Damaszkusz acél: ősi kardkészítési technikák

damaszkuszi acél A perzsa és az itatott acél közismert neve a magas széntartalmú acél kardoknak, amelyeket az iszlám civilizáció kézművesei készítettek a középkorban, és amelyek gyümölcsöt nélkülöztek az európai társaik után. A pengék kiemelkedő szilárdságú és élvonalbeli, és úgy gondolják, hogy nem a Damaszkusz városa, de felszínükről, amelyek jellegzetes itatott-selyemmel vagy damaszt-szerű kavargással rendelkeznek minta.

Gyors tények: Damaszkusz acél

Nehéz elképzelni, hogy manapság ezek a fegyverek milyen félelmet és csodálatot jelentenek: Szerencsére megbízhatunk az irodalomban. A brit író, Walter Scott 1825-ös könyve

A damaszkuszi acélnak nevezett legendás kard megfélemlítette a „Szent Földek a Iszlám civilizáció a keresztes hadjáraton (1095–1270 CE). Európában a kovácsok megkísérelték illeszteni az acélt a "mintahegesztési technika" segítségével, acél és vas váltakozó rétegeiből kovácsolva, a kovácsolás során a fémet hajtogatva és elcsavarva. A mintás hegesztés olyan technika volt, amelyet a kardkészítők használtak a világ minden tájáról, ideértve a A Kr. E. 6. századi kelták, A 11. századi vikingek és a 13. század Japán szamuráj kard. De a mintahegesztés nem volt a damaszkuszi acél titka.

Egyes tudósok a damaszkuszi acélfolyamat kutatásának a modern anyagtudomány eredeteként tartják számon. De az európai kovácsok soha nem másolták a szilárd magas Damaszkusz-acélt mintahegesztési módszerrel. A legjobban az erő, az élesség és a hullámos dekoráció szándékos replikálása volt a mintával hegesztett penge felületének maratása, vagy ezüst vagy réz díszítése finom.

A középkorú fémtechnikában a kardokhoz vagy más tárgyakhoz használt acélt általában virágzási folyamat útján nyerik, amelyhez a nyers érc faszénkel történő hevítését egy szilárd termék előállításához, az úgynevezett "vas és fém" virágzásának nevezték el salak. Európában a vasat a salakból elkülönítették oly módon, hogy a virágot legalább 1200 Celsius fokra melegítették, amely ezt megtisztította és elkülönítette a szennyeződéseket. De a damaszkuszi acélgyártás során a virágzó darabokat széndioxidos tégelyekbe helyezték anyagot és néhány napig hevítették, amíg az acél folyadékot képez 1300–1400 ° C hőmérsékleten fok.

De ami a legfontosabb: a tégelyes eljárás lehetővé tette a magas széntartalom hozzáadását ellenőrzött módon. A magas szénatom biztosítja a lelkes életet és a tartósságot, de jelenlétét a keverékben szinte lehetetlen ellenőrizni. Túl kevés a szén és a kapott cucc kovácsoltvas, ezen célokra túl puha; túl sok, és öntöttvas lesz, túl törékeny. Ha a folyamat nem megy jobbra, akkor az acél cementit lemezeket képez, ez a vas fázis reménytelenül törékeny. Az iszlám kohászok képesek voltak ellenőrizni a vele járó törékenységet, és az alapanyagot kovácsfegyverekbe kovácsolni. A damaszkuszi acél mintás felülete csak egy rendkívül lassú hűtési folyamat után jelentkezik: ezeket az technológiai fejlesztéseket az európai kovácsok nem ismerték.

A damaszkuszi acélból nyert alapanyagot gyártottak wootz acél. A Wootz kivételes minőségű vasércacél volt, amelyet Indiában dél- és délkelet-közé és Indiába gyártottak Srí Lanka talán már 300 éve. A Wootzt nyers vasércből extrahálták, és a tégely módszerrel képezték a szennyeződések megolvasztására, elégetésére és fontos hozzáadására. összetevők, beleértve a széntartalmat 1,3–1,8 tömegszázalék között - a kovácsoltvas széntartalma általában körülbelül 0,1 százalék.

