Damaskus Steel: Ancient Sword Making Techniques

Damaskus stål og persisk vannet stål er vanlige navn på sverd med høyt karbonstål som ble skapt av håndverkere fra islamsk sivilisasjon i middelalderen og uten å begjære dem av sine europeiske kolleger. Bladene hadde en overlegen seighet og spiss, og det antas at de ikke har fått navnet for byen Damaskus, men fra overflatene deres, som har en karakteristisk vannet silke eller damasklignende virvling mønster.

Rask fakta: Damaskus Steel

Det er vanskelig for oss å forestille oss den kombinerte frykten og beundringen som disse våpnene gir i dag: Heldigvis kan vi stole på litteratur. Den britiske forfatteren Walter Scotts bok fra 1825

Det legendariske sverdet kjent som Damaskus stål skremte de europeiske inntrengerne av 'Holy Lands ' tilhører Islamsk sivilisasjon gjennom korstogene (1095–1270 e.Kr.). Smeder i Europa forsøkte å matche stålet ved å bruke "mønster-sveiseteknikken", smidd fra vekslende lag stål og jern, og brettet og vridet metallet under smiingsprosessen. Mønster sveising var en teknikk brukt av sverdprodusenter fra hele verden, inkludert Kelter fra 600-tallet fvt, Vikinger fra 1000-tallet f.Kr. og 1200-tallet Japansk samurai sverd. Men mønstresveising var ikke hemmeligheten for Damaskus stål.

Noen forskere anerkjenner søket etter Damaskus-stålprosessen som opprinnelsen til moderne materialvitenskap. Men de europeiske smedene dupliserte aldri den faste kjernen Damaskus-stål ved hjelp av mønster-sveiseteknikken. Det nærmeste de kom til å gjenskape styrken, skarpheten og bølgete dekorasjonen var ved å bevisst etse overflaten av et mønster sveiset blad eller dekorere den overflaten med sølv eller kobber filigran.

I metaldeknologi i middelalderen ble stål for sverd eller andre gjenstander vanligvis oppnådd gjennom blomsterprosessen, som krevde oppvarming av råmalmen med trekull for å skape et solid produkt, kjent som en "blomstre" av kombinert jern og slagg. I Europa ble jernet skilt fra slaggen ved å varme opp blomsten til minst 1200 grader Celsius, noe som likviderte det og skilte ut urenheter. Men i Damaskus-stålprosessen ble blomsterbitene plassert i digler med karbonbærende materiale og ble oppvarmet i en periode på flere dager, til stålet dannet en væske ved 1300–1400 grader.

Men viktigst av alt ga digelprosessen en måte å tilsette høyt karboninnhold på en kontrollert måte. Høyt karbon gir den skarpe kanten og holdbarheten, men dens tilstedeværelse i blandingen er nesten umulig å kontrollere. For lite karbon og de resulterende tingene er smijern, for myke til disse formålene; for mye, og du blir støpejern, for sprø. Hvis prosessen ikke går riktig, danner stålet plater av sementitt, en fase av jern som er håpløst skjør. Islamske metallurgikere var i stand til å kontrollere for den iboende skjørheten og smi råstoffet til kampvåpen. Damaskus ståls mønstrede overflate vises først etter en ekstremt langsom kjøleprosess: disse teknologiske forbedringene var ikke kjent for de europeiske smedene.

Damaskusstål ble laget av en råvare som ble kalt wootz stål. Wootz var en eksepsjonell kvalitet av jernmalmstål først laget i det sørlige og sør-sentrale India og Sri Lanka kanskje så tidlig som 300 fvt. Wootz ble ekstrahert fra rå jernmalm og ble dannet ved hjelp av digel-metoden for å smelte, brenne bort urenheter og tilsette viktig ingredienser, inkludert et karboninnhold mellom 1,3–1,8 vekt% —smijern har typisk karboninnhold på rundt 0,1 prosent.

