Oțelul Damasc: tehnici antice de fabricare a sabiei

Oțel Damasc și oțelul udat persan sunt nume comune pentru săbiile de oțel cu conținut ridicat de carbon, create de meșterii civilizației islamice în perioada Evului Mediu și poftită fără rod de omologii lor europeni. Lamele aveau o duritate și o tăiere superioară și se crede că nu au fost numite pentru acest lucru oraș Damasc, dar din suprafețele lor, care au un vârtej caracteristic de mătase udată sau de tip damasc model.

Fapte rapide: oțel Damasc

Ne este greu să ne imaginăm astăzi frica și admirația combinate generate de aceste arme: din fericire, ne putem baza pe literatură. Cartea 1825 a scriitorului britanic Walter Scott

Sabia legendară cunoscută sub numele de oțel Damasc a intimidat invadatorii europeni aiȚările sfinte ” aparținând Civilizația islamică de-a lungul cruciadelor (1095–1270 CE) Fierarii din Europa au încercat să se potrivească cu oțelul, folosind „tehnica de sudare a modelului”, forjată din straturi alternative de oțel și fier, care pliază și răsucea metalul în timpul procesului de forjare. Sudarea modelelor a fost o tehnică folosită de producătorii de sabii din întreaga lume, inclusiv Celti din secolul al VI-lea î.Hr., Vikingi din secolul al XI-lea și din secolul al XIII-lea Samurai japonezi săbii. Dar sudarea modelelor nu a fost secretul pentru oțelul Damasc.

Unii cercetători creditează căutarea procesului de oțel Damasc ca la originea științei moderne a materialelor. Dar fierarii europeni nu au duplicat niciodată oțelul Damascus cu miez solid folosind tehnica de sudare a modelelor. Cei mai apropiați au ajuns să reproducă rezistența, ascuțimea și decorarea ondulată a fost prin deliberat gravând suprafața unei lame sudate cu model sau decorarea suprafeței cu argint sau cupru filigran.

În tehnologia metalelor din vârsta mijlocie, oțelul pentru săbii sau alte obiecte a fost obținut de obicei prin procesul de înflorire, care a necesitat încălzirea minereului brut cu cărbune pentru a crea un produs solid, cunoscut sub numele de „floare” de fier combinat și zgură. În Europa, fierul a fost separat de zgura, încălzind înflorirea la cel puțin 1200 de grade Celsius, ceea ce l-a lichidizat și a separat separarea impurităților. Dar în procesul de oțel Damasc, bucățile de înflorire au fost plasate în creuzete cu port-carbon material și încălzit o perioadă de câteva zile, până când oțelul a format un lichid la 1300 - 1400 grade.

Dar cel mai important, procesul de creuzet a oferit o modalitate de a adăuga conținut ridicat de carbon într-un mod controlat. Un nivel ridicat de carbon asigură marginea dură și durabilitatea, dar prezența sa în amestec este aproape imposibil de controlat. Prea puțin carbon și materialele rezultate sunt fier forjat, prea moale pentru aceste scopuri; prea mult și obții fontă, prea fragilă. Dacă procesul nu merge corect, oțelul formează plăci de cimentită, o fază de fier care este fără speranță fragilă. Metalurgiștii islamici au reușit să controleze fragilitatea inerentă și să forțeze materia primă în armele de luptă. Suprafața modelată a oțelului Damasc apare numai după un proces de răcire extrem de lent: aceste îmbunătățiri tehnologice nu erau cunoscute de fierari europeni.

Oțelul Damasc a fost obținut dintr-o materie primă numită oțel wootz. Wootz a fost o calitate excepțională din oțel cu minereuri de fier fabricat pentru prima dată în sudul și sud-centrul Indiei și Sri Lanka poate încă din 300 î.Hr. Wootz a fost extras din minereu de fier brut și format prin metoda creuzetului pentru a se topi, a arde impuritățile și a adăuga importante ingrediente, inclusiv un conținut de carbon cuprins între 1,3-1,8% din greutate - fier forjat are, de obicei, un conținut de carbon de aproximativ 0,1 la sută.

