Основу клинков этих ножей составляют либо железо (ан. 10571, 10683, 10698, 10700), либо сырцовая, неравномерно науглероженная сталь (ан. 10575, 10706, 10713). Использовалось железо разных сортов.
Сталь, которая пошла на рабочую часть, отличается высоким содержанием углерода, что характерно для специально полученной цементованной стали.
На одном экземпляре представлена технология вварки стальной полосы в железную основу с последующей термообработкой (рис. 48, ан. 10694). Клинок ножа обломан, черенок выделен мелкими нечеткими уступами. На основу клинка пошло твердое железо, на лезвие — цементованная качественная сталь; термообработка — закалка с отпуском. Не исключено, что отпуск произошел случайно, во время вторичного попадания ножа в огонь.
Помимо ножей исследованы серп и коса. От серпа сохранился лишь небольшой фрагмент — острие (длина 9 см), на котором заметны насечки (рис. 49, ан. 10685). Как показало микроскопическое исследование, серп откован из неравномерно науглероженной стали с содержанием углерода 0,1–0,8 %. Структура феррита имеет дендритное строение за счет повышенного содержания фосфора (ликвации). С этим же связана высокая микротвердость структурных составляющих (254–297 кг/мм2). Термической обработке орудие не подвергалось, но по своим техническим характеристикам металл вполне отвечал функциональному назначению.
Коса-горбуша (рис. 49, ан. 10577) по размерам (длина сохранившегося полотна — 27 см, утрачен лишь самый кончик, ширина — 3 см, длина черенка — 7,5 см) и по форме относится к южному типу, для которого характерны широкое лезвие и укороченная черенковая часть (Колчин 1959: 96). Как показало микроскопическое исследование, коса откована из мягкого железа (микротвердость феррита — 110– 116 кг/мм2) и затем подвергнута односторонней цементации. Заключительная операция — закалка в холодной воде.
Таким образом, на основании проведенного металлографического исследования установлено, что при изготовлении изделий из Настасьина средневековые кузнецы использовали различные виды поделочного материала: железо разных сортов, сырцовую и цементованную сталь. Железо характеризуется различными показателями микротвердости феррита: от низких — 86,9—143 кг/мм2(мягкое железо), до высоких — 236–322 кг/мм2(твердое железо), сравнимых с показателями качественной стали. Это может служить косвенным указанием на использование различных сырьевых источников. Сталь употреблялась как сырцовая, полученная непосредственно в металлургическом горне, так и цементованная, полученная при науглероживании железной заготовки. Набор технологических схем, применявшихся при изготовлении изделий, был также разнообразен. При этом следует отметить, что технологические схемы не привязаны к определенной форме ножа, что хорошо видно на примере ножей с пластинчатыми рукоятями. Как было показано, подобные изделия изготавливались в разных технологиях: целиком из сырцовой стали, целиком из качественной цементованной стали, с использованием приемов цементации, а также с применением торцовой и косой наварки.
Кузнечные операции, особенно сварные работы, произведены качественно: следы перегрева или пережога металла, а также недогрева отсутствуют. Сварочные швы тонкие, чистые, т. е. сварка производилась при правильно выбранном температурном режиме.
Все сказанное свидетельствует о том, что мы имеем дело с продукцией квалифицированных мастеров, хорошо владевших навыками кузнечного искусства.
Распределение исследованных ножей по двум технологическим группам свидетельствует о преобладании изделий технологической группы I (25 экз.). В этом плане коллекция ножей из селища Настасьино вписывается в южные кузнечные традиции. Вместе с тем следует отметить достаточно высокую долю сварных поковок — к технологической группе II относятся 15 предметов. Значительная доля сварных изделий указывает на присутствие здесь продукции городских ремесленников, которая могла поступать из таких ближайших городских центров, как Коломна, Москва.
Селища Куликова поля
В последние годы на территории Куликова поля развернулись широкие междисциплинарные исследования. Одной из основных задач этих исследований является изучение истории заселения и хозяйственного освоения этой территории. Археологические исследования средневековых памятников позволили получить обширный материал для постановки вопроса о кузнечном ремесле в рассматриваемом регионе. Кроме большого количества найденных на памятниках предметов из железа и стали, здесь открыты и в разной степени изучены 22 археологических объекта конца XII — середины XIV в., содержащие остатки металлургического производства и первичной обработки железа (Гоняный, Наумов 1992: 30). Следует отметить факт интенсивного развития металлургического производства на Куликовом поле в XIV в. Феноменальность этого явления заключается прежде всего в том, что производство железа в это время, по подсчетам А. Н. Наумова, в несколько раз превышает собственные потребности местного населения (Наумов 2006).
Для изучения специфики кузнечной технологии привлекаются материалы двух селищ середины XIV в. — Грязновка-2 и Бучалки. На первом из этих памятников открыты остатки металлургического и, вероятно, металлообрабатывающего производств.
Памятники открыты в 1991 г. работами Верхне-Донской археологической экспедиции (Гоняный, Кац, Наумов 1997: 72). Выбор коллекции именно этих памятников для археометаллографического исследования обусловлен следующими факторами. Поселения имеют сравнительно узкую датировку — середина (возможно, 40—60-е гг.) XIV в., т. е. непосредственно предшествуют Куликовской битве. При археологических работах на селище Грязновка-2 был локализован участок, на котором концентрировались остатки кузнечного и железоделательного производства. По мнению авторов раскопок, сыродутный горн, исследованный на поселении, был наземного типа и мог достигать высоты 1 м (Гоняный, Кац, Наумов 1997: 72). Рядом с производственным сооружением располагались скопления шлаков, металлического лома и отходов металлургического производства. Культурный слой был насыщен шлаками, углем, кусками глиняной обмазки, железной руды, обломками глиняных сопел, металлическим ломом в виде обрубков пластин, прутков, проволоки различного диаметра, обломков гвоздей, ножей и т. п. Находки на поселении Грязновка-2 документируют полный цикл процесса получения железа и изготовления предметов из него. Как будет показано ниже, местные мастера не ограничивались производством черного металла, но и изготавливали из него некоторые категории орудий.
Для исследования из коллекции селища Грязновка-2 было отобрано 44 поковки: 31 нож, серп, лезвие топора, гвоздь, две крицы, полуфабрикат и семь заготовок. Коллекция предметов из поселения Бучалки составляет 17 экземпляров: 15 ножей, лезвие топора и заготовку. Ножи в большинстве случаев представлены обломками, поэтому говорить об их типах и размерах невозможно. Положительным моментом проведенного исследования было то, что изучены практически все изделия из черного металла, пригодные для металлографического анализа.
Из коллекции предметов, непосредственно связанных с металлургическим производством, металлографически исследованы два фрагмента криц. На шлифе одной из них обнаружена структура феррита, насыщенного шлаковыми включениями. В металле встречаются незаваренные поры. В шлаковых включениях видны восстановившиеся зерна железа, что свидетельствует о значительных потерях металла
