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追踪:吐鲁番地区防洪铸铁闸门报价

发布时间:2020-03-26 10:56:01

吐鲁番地区防洪铸铁闸门报价wxpRlPgS十字军东征之后,大马士革刀的声誉达到顶峰。在随后几个世纪的时间里,乌兹钢和大马士革刀的冶炼锻造工艺,成为许多国家冶金研究的课题。俄罗斯冶金专家模拟乌兹钢的冶炼工业,利用坩埚制造出一种外貌上十分解近乌兹钢的新型钢材,称为布拉特钢。单纯从外观来看,布拉特钢与乌兹钢几乎真假难辨。但在性能上,布拉特钢更接近于铸铁,坚硬而缺乏韧性。直到现在,仍有人用现代生产的布拉特钢冒充古董乌兹钢锭。下面匠人工坊手锻大马士革刀官网带你了解究竟什么是布拉特钢,它跟乌兹钢有什么区别,性能到底怎么样。

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布拉特钢的诞生

在俄罗斯传说当中,布拉特钢是成吉思汗军队制造武器的原料,曾经陪伴蒙古军队驰骋疆场。然而这些传说并没有多少史料支持,更像是俄国商人为推销布拉特钢而杜撰出来的故事。

可以肯定的是,布拉特钢是模仿乌兹钢的产物。但遗憾的是,它虽然具有了类似于乌兹钢的图案外形,但在性能上与乌兹钢还有一段距离,只能算是一件失败品。虽然如此,在19世纪的俄国,这种十分坚硬的钢材在当地仍然属于高品质的钢铁材料,被广泛用于制造刀剑、枪炮。俄国有很多布拉特钢制成的大炮。

当时,俄罗斯科学界以Pavel Petrovich Anosov为首的许多冶金学金都开始模拟乌兹钢制作工艺,尝试创造出与乌兹钢相似的钢材。

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1、“布拉特钢将会取代市面上的所有钢材”

Anosov从小时候起,就对剑非常痴迷,他于1810年进入圣彼得堡矿山学员学校,在那里,他第一次在展览柜中看到了大马士革钢剑。

1817年11月,他被送往乌拉尔南部Zlatoust矿区的工厂工作,接着很快就晋升为了“武器装饰部”的检查员。在那里,他再次接触到了大马士革钢。

自此之后,Anosov一直致力于研究各种淬火技术,他虽没能完美复制出乌兹钢,但却因此开发出了能够大大提高钢材硬度的方法,并将用这种方法制作而成的钢铁称为布拉特。

1841年,Anosov宣称:“布拉特钢将会取代目前用于制造武器和农业器具的所有钢材。” 当然,这一理想并未实现。

2、“超塑性钢”

Wadsworth和Sherby宣称,他们发现了一种与大马士革钢几乎完全相同的超塑性钢,这种超塑性钢通过现代方法生产,可以减少对时间和温度的要求。他们宣称这种钢材只需在高温下保持几个小时,就可以锻打成形,然后只需要加热到适中的温度,就可以进行淬火以达到极高的硬度。

但实际上,这种超塑性钢并不能完美复制大马士革钢的优秀性能。

布拉特钢与乌兹大马士革钢的区别

布拉特钢与乌兹钢有本质上的区别,前者本质是铸铁,后者本质是钢。

传统乌兹钢的组织是由先共析铁素体中析出的2次碳化物偏聚集导致的。还包括由珠光体和碳化物组成的带状组织。

(乌兹钢金相照片)

布拉特钢则由大量一次偏析枝晶导致。和亚共晶白口铸铁非常相似。

(布拉特钢组织照片)

(亚共晶铸铁组织照片)

从外观来看,如果出现热液交代网格,即可认为是铸铁类原料锻造而成的结果,而非乌兹钢花纹。

(乌兹钢)

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(布拉特钢)

