Damaskas tērauds: seno zobenu izgatavošanas paņēmieni

Damaskas tērauds un persiešu laistītais tērauds ir vispārpieņemti nosaukumi ar augstu oglekļa saturu saturošiem tērauda zobeniem, kurus viduslaikos radījuši islāma civilizācijas amatnieki un kuriem viņu kolēģi no Eiropas ir bez rezultātiem. Asmeņiem bija augstāka izturība un griešanas mala, un tiek uzskatīts, ka tie ir nosaukti nevis priekš Damaskas pilsēta, bet no to virsmām, kurām raksturīgs dzirdinātais zīds vai damaskam līdzīgais virpuļotais raksts.

Ātri fakti: Damaskas tērauds

Mums ir grūti iedomāties apvienotās bailes un apbrīnu, ko mūsdienās rada šie ieroči: Par laimi, mēs varam paļauties uz literatūru. Britu rakstnieka Valtera Skota 1825. gada grāmata Talismans apraksta atjaunotu ainu 1192. gada oktobrī, kad Ričards Lionheart of England un Saladin the Saracena tikās, lai izbeigtu Trešo krusta karu. (Pēc Ričarda aiziešanas Anglijā būtu vēl pieci, atkarībā no tā, kā jūs saskaitiet savus karagājienus). Skots iedomājās ieroču demonstrāciju starp diviem vīriešiem, Ričards uzņēma labu angļu valodas vārdu un Saladins Damaskas tērauda simbolu, izliekta un šaura lāpstiņa, kas mirdzēja nevis kā franku zobeni, bet, gluži pretēji, bija blāvi zilā krāsā, apzīmēta ar desmit miljoniem līkloču līniju... "Šis baismīgais ierocis, vismaz Skota pārpūstajā prozā, pārstāvēja uzvarētāju šajā viduslaiku bruņošanās sacensībā vai vismaz godīga spēle.

Leģendārais zobens, kas pazīstams kā Damaskas tērauds, iebiedēja Eiropas iebrucējusSvētās zemes kas pieder pie Islāma civilizācija visā krusta karos (1095–1270 CE). Kalēji Eiropā mēģināja pielīdzināt tēraudu, izmantojot "modeļa metināšanas paņēmienu", kas kalts no mainīgiem tērauda un dzelzs slāņiem, kalšanas procesā metinot un savērpjot metālu. Šablonu metināšana bija paņēmiens, ko izmanto zobenu veidotāji no visas pasaules, ieskaitot Ķelti 6. gadsimtā pirms mūsu ēras, 11. gadsimta CE un 13. gadsimta vikingi Japāņu samuraji zobeni. Bet modeļa metināšana nebija Damaskas tērauda noslēpums.

Daži zinātnieki uzskata Damaskas tērauda procesa meklēšanu par mūsdienu materiālu zinātnes pirmsākumiem. Bet Eiropas kalēji nekad, izmantojot modeļa metināšanas paņēmienu, nav dublējuši Damaskas cietā tērauda serdi. Vistuvāk viņi varēja apzināti atkārtot spēku, asumu un viļņoto rotājumu kodināt ar modeli metināta asmens virsmu vai izrotāt šo virsmu ar sudrabu vai varu filigrāni.

Vidēja vecuma metāla tehnoloģijā zobenu vai citu priekšmetu tērauds parasti tika iegūts ziedēšanas laikā, kas prasīja neapstrādātas rūdas sildīšanu ar kokogli, lai iegūtu cietu produktu, kas pazīstams kā kombinētā dzelzs un metāllūžņa "ziedēšana" izdedži. Eiropā dzelzi no sārņiem atdalīja, karsējot ziedu vismaz līdz 1200 grādiem pēc Celsija, kas to sašķidrināja un atdalīja piemaisījumus. Bet Damaskas tērauda ražošanas procesā ziedēšanas gabali tika ievietoti tīģelīšos ar oglekļa nesēju materiālu un karsēja vairākas dienas, līdz tērauds veidoja šķidrumu 1300–1400 grādi.

Bet pats galvenais - tīģeļa process nodrošināja veidu, kā kontrolētā veidā pievienot augstu oglekļa saturu. Augsts oglekļa līmenis nodrošina dedzīgu malu un izturību, taču tā klātbūtni maisījumā ir gandrīz neiespējami kontrolēt. Pārāk maz oglekļa un iegūtie materiāli ir kalti dzelzs, pārāk mīksti šiem nolūkiem; pārāk daudz, un jūs saņemat čugunu, pārāk trauslu. Ja process neiet pareizi, tērauds veido cementa plāksnes, dzelzs fāzi, kas ir bezcerīgi trausla. Islāma metalurgi varēja kontrolēt raksturīgo nestabilitāti un izmantot izejvielas cīņas ieročos. Damaskas tērauda rakstainā virsma parādās tikai pēc ārkārtīgi lēna dzesēšanas procesa: šie tehnoloģiskie uzlabojumi nebija zināmi Eiropas kalējiem.

