Damaskus stål antika svärdframställningstekniker

Damaskusstål och persiskt vattnat stål är vanliga namn på högkolstålssvärd som skapades av islamiska civilisationshantverkare under medeltiden och fruktlöst lust av deras europeiska motsvarigheter. Bladen hade en överlägsen seghet och skärkant, och de tros ha fått namnet inte för staden Damaskus, utan från deras ytor, som har ett karakteristiskt vattensilke eller damastliknande virvlat mönster.

Snabbfakta: Damaskusstål

• Namn på arbete: Damaskusstål, persiskt vattent stål
• Konstnär eller arkitekt: Okända islamiska metallsmeder
• Style / Movement: Islamisk civilisation
• Period: 'Abbasid (750-945 CE)
• Typ av arbete: Vapen, verktyg
• Skapad / Inbyggd: 800-talet CE
• Medium: Järn
• Rolig fakta: Den primära råmalmkällan för Damaskusstål importerades från Indien och Sri Lanka, och när källan torkades kunde svärdstillverkarna inte återskapa dessa svärd. Tillverkningsmetoden gick i huvudsak oupptäckt utanför medeltiden islam fram till 1998.

Det är svårt för oss att föreställa oss den kombinerade rädsla och beundran som dessa vapen skapar idag: Lyckligtvis kan vi lita på litteratur. Den brittiska författaren Walter Scotts bok från 1825 Talisman beskriver en återskapad scen från oktober 1192, då Richard Lionheart från England och Saladin the Saracen träffades för att avsluta det tredje korståget. (Det skulle finnas ytterligare fem efter att Richard gick till England, beroende på hur du räknar dina korstågen). Scott föreställde sig en vapendemonstration mellan de två männen, Richard utövade ett bra engelskt brettord och Saladin en scimitar av Damaskusstål, "ett krökt och smalt blad, som inte glitterade som frankernas svärd, men tvärtom var en tråkig blå färg, markerad med tio miljoner slingrande linjer ... "Detta fruktansvärda vapen, åtminstone i Scotts överdrivna prosa, representerade vinnaren i detta medeltida vapen race, eller åtminstone en rättvis match.

Damaskus Steel: Förstå alkemin

Det legendariska svärdet, känt som Damaskusstål, skrämde de europeiska angriparna av de "heliga länderna" som tillhör den islamiska civilisationen i hela korstågen (1095-1270 e.Kr.). Smeder i Europa försökte matcha stålet med "mönstersvetsningstekniken", smidda från växlade lager av stål och järn, vika och vrida metallen under smidningsprocessen. Mönstersvetsning var en teknik som användes av svärdstillverkare från hela världen, inklusive kelter från 600-talet f.Kr., vikingar från 1100-talet e.Kr. och 1200-talets japanska samurajsvärd. Men mönstersvetsning var inte hemligheten för Damaskus stål.

Vissa forskare uppskattar sökandet efter Damaskus-stålprocessen som ursprunget till modern materialvetenskap. Men de europeiska smederna duplicerade aldrig det massiva Damascus-stålet med hjälp av mönstersvetsningstekniken. Det närmaste de kom för att replikera styrkan, skärpan och den vågiga dekorationen var genom att medvetet etsa ytan på ett mönstersvetsat blad eller dekorera den ytan med silver- eller kopparfiligran.

Wootz Steel och Saracen Blades

I metalltekniken för medelåldern erhölls typiskt stål för svärd eller andra föremål genom blomningsprocessen, vilket krävde uppvärmning av råmalmen med kol för att skapa en fast produkt, känd som en "blom" av kombinerat järn och slagg. I Europa separerades järnet från slaggen genom att värma blomningen till minst 1200 grader Celsius, vilket likviderade det och separerade föroreningarna. Men i Damaskus-stålprocessen placerades blommerybitarna i degelar med kolbärande material och värmdes under en period av flera dagar, tills stålet bildade en vätska vid 1300-1400 grader.