从硬度上来看,布拉特钢比乌兹钢整体硬度要高得多,但是缺乏韧性。古代乌兹钢兵器整体硬度都在50hrc以下(但是局部显微硬度可以达到65hrc),且抗断裂能力非常好。而布拉特钢的硬度却能达到61-63hrc,不过因为其极脆的枝晶骨架结构,缺乏刀剑所需要的韧性。

在成分上,布拉特钢中的铬和硫含量要远高于乌兹钢。

布拉特钢的制作方法

19世纪初期俄罗斯冶金学家Anosov成功利用液态偏析法,制造出了带有枝晶花纹的布拉特钢,其成分在很大程度上更接近铸铁。

根据Anosov和后来俄罗斯布拉特研究者的论述,布拉特钢是将含碳量高于2%的钢铁原料(纯铁和石墨作为初始成分)于1550℃-1950℃的封闭坩埚中高温融化2个小时,然后将其置于1400℃的温度中2个小时以上,再以足够缓慢的速度降温(无数俄文资料里引用过阿诺索夫的名言“煮的时间越长,钢的质量越好 ”。当然这是和现代冶金实践经验完全相反的驳论),直到常温为止。最终制成布拉特钢锭。

由于其制作工艺的原因,冷却的速度要求非常缓慢,也因此俄制布拉特钢的内部往往会存在大量热液交带网格、粗大缩孔等。这些网格经过锻造拉伸就会成为粗大交叉状的扭曲纹路分布在刀身上。看上去貌似裂纹。

(热液交带网格)

(被拉伸的热液交带网格)

布拉特钢因为有以上特性,并且往往含碳量较高,常常高达2%以上,有些甚至达到6%,超出了钢铁的范围。所以锻造难度非常大,经常需要低温锻造,并且反复循环,更有甚者需要进行石墨化处理方可锻造,使碳化物不可逆的成为稳定的石墨(现代热处理规范中严格规定一旦出现石墨化即为报废)。不过,虽然有这样的缺点,长久以来俄罗斯仍然将其作为制作乌兹钢刀剑仿制品的材料。

除此之外,还有一种不锈布拉特钢工艺,是在钢材原料中添加百分之十几的铬来达到不锈的目的。最简单的工艺是使用含碳2%以上,含铬18%的Cr18型耐热铸铁进行布拉特式枝晶粗化。Cr将在布拉特钢当中代替Fe与碳形成碳化物。由于Cr7C3颗粒尺寸远远大于Fe3C,而且极易剥落,因此这种不锈布拉特钢,除了使布拉特钢原本所具有的高脆性更加明显并且降低锋利度外,并没有其他显而易见的优点。

布拉特钢的外观和结构

1、外观

“灰色布拉特”因断口和表面呈灰色而得名,这一点有别于乌兹钢酸洗后较高对比度的深色。图一放的是匠人工坊手锻大马士革刀,经反复折叠锻打及酸洗后,花纹颜色对比明显。图二是布拉特钢。

(图一)

(图二)

布拉特钢的花纹成因是大量的粗大一次碳化物枝晶经过锻造扭曲组成的带状组织。

(布拉特钢花纹)

由于其缩孔和氧化程度严重,甚至大量的碳变成石墨存在于钢铁当中,金相组织在电镜下很“脏”。制做出的刀,尤其是长刀,上面往往会出现类似长时间锈蚀后留下的凹陷。

2、结构

碳的量和冷却方案决定了最终钢的结晶和化学成分,缓慢冷却过程使渗碳体在铁素体晶体之间以微粒沉淀并以随机图案排列。

布拉特钢的性能

布拉特钢经淬火回火后的成型制品很硬,可以达到61-63hrc,比传统的钢制武器更坚固、更耐用,所以,俄罗斯的剑士更喜欢用布拉特钢制造兵器。不仅如此,它还被用来制作大炮。

在布拉特钢诞生的时代,它无疑是一种坚硬而耐用的先进钢材,但是其枝晶骨架几乎没有任何塑性和韧性,非常之脆,和乌兹钢相比,布拉特钢的性能更接近铸铁,锻造刀剑的难度更大,刀剑的抗断裂能力较差。

参考文献:

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