Tehnici antice de fabricare a sabiei din oțel Damasc

Oțelul Damasc și oțelul udat persan sunt nume obișnuite pentru săbiile de oțel cu conținut ridicat de carbon, create de meșterii civilizației islamice în perioada Evului Mediu și poftite fructific de omologii lor europeni. Lamele aveau o rezistență și o tăiere superioară și se crede că nu au fost numite nu pentru orașul Damasc, ci din suprafețele lor, care au un model caracteristic de mătase udată sau asemănătoare cu damascul.

Fapte rapide: oțel Damasc

• Denumirea muncii: Oțel Damasc, oțel udat persan
• Artist sau arhitect: Metale islamice necunoscute
• Stil / Mișcarea: Civilizație islamică
• Perioadă: „Abbasid (750-945 CE)
• Tipul lucrării: Armament, instrumente
• Creat / Construit: Secolul al VIII-lea e.n.
• Mediu: Fier
• Fapt amuzant: Sursa primară de minereu brut pentru oțelul Damasc a fost importată din India și Sri Lanka, iar atunci când sursa s-a uscat, producătorii de sabii nu au putut recrea acele săbii. Practic, metoda de fabricație a fost nedescoperită în afara islamului medieval până în 1998.

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 Talismanul descrie o scenă recreată din octombrie 1192, când Richard Lionheart din Anglia și Saladin Saracenul s-au întâlnit pentru a încheia a treia cruciadă. (Ar mai fi cinci după ce Richard s-a retras în Anglia, în funcție de cum numeri cruciadele tale). Scott și-a imaginat o demonstrație de brațe între cei doi bărbați, Richard purtând un cuvânt în limba engleză bun și Saladin o scimitară din oțel Damasc, „o lamă curbată și îngustă, care nu strălucea ca niște săbiile francilor, ci era, dimpotrivă, o o culoare albastră plictisitoare, marcată cu zece milioane de linii meandre ... "Această armă temătoare, cel puțin în proza ​​suprasolicitată a lui Scott, a reprezentat câștigătorul în această cursă de arme medievală sau cel puțin un meci corect.

Oțel Damasc: Înțelegerea Alchimiei

Sabia legendară cunoscută sub numele de oțel Damasc a intimidat invadatorii europeni ai „Țărilor Sfinte” aparținând civilizației islamice de-a lungul cruciadelor (1095-1270 CE). Fierarii din Europa au încercat să se potrivească cu oțelul, folosind „tehnica de sudare a modelelor”, 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, incluzând celții secolului al VI-lea î.e.n., vikingii secolului al XI-lea CE și săbiile samurailor japonezi din secolul al XIII-lea. 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 gravarea deliberată a suprafeței unei lame sudate cu model sau decorarea acelei suprafețe cu filigran de argint sau cupru.

Lamele Wootz Steel și Saracen

În tehnologia metalelor de vârsta mijlocie, oțelul pentru săbii sau alte obiecte a fost obținut în mod obișnuit 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 prin încălzirea înfloririi la cel puțin 1200 de grade Celsius, ceea ce l-a lichidizat și a separat impuritățile. Dar în procesul de oțel Damasc, bucățile de înflorire au fost introduse în creuzete cu material portant de carbon și încălzite timp de câteva zile, până când oțelul a format un lichid la 1300-1400 de 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 doar după un proces de răcire extrem de lent: aceste îmbunătățiri tehnologice nu au fost 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. Wootz a fost extras din minereu de fier brut și format prin metoda creuzetului pentru a se topi, a arde impuritățile și a adăuga ingrediente importante, inclusiv un conținut de carbon între 1,3-1,8% din greutatea fierului forjat are de obicei un conținut de carbon de aproximativ 0,1%.

Alchimia modernă

Deși fierarii și metalurgiștii europeni care au încercat să-și confecționeze propriile lame au depășit în cele din urmă problemele inerente unui conținut ridicat de carbon, nu au putut explica modul în care fierarii antici sirieni au obținut suprafața filigranată și calitatea produsului finit. 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, precum și unele elemente rare, cum ar fi fosforul, sulful și siliconul, ale căror urme provin probabil de la minele din India..

Reproducerea cu succes a lamelor de damascen, care se potrivesc cu compoziția chimică și posedă decorația de mătase udată și microstructura internă a fost raportată în 1998 (Verhoeven, Pendray și Dautsch), iar fierarii au putut folosi metodele respective pentru a reproduce exemplele ilustrate 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 „nanotube” a oțelului Damasc a fost dezvoltată între cercetătorii Peter Paufler și Madeleine Durand-Charre, dar nanotuburile au fost în mare măsură discreditate.

Cercetări recente (Mortazavi și Agha-Aligol) în Safavid (secolele XVI-XVII), plăci de oțel cu caligrafie curgătoare au fost, de asemenea, realizate din oțel wootz folosind procedeul damascen. Un studiu (Grazzi și colegii săi) format din patru săbii indiene (tulwars) din secolele XVII-XIX folosind măsurători de transmisie de neutroni și analize metalografice a fost capabil să identifice oțelul wootz pe baza componentelor sale.

surse

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Paris: Presses des Mines, 2007. Print.
• 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 Damasc Antic.” Fizică și Ingineria materialelor noi. Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci și Klaus Wandelt. Voi. 127. Procesele Springer în fizică: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Imprimare.
• Mortazavi, Mohammad și Davoud Agha-Aligol. "Abordare analitică și microstructurală a studiului plăcilor de oțel istoric ultra-ridicat cu carbon (UHC) aparțin bibliotecii naționale Malek și instituției muzeale, Iran." Caracterizarea materialelor 118 (2016): 159-66. Imprimare.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner și Wolfgang Scheiblechner. „Combinații noi de oțel produse de tehnica Damascului.” Forumul Inginerie Avansată 27 (2018): 14-21. Imprimare.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner și Wolfgang Scheiblechner. "Damă de oțel Damascus pe o sabie-producție și caracterizare." Materiale cheie de inginerie 742 (2017): 333-40. Imprimare.
• Verhoeven, John D. și Howard F. Clark. "Difuzia carbonului 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.