Bár az európai kovácsok és kohászok, akik megkíséreltek saját pengét készíteni, végül legyőzték a magas széntartalmúak, nem tudták megmagyarázni, hogy az ősi szíriai kovácsok miként értik el a kész anyag filigrád felületét és minőségét termék. A pásztázó elektronmikroszkópia a Wootz acél ismert célzott kiegészítéseinek sorozatát azonosította, például a Cassia auriculata (állati bőr cserzéséhez is használják) és a Calotropis gigantea (egy tejfű). A wootz spektroszkópiája apró mennyiségű vanádiumot, krómot, mangánt, kobaltot és nikkelt is azonosított, valamint néhány ritka elem, például foszfor, kén és szilícium, amelyek nyomai feltehetően a India.

A damaszén pengék sikeres reprodukciója, amelyek megfelelnek a kémiai összetételnek, és rendelkeznek az itatott selyem díszítéssel és a belső A mikroszerkezetről 1998-ban számoltak be (Verhoeven, Pendray és Dautsch), és a kovácsok képesek voltak alkalmazni ezeket a módszereket a példák reprodukálására itt illusztrált. A korábbi tanulmány továbbfejlesztései továbbra is információkat szolgáltatnak a bonyolult kohászati ​​folyamatokról (Strobl és munkatársai). Élénk vita a damaszkuszi acél "nanocsövek" mikroszerkezetének lehetséges létezéséről fejlesztették ki Peter Paufler és Madeleine Durand-Charre kutatók között, de a nanocsövek nagyrészt voltak hitelét.

A Safavidra (16. – 17. Század) folyó kalligráfiával ellátott áttört acéllemezek (Mortazavi és Agha-Aligol) legutóbbi kutatásai szintén wootz acélból készültek, a damaszén eljárás alkalmazásával. Egy tanulmány (Grazzi és munkatársai) négy indiai kardról (tulvárok) a 17.-19. Századból a A neutronátviteli mérések és a metallográfiai elemzés képesek voltak azonosítani a wootz acélt annak alapján alkatrészek.

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Párizs: Presses des Mines, 2007. Nyomtatás.
• Embury, David és Olivier Bouaziz. "Acél alapú kompozitok: Vezető erők és osztályozások"Anyagkutatás éves áttekintése 40.1 (2010): 213-41. Nyomtatás.
• Kochmann, Werner és munkatársai. "Nan vezetékek az ókori Damaszkusz acélból. "Journal of Alloys and Compounds, 372.1–2 (2004): L15-L19. Nyomtatás.
• Reibold, Marianne és mtsai. "Nanocsövek felfedezése az ókori Damaszkusz acélban. "Új anyagok fizikája és mérnöke. Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci és Klaus Wandelt. Vol. 127. Springer fizikai cikkek: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Nyomtatás.
• Mortazavi, Mohammad és Davoud Agha-Aligol. "Analitikai és mikroszerkezeti megközelítés az iráni Malek Nemzeti Könyvtárhoz és Múzeumi Intézethez tartozó, ultramagas széntartalmú (Uhc) acél plakkok vizsgálatához."Anyagjellemzés 118 (2016): 159-66. Nyomtatás.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner és Wolfgang Scheiblechner. "A Damaszkusz technika új acélkombinációk. "Advanced Engineering Forum 27 (2018): 14-21. Nyomtatás.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner és Wolfgang Scheiblechner. "Damaszkusz-acél betét kardlapán - előállítás és jellemzés. "Key Engineering Materials 742 (2017): 333-40. Nyomtatás.
• Verhoeven, John D. és Howard F. Clark. "Szén diffúzió a rétegek között a modern mintahegesztett Damaszkusz pengék között."Anyagjellemzés: 41.5 (1998): 183-91. Nyomtatás.
• Verhoeven, J. D. és A. H. Pendray. "A damaszk mintájának eredete a damaszkuszi acéllapátokban. "Anyagjellemzés 47.5 (2001): 423-24. Nyomtatás.
• Wadsworth, Jeffrey. "A kardokkal kapcsolatos régészeti metallurgia. "Anyagjellemzés 99 (2015): 1-7. Nyomtatás.
• Wadsworth, Jeffrey és D. Oleg Sherby. "Válasz a Verhoeven észrevételeire a Damascus Steel kapcsán."Anyagjellemzés 47.2 (2001): 163-65. Nyomtatás.