Булат Дамаск: техника изготовления древнего меча

Дамасская сталь Персидская политая сталь - это обычные названия мечей из высокоуглеродистой стали, созданных мастерами исламской цивилизации в средние века и бесполезно жаждавшими своих европейских коллег. Лезвия имели превосходную прочность и режущую кромку, и, как полагают, они были названы не для город Дамаск, но с их поверхностей, которые имеют характерный водно-шелковый или булатоподобный закрученный шаблон.

Быстрые факты: дамасская сталь

Нам трудно представить совокупный страх и восхищение, порожденные этим оружием сегодня: к счастью, мы можем положиться на литературу. Книга британского писателя Вальтера Скотта 1825 года

Легендарный меч, известный как дамасская сталь, запугивал европейских захватчиковСвятые Земли принадлежность к Исламская цивилизация во всех крестовых походах (1095–1270 гг. н.э.). Кузнецы в Европе пытались подобрать сталь, используя «технику сварки образцов», выкованную из чередующихся слоев стали и железа, сгибая и скручивая металл во время процесса ковки. Трафаретная сварка была техникой, используемой мастерами меча со всего мира, в том числе Кельты 6-го века до н.э., Викинги 11-го века н.э. и 13-го века Японский самурай мечи. Но сварка по образцу не была секретом для дамасской стали.

Некоторые ученые считают, что поиск дамасской стали стал источником современного материаловедения. Но европейские кузнецы никогда не дублировали твердую сердцевину из дамасской стали, используя технику сварки образцов. Самым близким к воспроизведению силы, резкости и волнистой отделки было намеренно травление поверхности лезвия, сваренного по шаблону, или украшение этой поверхности серебром или медью скань.

В технологии металла среднего возраста сталь для мечей или других предметов, как правило, была получена в процессе цветения, который требовал нагревания сырой руды с древесным углем для создания твердого продукта, известного как «цветение» комбинированного железа и шлак. В Европе железо отделяли от шлака путем нагревания цветка до температуры не менее 1200 градусов по Цельсию, что разжижало его и отделяло примеси. Но в процессе производства дамасской стали обломки были помещены в тигли с углеродсодержащим материалом. материал и нагревается в течение нескольких дней, пока сталь не образовала жидкость при 1300–1400 градусов.

Но самое главное, процесс тигля обеспечил способ добавления высокого содержания углерода контролируемым образом. Высокий углерод обеспечивает острый край и долговечность, но его присутствие в смеси практически невозможно контролировать. Слишком мало углерода, и в результате получается кованое железо, слишком мягкое для этих целей; слишком много, и вы получите чугун, слишком хрупкий. Если процесс не идет правильно, сталь формирует пластины цементита, фаза железа, которая безнадежно хрупка. Исламские металлурги могли контролировать присущую хрупкость и подделывать сырье в боевое оружие. Узорчатая поверхность из дамасской стали появляется только после чрезвычайно медленного процесса охлаждения: эти технологические усовершенствования не были известны европейским кузнецам.

Дамасская сталь была изготовлена ​​из сырья под названием Wootz Steel. Wootz был исключительной маркой железорудной стали, впервые произведенной в южной и южно-центральной Индии и Шри-Ланка возможно, еще в 300 году до нашей эры. Wootz был извлечен из сырой железной руды и сформирован с использованием метода тигля, чтобы расплавить, сжечь примеси и добавить важные ингредиенты, в том числе содержание углерода от 1,3 до 1,8% по весу - содержание кованого железа обычно составляет около 0,1 процентов.

Хотя европейские кузнецы и металлурги, которые пытались сделать свои собственные лезвия, в конце концов преодолели проблемы, присущие с высоким содержанием углерода, они не могли объяснить, как древние сирийские кузнецы достигли филигранной поверхности и качества готовой продукт. Сканирующая электронная микроскопия определила ряд известных целенаправленных добавок к стали Wootz, таких как кора Cassia auriculata (также используется в дублении шкур животных) и листья Калотропис гигантский (молочая). Спектроскопия wootz также выявила незначительные количества ванадия, хрома, марганца, кобальта и никеля, и некоторые редкие элементы, такие как фосфор, сера и кремний, следы которых предположительно произошли из шахт в Индия.

Успешное воспроизведение дамасских лезвий, которые соответствуют химическому составу и обладают украшением из полированного шелка и внутренней микроструктура была опубликована в 1998 году (Verhoeven, Pendray и Dautsch), и кузнецы смогли использовать эти методы для воспроизведения примеров проиллюстрировано здесь. Уточнения к более раннему исследованию продолжают предоставлять информацию о сложных металлургических процессах (Штробл и его коллеги). Оживленная дискуссия о возможном существовании микроструктуры "нанотрубок" из дамасской стали разработано между исследователями Питером Пауфлером и Мадлен Дюран-Шарре, но нанотрубки были в значительной степени дискредитирован.

Недавние исследования (Mortazavi и Agha-Aligol) ажурных стальных пластин Safavid (XVI-XVII веков) с плавной каллиграфией были также сделаны из стали Wootz с использованием процесса дамасской. Исследование (Грацци и коллеги) четырех индийских мечей (тулваров) с 17 по 19 века с использованием Измерения пропускания нейтронов и металлографический анализ позволили идентифицировать сталь Wootz на основе ее компоненты.

• Дюран-Чарре, М. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Paris: Presses des Mines, 2007. Распечатать.
• Эмбери, Дэвид и Оливье Буазиз. "Композиты на основе стали: движущие силы и классификацииЕжегодный обзор материалов исследования 40.1 (2010): 213-41. Распечатать.
• Кохманн, Вернер и др. "Нанопроволоки из древней дамасской сталиЖурнал «Сплавы и соединения» 372.1–2 (2004): L15-L19. Распечатать.
• Reibold, Marianne, et al. "Открытие нанотрубок в древней дамасской стали. «Физика и инженерия новых материалов. Ред. Кошка, DoTran, Аннемари Пуччи и Клаус Вандельт. Том 127. Springer Труды по физике: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Распечатать.
• Мортазави, Мухаммед и Давуд Ага-Алигол. "Аналитический и микроструктурный подход к изучению исторических пластин из сверхвысоких углеродных (Uhc) сталей принадлежат Малекскому национальному библиотечно-музейному учреждению, Иран.«Материалы Характеристика 118 (2016): 159-66. Распечатать.
• Штробл, Сюзанна, Роланд Хаубнер и Вольфганг Шайблехнер. "Новые комбинации стали, изготовленные по методу Дамаск«Расширенный инженерный форум 27 (2018): 14-21. Распечатать.
• Штробл, Сюзанна, Роланд Хаубнер и Вольфганг Шайблехнер. "Инкрустация из дамасской стали на лезвии меча - производство и характеристика"Ключевые инженерные материалы 742 (2017): 333-40. Распечатать.
• Верховен, Джон Д. и Говард Ф. Кларк. "Углеродная диффузия между слоями в современных сваренных по образцу дамасских лезвиях.«Характеристика материалов 41,5 (1998): 183-91. Распечатать.
• Верховен, Дж. Д. и А. ЧАС. Pendray. "Происхождение дамасской картины в клинках из дамасской стали. «Характеристика материалов 47,5 (2001): 423-24. Распечатать.
• Уодсворт, Джеффри. "Археометаллургия, связанная с мечами"Характеристика материалов 99 (2015): 1-7. Распечатать.
• Уодсворт, Джеффри и Олег Д. Sherby. "Ответ на Верховен Комментарии по поводу дамасской стали.«Характеристика материалов 47.2 (2001): 163-65. Распечатать.