Кузнец-любитель

3) Мягкая сталь – для выделки кос, ножей и прочего.

В продаже известно много сортов стали, из которых укажем на следующие:

1) Уклад, марянка, или сырая сталь, продаваемая в виде полос, получается обезуглероживанием чугуна, то есть отнятием от него части углерода. Сырая сталь составляет как бы переход от чугуна к железу и служит материалом для приготовления из нее сортов стали плохого качества; масса неоднородная, что видно по излому – крупнозернистому, неодинаковой величины и блеска.

2) Рафинированная сталь получается из сырой стали посредством сварки и проковки; в изломе мелкозерниста, цвета синевато-серого, с незначительным металлическим блеском; сложение массы хотя не вполне однородно, но значительно лучше, чем в сырой стали.

3) Литая сталь получается плавлением ковкого чугуна или сырой стали, отчего она и получила свое название. Литая сталь имеет в высшей степени однородное сложение, в изломе мелкозерниста, тверда и в то же время хорошо обрабатывается в нагретом состоянии. Эта сталь идет по преимуществу на изготовление лезвий дорогих и острых инструментов для обработки металлов и дерева.

Кроме главных описанных нами металлов, кузнецу приходится иногда иметь дело и с некоторыми другими, например с медью и сплавами ее с другими металлами.

Медь встречается в природе в самородном состоянии, но чаще в виде медных руд в соединении с серою, кислотами или в виде окислов. В древности металл этот играл такую же роль в жизни человека, какую в наш век играет железо. Из меди делалась большая часть тех вещей, на изготовление которых теперь идет железо: например, оружие, домашняя утварь, инструменты и т. д.

Мы не будем останавливаться на способах получения меди из руд, а перейдем прямо к ее свойствам и сортам, встречающимся в продаже.

Металлическая (красная) медь, находясь в сухом состоянии, при обыкновенной температуре, не окисляется; на влажном воздухе покрывается тонкою пленкою зеленого цвета, известного под именем медной ржавчины. В расплавленном состоянии медь плохо заполняет формы, так как в этом состоянии поглощает воздух и выделяет его при остывании, а следовательно, уменьшается в объеме. Для отливок медь, по большей части, идет в виде сплава с цинком (две части меди и одна цинка), называемого латунью или желтою медью.

Медь обладает значительною ковкостью и тягучестью. Из нее вытягивают тончайшую проволоку, и она может быть сплющена в тончайшие листы. Медь имеет мелкозернистое сложение, которое после проковки переходит в волокнистое. Удельный вес меди весьма непостоянен, колеблется между 8,5 и 8,96 и может быть увеличен механическою обработкою металла.

Красную и желтую медь можно нагреть в кузнечном горне так же, как железо и сталь, но при нагревании меди необходимо всегда обращать внимание на ее сорт. Желтая медь выдерживает высокую температуру нагрева хуже, чем красная. Вообще медь нагревают до темно-красного каления и перед обработкою опускают в воду, отчего она делается мягкою.

В торговлю медь поступает в вид плиток или же листами. Последние получаются или сплющиванием плиток под молотком, или прокаткою на вальцах. Продажная медь редко бывает свободна от посторонних примесей: серы, мышьяка, закиси меди и прочего. Примеси эти ослабляют ковкость и тягучесть меди, особенно закись меди, которая делает металл хрупким и ломким в холодном состоянии. Лучшими по чистоте считаются наша русская и шведская медь.

Между всеми металлическими сплавами наибольшим применением пользуются различные сплавы меди.

Латунь (зеленая или желтая медь) состоит обыкновенно из одной части красной меди и двух частей цинка. При увеличении пропорции цинка в этой смеси твердость сплава также увеличивается; так что при двух частях цинка на одну часть меди сплав делается настолько тверд и хрупок, как чистый цинк, почему идет на выделку полированных кругов. Наоборот, с увеличением в сплаве количества меди увеличиваются тягучесть и ковкость. Вообще все сплавы, в которых содержание цинка не превышает 40 %, отличаются еще достаточною ковкостью и тягучестью; они плющатся в листы и тянутся в тонкую проволоку. Наибольшею же тягучестью обладает сплав из 15–20 частей цинка на 80–85 частей меди.

В изделиях употребляются преимущественно лишь те сплавы меди с цинком, в которых содержание меди более, чем содержание цинка. Такие сплавы превосходят чистую медь в том отношении, что легче плавятся, менее изменяются на воздухе, легче куются, точатся и вытягиваются в проволоку, лучше заполняют все извилины форм при отливке различных изделий и, наконец, стоят дешевле чистой меди.