Selv om europeiske smeder og metallurgikere som forsøkte å lage sine egne blader, til slutt overvant problemene som ligger i a med høyt karboninnhold, kunne de ikke forklare hvordan gamle syriske smeder oppnådde den filigrerte overflaten og kvaliteten på det ferdige produkt. Skanningselektronmikroskopi har identifisert en serie kjente målbevisste tilsetninger til Wootz-stål, for eksempel barken til Cassia auriculata (også brukt i soling av dyrehud) og bladene på Calotropis gigantea (en melkeveie). Spektroskopi av wootz har også identifisert ørsmå mengder vanadium, krom, mangan, kobolt og nikkel, og noen sjeldne elementer som fosfor, svovel og silisium, hvor spor antagelig kom fra gruvene i India.

Vellykket gjengivelse av damaskene blader som samsvarer med den kjemiske sammensetningen og har den vannet silkedekorasjonen og det indre mikrostruktur ble rapportert i 1998 (Verhoeven, Pendray og Dautsch), og smeder har kunnet bruke disse metodene for å gjengi eksemplene. illustrert her. Forfininger til den tidligere studien gir fortsatt informasjon om komplekse metallurgiske prosesser (Strobl og kolleger). En livlig debatt om mulig eksistens av en "nanotube" mikrostruktur av Damaskus stål utviklet mellom forskere Peter Paufler og Madeleine Durand-Charre, men nanorørene har stort sett vært diskreditert.

Nyere undersøkelser (Mortazavi og Agha-Aligol) om Safavid (16.-16. Århundre) åpent stålplate med flytende kalligrafi ble også laget av wootz-stål ved bruk av damaskene prosessen. En studie (Grazzi og kolleger) av fire indiske sverd (tulwars) fra 1600- til 1800-tallet nøytronoverføringsmålinger og metallografisk analyse kunne identifisere wootz-stål basert på dets komponenter.

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Paris: Presses des Mines, 2007. Skrive ut.
• Embury, David og Olivier Bouaziz. "Stålbaserte kompositter: Drivkrefter og klassifiseringer. "Årlig gjennomgang av materialforskning 40.1 (2010): 213-41. Skrive ut.
• Kochmann, Werner, et al. "Nanowires i antikkens Damaskusstål. "Journal of Alloys and Compounds 372.1–2 (2004): L15-L19. Skrive ut.
• Reibold, Marianne, et al. "Oppdagelse av nanorør i antikkens Damaskusstål. "Fysikk og prosjektering av nye materialer. Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci og Klaus Wandelt. Vol. 127. Springer Proceedings in Physics: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Skrive ut.
• Mortazavi, Mohammad og Davoud Agha-Aligol. "Analytisk og mikrostrukturell tilnærming til studiet av historisk ultrahøyt karbon (Uhc) stålplater tilhører Malek nasjonale bibliotek og museumsinstitusjon, Iran.”Materialkarakterisering 118 (2016): 159-66. Skrive ut.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner, og Wolfgang Sche frouner. "Nye stålkombinasjoner produsert av Damaskus teknikk. "Advanced Engineering Forum 27 (2018): 14-21. Skrive ut.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner, og Wolfgang Sche frouner. "Damaskus stålinnlegg på sverdblad - Produksjon og karakterisering. "Key Engineering Materials 742 (2017): 333-40. Skrive ut.
• Verhoeven, John D., og Howard F. Clark. "Kullsdiffusjon mellom lagene i moderne mønster-sveisede Damaskus-kniver."Materialekarakterisering 41.5 (1998): 183-91. Skrive ut.
• Verhoeven, J. D. og A. H. Pendray. "Opprinnelsen til Damask-mønsteret i Damaskus Steel Blades. "Materials Characterization 47.5 (2001): 423-24. Skrive ut.
• Wadsworth, Jeffrey. "Arkeometallurgi relatert til sverd. "Materials Characterization 99 (2015): 1-7. Skrive ut.
• Wadsworth, Jeffrey og Oleg D. Sherby. "Svar på Verhoeven-kommentarer til Damaskus Steel."Materials Characterization 47.2 (2001): 163-65. Skrive ut.