Damasko plienas: senovės kardų gamybos būdai

Damasko plienas ir persų laistomas plienas yra įprasti vardai anglies dvideginio plieno kardams, kuriuos viduramžiais sukūrė islamo civilizacijos amatininkai ir bevaisiai geidė jų kolegos iš Europos. Ašmenys buvo didesnio tvirtumo ir pjovimo briaunos, ir manoma, kad jie buvo pavadinti ne Damasko mieste, bet iš jų paviršių, turinčių būdingą apsisukusius šilką ar damaskus, susuktus modelis.

Greiti faktai: Damasko plienas

Mums sunku įsivaizduoti šių ginklų sukeltą bendrą baimę ir susižavėjimą: Laimei, mes galime pasikliauti literatūra. Britų rašytojo Walterio Scotto 1825 m. Knyga

Legendinis kardas, žinomas kaip Damasko plienas, įbaugino Europos įsibrovėlių „Šventosios žemės “ priklausanti Islamo civilizacija per kryžiaus žygius (1095–1270 m. CE). Kalviai Europoje bandė suderinti plieną, naudodamiesi „modelio suvirinimo technika“, suklastotu iš pakaitinių plieno ir geležies sluoksnių, kaldami ir sulenkdami metalą. Raštų suvirinimas buvo technika, kuria naudojasi kardų gamintojai iš viso pasaulio, įskaitant 6-ojo amžiaus BCE keltai, XI amžiaus CE ir XIII amžiaus vikingai Japonų samurai kardai. Tačiau modelio suvirinimas nebuvo Damasko plieno paslaptis.

Kai kurie mokslininkai Damasko plieno proceso paieškas laiko šiuolaikinio medžiagų mokslo ištakomis. Tačiau Europos kalviai niekada nekopijavo tvirto Damasko plieno šerdies, naudodamiesi modelio suvirinimo technika. Arčiausiai jų atėjo jėgos, ryškumo ir banguotos puošybos atkartojimas sąmoningai ėsdinimo ašmenimis paviršiaus ėsdinimas arba dekoravimas tą paviršių sidabru ar variu filigranas.

Vidutinio amžiaus metalų technologijoje kardų ar kitų daiktų plienas paprastai buvo gaunamas žydėjimo metu, kuris reikalavo neapdorotos rūdos pašildymo medžio anglimi, kad būtų kietas produktas, žinomas kaip kombinuotos geležies ir žydėjimo "žydėjimas" šlakas. Europoje geležis buvo atskirta nuo šlako kaitinant žydėjimą bent iki 1200 laipsnių Celsijaus, kuris ją suskystino ir pašalino priemaišas. Bet Damasko plieno gamybos procese žydėjimo gabaliukai buvo dedami į tiglius su anglies turinčiu medžiaga ir kaitinama keletą dienų, kol plienas sudarė skystį, kurio temperatūra 1300–1400 laipsnių.

Bet svarbiausia, kad tiglio procesas suteikė būdą, kaip kontroliuojamu būdu įpilti didelį anglies kiekį. Didelė anglies dalis suteikia ypatingą įspūdį ir ilgaamžiškumą, tačiau jos buvimo mišinyje beveik neįmanoma kontroliuoti. Per mažai anglies, o susidariusi medžiaga yra kalvystė, per minkšta šiems tikslams; per daug, ir jūs gaunate ketaus, per trapus. Jei procesas nevyksta teisingai, plienas formuoja cemento plokšteles - geležies fazę, kuri yra beviltiškai trapi. Islamo metalurgai sugebėjo suvaldyti būdingą trapumą ir panaudoti žaliavą kovos ginklams. Raštuotas Damasko plieno paviršius pasirodo tik po labai lėto aušinimo proceso: Europos technologijai šie technologiniai patobulinimai nebuvo žinomi.

Damasko plienas buvo pagamintas iš žaliavos, vadinamos wootz plienas. „Wootz“ buvo išskirtinės rūšies geležies rūdos plienas, pirmą kartą pagamintas Indijos pietuose ir pietuose Šri Lanka galbūt jau 300 m. Wootz buvo išgautas iš žalios geležies rūdos ir suformuotas tiglio metodu, kad lydytųsi, sudegintų priemaišas ir pridėtų svarbių medžiagų. ingredientų, įskaitant anglies kiekį nuo 1,3 iki 1,8 procentų svorio - kaliojoje geležyje paprastai yra maždaug 0,1 anglies procentų.

