Микроструктурное исследование тигельных сталей эпохи Средневековья по материалам археологических памятников Центральной и Северо-Западной Азии: проблема булата

Микроструктурное исследование
тигельных сталей эпохи Средневековья
по материалам археологических памятников
Центральной и Северо-Западной Азии: проблема булата

doi:10.17746/1563-0102.2024.52.3.082-090

Н.М. Зиняков
Кемеровский государственный университет ул. Красная, 6, Кемерово, 650000, Россия

Статья посвящена изучению микроструктуры изделий из тигельной стали, обнаруженных на археологических памятниках IX-XV вв. в Центральной и Северо-Западной Азии. Металлографическое исследование находок, происходящих из поселенческих и погребальных комплексов с точно определенными хронологией, локализацией и набором артефактов, играет важную роль в постижении истории булата и восстановлении технологии выплавки и механической обработки сверхвысокоуглеродистой тигельной стали. Изучение макро- и микроструктуры, химический анализ рассматриваемых изделий показали крайне высокую концентрацию углерода в металле — от 1,7 до 2,1 %. Характерным признаком микроструктуры исследованных сплавов является наличие темной матрицы, белых включений ледебурита и карбидов железа. Сочетание структурных составляющих находит свое отражение в узорчатом строении стали. Отмеченные признаки дают основание отождествлять ее с восточным булатом. Результаты микроструктурных исследований расширяют наши представления о существующих разновидностях булата, особенностях строения и фазовом составе отдельных групп сверхвысокоуглеродистой тигельной стали, технологии тигельной плавки, характере пластической и термической обработки и физических свойствах железоуглеродистых сплавов.

Ключевые слова: Центральная и Северо-Западная Азия, Средневековье, черная металлургия, металлографический анализ, тигельная сталь, булат

Microstructural Study of Medieval Crucible Steels
from Archaeological Sites in Central and Northwest Asia:
Identifying the Bulat

N.M. Zinyakov
Kemerovo State University, Krasnaya 6, Kemerovo, 650000, Russia

The microstructure of 9th-15th century artifacts made of crucible steel, found at sites in Central and Northwest Asia, is described. Metallographic study of items from settlements and burials with precise data on chronology, location, and accompanying artifacts are important for reconstructing the history of bulat and the technology of melting and processing ultra-high-carbon crucible steels. The study of macro- and microstructure, and the chemical analysis of such items indicate an extremely high content of carbon—1.7-2.1 %. The characteristic feature of their microstructure is dark matrix with white inclusions of ledeburite and iron carbides. The combination of structural components is mirrored by patterned structure of metal. These properties suggest that such metal is identical with bulat steel. Findings of macro-structural analysis extend our knowledge of the varieties of this metal, its structural features, phase composition of separate groups of ultra-high-carbon crucible steel, smelting technology, plastic and thermal treatment, and physical properties.

Keywords: Central and Northwest Asia, Middle Ages, ferrous metallurgy, metallographic analysis, crucible steel, bulat steel