Damaskas tērauds tika izgatavots no izejvielām, ko sauc par wootz tērauds. Wootz bija ārkārtas dzelzs rūdas tērauda kategorija, kas vispirms tika izgatavota Indijas dienvidu un dienvidu centrālajā daļā un Šrilanka varbūt jau 300 BC. Wootz tika iegūts no neapstrādātas dzelzsrūdas un izveidots, izmantojot tīģeļa metodi, lai izkausētu, sadedzinātu piemaisījumus un pievienotu svarīgu sastāvdaļas, ieskaitot oglekļa saturu no 1,3 līdz 1,8 svara procentiem - kaltas dzelzs oglekļa saturs parasti ir aptuveni 0,1 procenti.

Lai arī Eiropas kalēji un metalurgi, kuri mēģināja izgatavot paši savus asmenīšus, tomēr beidzot pārvarēja problēmas, kas raksturīgas ar augstu oglekļa saturu, viņi nevarēja izskaidrot, kā senie Sīrijas kalēji panāca gatavās krāsas filigrāno virsmu un kvalitāti produkts. Skenējošā elektronu mikroskopija ir identificējusi zināmu mērķtiecīgu Wootz tērauda papildinājumu sēriju, piemēram, Cassia auriculata (izmanto arī dzīvnieku ādu miecēšanai) un Calotropis gigantea (piena zāle). Ar wootz spektroskopiju ir identificēti arī niecīgi vanādija, hroma, mangāna, kobalta un niķeļa daudzumi, kā arī daži reti elementi, piemēram, fosfors, sērs un silīcijs, kuru pēdas, domājams, ir radušās raktuvēs Indija.

Veiksmīga damascēna lāpstiņu pavairošana, kas atbilst ķīmiskajam sastāvam un kam piemīt dzirdinātā zīda rotājums un iekšējā apdare. par mikrostruktūru tika ziņots 1998. gadā (Verhoeven, Pendray un Dautsch), un kalēji ir spējuši izmantot šīs metodes, lai reproducētu piemērus ilustrēts šeit. Iepriekšējā pētījuma uzlabojumi turpina sniegt informāciju par sarežģītiem metalurģijas procesiem (Strobl un kolēģi). Dzīvas debates par Damaskas tērauda "nanocauruļu" mikrostruktūras iespējamo esamību attīstīta starp pētniekiem Pīteru Paufleru un Madlēnu Durandu-Šarisu, bet nanocaurules lielākoties ir bijušas diskreditēts.

Jaunākie pētījumi (Mortazavi un Agha-Aligol) par Safavid (16. – 17. Gadsimts) ažūra tērauda plāksnēm ar plūstošu kaligrāfiju tika izgatavoti arī no wootz tērauda, ​​izmantojot damascēna procesu. Pētījums (Grazi un viņa kolēģi) par četriem indiešu zobeniem (tulvariem) no 17. līdz 19. gadsimtam, izmantojot neitronu caurlaidības mērījumi un metalogrāfiskā analīze spēja identificēt wootz tēraudu, pamatojoties uz to sastāvdaļas.

• Durants-Šarē, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Parīze: Presses des Mines, 2007. Drukāt.
• Embūrs, Deivids un Olivjērs Buzaizs. "Kompozītmateriāli uz tērauda bāzes: virzošie spēki un klasifikācijas"" Materiālu pētījumu gada pārskats 40.1 (2010): 213-41. Drukāt.
• Kochmann, Werner, et al. "Nanowires Senajā Damaskas Tēraudā. "Sakausējumu un savienojumu žurnāls 372.1–2 (2004): L15-L19. Drukāt.
• Reibolds, Marianne, et al. "Nanocauruļu atklāšana senajā Damaskas tēraudā. "Jaunu materiālu fizika un inženierija. Red. Kaķis, DoTran, Annemarie Pucci un Klaus Wandelt. Vol. 127. Springera darbi fizikā: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Drukāt.
• Mortazavi, Mohammad un Davoud Agha-Aligol. "Analītiskā un mikrostrukturālā pieeja vēsturiski īpaši augsta oglekļa (Uhc) tērauda plāksnīšu izpētei, kas pieder Malēkas Nacionālajai bibliotēkai un muzeju institūcijai, Irāna."Materiālu raksturojums 118 (2016): 159.-66. Drukāt.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner un Wolfgang Scheiblechner. "Jaunas tērauda kombinācijas, kuras ražo Damaskas tehnika. "Advanced Engineering Forum 27 (2018): 14-21. Drukāt.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner un Wolfgang Scheiblechner. "Damaskas tērauda inkrustācija ar zobena asmeni - izgatavošana un raksturojums. "Galvenie inženiertehniskie materiāli 742 (2017): 333-40. Drukāt.
• Verhoeven, John D. un Howard F. Klarks. "Oglekļa difūzija starp slāņiem modernās ar metināšanu savienotās Damaskas asmeņos."Materiālu raksturojums 41.5 (1998): 183-91. Drukāt.
• Verhoeven, Dž. D. un A H. Pendele. "Damaskas modeļa izcelsme Damaskas tērauda asmeņos. "Materiālu raksturojums 47.5 (2001): 423-24. Drukāt.
• Vadsvorts, Džefrijs. "Ar zobenu metalurģija. "Materiālu raksturojums 99 (2015): 1-7. Drukāt.
• Vadsvorts, Džefrijs un Oļegs D. Šerbija. "Atbilde uz Verhoeven komentāriem par Damascus Steel."Materiālu raksturojums 47.2 (2001): 163-65. Drukāt.