Nors Europos kalviai ir metalurgai, kurie bandė pasigaminti savo peilius, galų gale įveikė problemas, būdingas didelis anglies kiekis, jie negalėjo paaiškinti, kaip senovės Sirijos kalviai pasiekė paruošto paviršiaus filigredinį paviršių ir kokybę produktas. Nuskaitymo elektronų mikroskopija nustatė žinomų tikslingų Wootz plieno priedų, tokių kaip Cassia auriculata (taip pat naudojamas rauginant gyvūnų kailį) ir Calotropis gigantea (pienelis). Spektroskopija pagal wootz taip pat nustatė mažus vanadžio, chromo, mangano, kobalto ir nikelio kiekius ir kai kurie reti elementai, tokie kaip fosforas, siera ir silicis, kurių pėdsakai, matyt, atsirado iš kasyklų, esančių Indija.

Sėkmingas damasceno ašmenų, atitinkančių cheminę sudėtį ir turinčių vandeniui šilko puošmeną bei vidinę medžiagą, reprodukcija apie mikrostruktūrą buvo pranešta 1998 m. (Verhoeven, Pendray ir Dautsch), o kalviai sugebėjo panaudoti tuos metodus pavyzdžiams atkurti iliustruotas čia. Ankstesnio tyrimo patobulinimai ir toliau teikia informaciją apie sudėtingus metalurgijos procesus (Strobl ir jo kolegos). Aktyvios diskusijos dėl galimo Damasko plieno „nanovamzdelių“ mikrostruktūros egzistavimo sukūrė tarp tyrinėtojų Peterio Pauflerio ir Madeleine Durand-Charre, tačiau daugiausia buvo nanovamzdelių diskredituota.

Naujausi tyrimai (Mortazavi ir Agha-Aligol) apie Safavid (XVI – XVII a.) Ažūrines plienines plokštes su tekančia kaligrafija taip pat buvo gaminami iš wootz plieno, naudojant damasceno procesą. Tyrimas (Grazzi ir jo kolegos) iš keturių indėnų kardų (tulverių), vykusių nuo XVII iki XIX amžiaus, naudojant neutronų pralaidumo matavimai ir metalografinė analizė leido atpažinti wootz plieną remiantis juo komponentai.

• Durand-Charre, M. „Les Aciers Damassés“: „Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes“. Paryžius: Presses des Mines, 2007 m. Spausdinti.
• Embury, Davidas ir Olivier Bouaziz. "Kompozitai iš plieno: vairavimo jėgos ir klasifikacija. “Metinė medžiagų tyrimų apžvalga 40.1 (2010): 213–41. Spausdinti.
• Kochmann, Werner ir kt. "Senovės Damasko plienasLydinių ir junginių žurnalas 372.1–2 (2004): L15 – L19. Spausdinti.
• Reibold, Marianne ir kt. "Nanovamzdelių atradimas senovės Damasko pliene. "Fizika ir naujų medžiagų inžinerija. Red. Katė, „DoTran“, Annemarie Pucci ir Klausas Wandeltas. Tomas 127. „Springer“ fizikos darbai: „Springer Berlin Heidelberg“, 2009 m. 305-10. Spausdinti.
• Mortazavi, Mohammad ir Davoud Agha-Aligol. "Analitinis ir mikrostruktūrinis požiūris į istorinių ypač aukšto anglies (Uhc) plieno plokštelių, priklausančių Maleko nacionalinei bibliotekai ir muziejaus institucijai, tyrimui Irane.„Medžiagų apibūdinimas 118 (2016): 159–66. Spausdinti.
• Stroblas, Susanne, Rolandas Haubneris ir Wolfgangas Scheiblechneris. "Naujos plieno kombinacijos, pagamintos „Damasko technika“. “Išplėstinis inžinerijos forumas 27 (2018): 14–21. Spausdinti.
• Stroblas, Susanne, Rolandas Haubneris ir Wolfgangas Scheiblechneris. "Damasko plieno apdaila kardų ašmenimis - gamyba ir apibūdinimas. “Pagrindinės inžinerinės medžiagos 742 (2017): 333–40. Spausdinti.
• Verhoevenas, Johnas D. ir Howardas F. Klarkas. "Anglies difuzija tarp sluoksnių moderniuose modeliuose suvirintose Damasko geležtėse.„Medžiagų apibūdinimas 41.5 (1998): 183–91. Spausdinti.
• Verhoevenas, Dž. D. ir A. H. Švytuoklė. "Damasko rašto ištakos iš Damasko plieno ašmenų. „Medžiagų apibūdinimas 47.5 (2001): 423–24. Spausdinti.
• Wadsworthas, Jeffrey. "Archeometalurgija, susijusi su kardais. “Medžiagų apibūdinimas 99 (2015): 1–7. Spausdinti.
• Wadsworthas, Jeffrey ir Olegas D. Šerbis. "Atsakymas į „Verhoeven“ komentarus apie „Damasko plieną“.„Medžiagų apibūdinimas 47.2 (2001): 163–65. Spausdinti.