещё несколько дней, катана готова.
По традиции японские мечи делаются из рафинированной стали. Процесс их изготовления уникален своей «традиционностью» (согласно Псевдо-Аристотелю, именно с таким сырьём имели дело изобретатели металлургии железа — халибы) и обусловлен применением железистого песка, который очищается под воздействием высоких температур для получения железа с более высокими показателями чистоты. Из железистого песка добывается сталь. Раньше процесс происходил в печи татара (прямоугольной сыродутной печи). Полученная из песков крица по составу неоднородна, доля углерода в нём колеблется от 0,6 до 1,5 %. Для меча же требуется сталь с неизменным процентом углерода (приблизительно 0,6—0,7 %). Чтобы полностью очистить металл и добиться требуемого и равномерного содержания в нём углерода, была моздана специальная техника складывания, высокая эффективность которой сопоставима с её трудоёмкостью. Особенностью железистого песка является низкое содержание серы и фосфора, которые способствуют сегрегации (нарушению кристаллической структуры стали) и потому нежелательны. По той же причине во время ковки используется малосернистый древесный уголь.
Сначала стальные осколки перековываются в слитки, которые в свою очередь раскаляются, складываются по длине и ширине и посредством ковки снова возвращаются к прежней форме.
Во время ковки происходит угар стали, вследствие чего металл теряет в весе. Одновременно из-за окисления уменьшается доля углерода. Для контроля над этими процессами во время ковки соединяются слитки с разным содержанием углерода. После многократного сложения стали образуются многочисленные тончайшие слои, которые после специальной полировки и заточки становятся заметны на поверхности лезвия.
Данная методика служит исключительно для очистки стали, достижения однородности её структуры и регулирования содержания углерода. Мнение, что хорошая катана должна состоять из как можно большего числа слоев стали, ошибочно. В зависимости от качества тамахаганэ и желаемого процента углерода слиток перековывается от 10 до 20 раз. Кузнец (как, например, Канэнобу или кто-то из его рода) повторяет цикл столько раз, сколько необходимо для получения однородного слитка с требуемыми характеристиками. Излишнее растягивание этого процесса размягчает сталь и ведёт к дальнейшим потерям металла из-за угара.
У заводских японских мечей времён Второй мировой войны сталь обычно содержит от 95,22 до 98,12 % железа и 1,5 % углерода, благодаря чему сталь имеет высокую твёрдость. Дополнительно в ней содержится некоторое количество кремния, придающего клинку высокую гибкость и высокую ударную вязкость. В умеренных количествах (в зависимости от места добычи сырья) могут присутствовать медь, марганец, вольфрам, молибден, а также случайные вкрапления титана.
Не всякая сталь годится для производства меча. Оригинальный кованый меч изготовлен, в отличие от дешёвых копий, не из нержавеющей стали класса 440А, то есть инструментальной стали, полученной путём прокатки, имеющей твёрдость по шкале Роквелла 56 HRC и непригодной, как материал для катаны. Кроме того, подлинный меч не имеет волнообразной заточки, гравировки или протравки, имитирующей хамон. Степень твёрдости, свойственная оригиналам, достигается только путём специальной обработки металла. Во время ковки также формируется кристаллическая структура стали. Закалка режущей стороны до 62 HRC вместе с эластичностью гарантирует высокое качество японских клинков. Благодаря высокой твёрдости (60—62 HRC) меч долгое время сохраняет остроту. Исключительная режущая способность в направлении, перпендикулярном плоскости лезвия (в отличие от резки в продольном направлении — наподобие пилы, которая двигается вдоль своей продольной оси), принцип которого задействован также в процессе бритья, то есть, когда лезвие двигается под прямым углом строго перпендикулярно своей плоскости, объясняется использованием чистого карбида железа, благодаря которому при заточке достигается очень малая толщина лезвия без зазубрин. Карбид железа образуется, как правило, в ржавеющей стали, в то время как высокотехнологичная нержавеющая сталь не даёт такого гладкого лезвия без зазубрин. Однако эти микроскопические зазубрины превращают лезвие в подобие миниатюрной пилы, что является преимуществом такого оружия при условии применения соответствующей техники боя. Уже викинги в эпоху раннего Средневековья искусно владели техникой многослойной проковки стали для мечей; в ходу были весьма эффектные дамасские клинки, по форме не имеющие ничего общего с японскими. Франки также производили хорошую сталь, которая не нуждалась в складывании для достижения однородности. В плане технологического сталелитейного и кузнечного процесса, нацеленного на требуемые свойства материала, и особенностей обработки поверхности японские стальные изделия не имели сходства с европейскими, что обусловлено принципиально разными боевыми техниками и различиями в конструкции доспехов.