Deși fierarii și metalurgiștii europeni care au încercat să-și facă propriile lame au depășit în cele din urmă problemele inerente unei conținut ridicat de carbon, ei nu au putut explica modul în care fierarii sirieni antici au obținut suprafața filigranată și calitatea finisajelor produs. Microscopia electronică de scanare a identificat o serie de adaosuri cunoscute și intenționate la oțelul Wootz, cum ar fi scoarța din Cassia auriculata (de asemenea, utilizat în bronzarea piei de animale) și frunzele din Calotropis gigantea (o lapte) Spectroscopia wootzului a identificat, de asemenea, cantități minuscule de vanadiu, crom, mangan, cobalt și nichel și unele elemente rare, cum ar fi fosforul, sulful și siliciul, dintre care se presupune că provin din minele din India.

Reproducerea cu succes a lamelor de damascen care se potrivesc cu compoziția chimică și posedă decorația din mătase udată și interiorul microstructura a fost raportată în 1998 (Verhoeven, Pendray și Dautsch), iar fierarii au putut folosi aceste metode pentru a reproduce exemplele. ilustrat aici. Rafinările la studiul anterior continuă să ofere informații despre procesele metalurgice complexe (Strobl și colegii). O dezbatere plină de viață cu privire la posibila existență a unei microstructuri „nanotub” din oțel Damasc dezvoltat între cercetătorii Peter Paufler și Madeleine Durand-Charre, dar nanotuburile au fost în mare parte discreditat.

Cercetări recente (Mortazavi și Agha-Aligol) privind plăcile de oțel pentru operațiuni Safavid (sec. XVI-XVII) au fost, de asemenea, realizate din oțel wootz folosind procedeul damascen. Un studiu (Grazzi și colegii) a patru săbii indiene (tulwars) din secolele XVII până în secolele XIX folosind Măsurătorile de transmitere a neutronilor și analiza metalografică au fost în măsură să identifice oțelul wootz bazat pe componente.

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Paris: Presses des Mines, 2007. Imprimare.
• Embury, David și Olivier Bouaziz. "Compoziții pe bază de oțel: forțe de conducere și clasificări"Revizuirea anuală a cercetării materialelor 40.1 (2010): 213-41. Imprimare.
• Kochmann, Werner și colab. "Nanowires din oțelul antic Damasc"Journal of Alloys and Compounds 372.1–2 (2004): L15-L19. Imprimare.
• Reibold, Marianne și colab. "Descoperirea nanotuburilor din oțelul antic Damasc. „Fizica și ingineria materialelor noi Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci și Klaus Wandelt. Voi. 127. Springer Proceedings in Physics: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Imprimare.
• Mortazavi, Mohammad și Davoud Agha-Aligol. "Abordare analitică și microstructurală pentru studiul plăcilor de oțel ultra-ridicate cu carbon (UHC) istorice aparțin Bibliotecii Naționale Malek și Instituției Muzeului, Iran.„Caracterizarea materialelor 118 (2016): 159-66. Imprimare.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner și Wolfgang Scheiblechner. "Combinații noi de oțel produse de tehnica Damasc"Forumul de Inginerie Avansată 27 (2018): 14-21. Imprimare.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner și Wolfgang Scheiblechner. "Incrustatie din otel Damasc pe o lama sabiei - Producție și caracterizare"Materiale cheie de inginerie 742 (2017): 333-40. Imprimare.
• Verhoeven, John D. și Howard F. Clark. "Difuzie de carbon între straturile din lamele moderne de Damasc sudate cu model.„Caracterizarea materialelor 41.5 (1998): 183-91. Imprimare.
• Verhoeven, J. D., și A. H. Pendray. "Originea modelului Damasc în lamele de oțel Damasc. "Caracterizarea materialelor 47.5 (2001): 423-24. Imprimare.
• Wadsworth, Jeffrey. "Arheometalurgie legată de săbii"Caracterizarea materialelor 99 (2015): 1-7. Imprimare.
• Wadsworth, Jeffrey și Oleg D. Sherby. "Răspuns la comentariile Verhoeven despre Damascus Steel.„Caracterizarea materialelor 47.2 (2001): 163-65. Imprimare.