Томпак – также сплав меди с цинком, но с значительным преобладанием меди, именно от 82 до 98 частей меди на 2–18 частей цинка. Сплав этот дороже латуни; отличается от нее более красным цветом, большею мягкостью и тягучестью.

Бронза – сплав красной меди с оловом. Этот-то сплав и есть тот древнейший металл, из которого до открытия железа выделывались оружие, монеты и украшения древних. Пропорция содержания в смеси меди бывает весьма различна, соответственно чему изменяются и свойства получаемых сплавов. Вообще примесь к меди олова делает ее тверже, звонче, легкоплавче, но вместе с тем и хрупче. С изменением свойства сплава изменяется и цвет его. При содержании олова, не превышающем 25 %, бронза имеет еще красноватый цвет, сохраняет известную степень вязкости и тягучести; с переходом за этот предел цвет ее делается серо-стальной, тягучесть же мало-помалу заменяется хрупкостью. Примесь к бронзе цинка сообщает ей желтоватый цвет, который делается весьма красив при содержании в сплаве цинка в большем количестве против содержания олова.

На воздухе бронза окисляется быстрее чистой меди, покрываясь зеленым слоем окиси. Подобною зеленью покрыты, например, все античные статуи и другие бронзовые изделия, открываемые в земле. Поэтому для подражания античной бронзе придумали покрывать новые бронзовые изделия искусственным слоем зелени. Для этого бронзовые изделия погружают на несколько дней в крепкий раствор поваренной соли, после чего их обмывают водою и медленно сушат. Следствием этой обработки на поверхности предметов образуется слой зелени, держащийся весьма прочно. Или вместо соляного раствора берут сахарный, к которому примешивают небольшое количество щавелевой кислоты. Остальные приемы остаются те же. Слабый раствор аммиака также покрывает бронзовые поверхности зеленью, но зелень эта не отличается прочностью.

Бронза имеет то замечательное свойство, что от нагревания до темно-красного каления и затем от быстрого охлаждения она теряет свою хрупкость и становится ковка и тягуча. Для сообщения же такой размягченной (отпущенной) бронзе прежней ее твердости ее закаливают, но опять-таки противоположным путем, чем железо и сталь, а именно: нагревают и дают медленно остыть. Таким образом, отпуск и закалка бронзы совершаются прямо противоположными приемами по сравнению с отпуском и закалкою железа и стали.

Кузнецу чаще всего приходится иметь дело с железом и сталью и редко с медью и латунью. Чугун же в кузнечном деле вовсе не употребляется.

О кузнечном деле

Для того чтобы приготовить какую-либо вещь из железа или стали, надо прежде всего выбрать кусок материала, который по своему внешнему виду более или менее близко подходил бы к форме и размерам этой вещи. С этою целью иногда бывает достаточно отрубить кусок железа и затем обработать его в холодном состоянии подходящими инструментами – и вещь готова. В большинстве же случаев придание формы вещи ведет за собою более сложную подготовку, так как материал может по своей форме совершенно не подходить к требуемому внешнему виду, а обработка его в холодном состоянии тяжела и неудобна. Вообще железо и сталь обладают большою твердостью и нелегко обрабатываются рубящими и режущими инструментами, в особенности сталь. Но если последнюю нагреть докрасна, то она размягчается и может посредством ударов молота принять всевозможные формы, сохраняемые после остывания.

Операция сообщения металлу известной мягкости посредством накаливания и обработки его в этом состоянии называется ковкою, а ремесло, на ней основанное, – ковальным или кузнечным делом. В кузнице, впрочем, производится не одна только ковка, но также сварка (соединение) отдельных кусков металла между собою, закалка стали и другие операции, требующие нагрева, но не плавления, которое относится к литейному делу.

Ковкою металла имеют цель придать вещи только приблизительную форму и подходящие размеры, что же касается до отделки ее, то это относится к слесарной или токарной работе. Таким образом, кузнец, в большинстве случаев, только оболванивает вещь, облегчая непосредственно следующую затем работу слесаря или токаря. Но есть вещи и изделия, которые выходят из рук кузнеца в совершенно готовом виде: например, подковы для лошадей, гвозди, скобы, болты, петли, крюки и т. п.

Кузнечные горны

Ковать металлы можно только в нагретом состоянии, именно до той температуры, когда металл получит достаточную для обработки его молотком степень мягкости и способность изменять форму по произволу кузнеца.

Наши обыкновенные печи, даже при самом усиленном накаливании их, для этой цели не годятся, ибо не в состоянии развить требуемую высокую температуру, а потому употребляется специальная печь – кузнечный горн, в котором энергия горения поддерживается искусственно, посредством особых воздуходувных приборов – мехов и вентиляторов.