Так же как и западные кузнецы Средневековья, использовавшие зонную закалку, японские мастера закаляют клинки не равномерно, а дифференцированно. Довольно часто клинок изначально имеет прямую форму и получает характерный изгиб в результате закалки, дающей лезвию твёрдость 60 по Роквеллу, а задней части меча — лишь 40 единиц. В основе закалки лежит изменение кристаллической структуры стали: за счёт быстрого охлаждения раскалённого металла (обычно оно происходит в ванне с водой) аустенит превращается в мартенсит, имеющий больший объём. Из-за этого режущая часть меча растягивается и меч изгибается. Изогнутый меч имеет то преимущество, что он лучше режет и обеспечивает более эффективный удар. Поэтому такой тип получил широкое распространение.
Перед самой закалкой меч покрывается смесью из глины и угольного порошка (могут содержаться и другие ингредиенты). На режущую кромку наносится более тонкий слой, чем на другие участки клинка. Для закалки лезвие нагревается сильнее, чем задняя часть. При этом важно, чтобы, несмотря на разницу температур (например, 750—850 град.C), меч в поперечном сечении и обратная сторона нагревались равномерно. Во время охлаждения в тёплой воде лезвие, нагретое сильнее остальных частей, остывает быстрее и получает более высокое содержание мартенсита, чем остальные участки клинка. Граница этой узкой зоны (хамон) хорошо видна после закалки и полировки меча. Она представляет собой не линию, а довольно широкую зону (здесь перепутаны якиба («обожженное лезвие») — собственно закалённая часть клинка, и хамон — узкая линия, отделяющая закалённую часть от незакалённой).
Некоторые мастера-кузнецы придают хамону более замысловатую форму, нанося глину волнообразно, неравномерно или узкими косыми линиями. Полученный таким образом рисунок хамона служит для идентификации принадлежности клинка меча к определённой кузнечной школе, но, как правило, не является показателем качества. Можно встретить клинки очень высокого качества с прямым, шириной не более миллиметра, хамоном, равно как и экземпляры с очень волнистым рисунком, считающиеся грубой работой, и наоборот. Хамон с множеством узких «волн» образует в мече узкие эластичные участки (аси), препятствующие распространению трещин в металле. Однако в случае образования поперечной трещины меч становится непригодным к эксплуатации.
Меняя длительность и температуру нагрева, предшествующего охлаждению, кузнец может добиться и других эффектов на поверхности меча (например, ниэ и ниой — характерные мартенситные образования различного размера).
Вслед за закалкой (нагревом и охлаждением) следует отпуск — нагрев закалённого изделия в печи с последующим медленным охлаждением. При температуре около 200 град.C происходит снятие внутренних напряжений в металле, благодаря этому достигается необходимый баланс твёрдости и вязкости.
Термическая обработка — весьма тонкий этап в производстве катаны, и даже опытный мастер-кузнец может потерпеть здесь неудачу. В этом случае меч заново закаляется и отпускается. Однако процесс можно повторять лишь ограниченное число раз: если все попытки провалились, клинок считается бракованным.
После окончания своей части работы, к которой также относится и обработка поверхности при помощи сэн — инструментом, похожим на металлический скребок, кузнец передаёт меч полировщику — тогиси. Его задача состоит в том, чтобы заточить и отполировать клинок — сначала грубыми камнями, затем более тонкими. Работа над одним клинком на этом этапе длится примерно 120 часов. Тогиси не только затачивает меч, но и выделяет при помощи различных техник структуру металла на поверхности клинка, хамон, также хада, являющихся «кожей» изделия и дающих представление о технике ковки. Вместе с этим есть возможность устранить мелкие недостатки, возникшие в процессе изготовления.
Выше боевых качеств меча сегодня ценятся качество стали и эстетические свойства, которые достигаются только благодаря технологически верно проделанной полировке. При этом форма и геометрия меча, которые придал ему кузнец, должны полностью сохраниться. Поэтому ремесло полировщика подразумевает также точное знание стиля того или иного кузнеца, а также кузнечных школ прошлых веков.