Men viktigast av allt var att degelns processen gav ett sätt att lägga till högt kolinnehåll på ett kontrollerat sätt. Högt kol ger den yttersta kanten och hållbarheten, men dess närvaro i blandningen är nästan omöjligt att kontrollera. För lite kol och de resulterande sakerna är smidesjärn, för mjuk för dessa ändamål; för mycket och du får gjutjärn, för sprött. Om processen inte går rätt, bildar stålet plattor av cementit, en fas av järn som är hopplöst ömtålig. Islamiska metallurgister kunde kontrollera för den inneboende bräckligheten och smide råvaran till stridsvapen. Damaskusstålens mönstrade yta visas först efter en extremt långsam kylprocess: dessa tekniska förbättringar kändes inte av de europeiska smederna.

Damaskustål tillverkades av ett råmaterial som kallas wootzstål. Wootz var en exceptionell kvalitet av järnmalmstål som först tillverkades i södra och södra centrala Indien och Sri Lanka kanske så tidigt som 300 fvt. Wootz extraherades från rå järnmalm och bildades med hjälp av degelmetoden för att smälta, bränna bort föroreningar och tillsätta viktiga ingredienser, inklusive ett kolinnehåll mellan 1,3-1,8 viktprocent smidesjärn med typiskt kolinnehåll på cirka 0,1 procent.

Modern Alchemy

Även om europeiska smeder och metallurgister som försökte göra sina egna blad så småningom övervann de problem som var förknippade med ett högt kolinnehåll, kunde de inte förklara hur forntida syriska smeder uppnådde den filigrerade ytan och kvaliteten på den färdiga produkten. Skanningselektronmikroskopi har identifierat en serie kända målmedvetna tillägg till Wootz-stål, såsom barken av Cassia auriculata (används också i garvning av djurhuder) och bladen på Calotropis gigantea (en mjölkväv). Spektroskopi av wootz har också identifierat små mängder vanadium, krom, mangan, kobolt och nickel, och vissa sällsynta element som fosfor, svavel och kisel, spår som förmodligen kom från gruvorna i Indien.

Framgångsrik reproduktion av damaskena blad som matchar den kemiska sammansättningen och har den vattna-silkedekorationen och den inre mikrostrukturen rapporterades 1998 (Verhoeven, Pendray och Dautsch), och smeder har kunnat använda dessa metoder för att reproducera exemplen illustrerade här. Förädlingar till den tidigare studien fortsätter att ge information om komplexa metallurgiska processer (Strobl och kollegor). En livlig debatt om den möjliga förekomsten av en "nanorör" -mikrostruktur av Damaskusstål utvecklat mellan forskarna Peter Paufler och Madeleine Durand-Charre, men nanorören har till stor del diskrediterats.

Nyligen genomförd forskning (Mortazavi och Agha-Aligol) om Safavid (1600- och 1600-talet) öppna stålplåtar med flödande kalligrafi tillverkades också av wootzstål med användning av damascenprocessen. En studie (Grazzi och kollegor) av fyra indiska svärd (tulwars) från 1600- till 1800-talet med hjälp av mätningar av neutrontransmission och metallografisk analys kunde identifiera wootzstål baserat på dess komponenter.

källor

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Paris: Presses des Mines, 2007. Skriv ut.
• Embury, David och Olivier Bouaziz. "Stålbaserade kompositer: drivkrafter och klassificeringar." Årlig översyn av materialforskning 40.1 (2010): 213-41. Skriva ut.
• Kochmann, Werner, et al. "Nanotrådar i forntida Damaskusstål." Journal of Alloys and Compounds 372.1-2 (2004): L15-L19. Skriva ut.
• Reibold, Marianne, et al. "Upptäckt av nanorör i forntida Damaskusstål." Fysik och teknik för nya material. Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci och Klaus Wandelt. Vol. 127. Springer Proceedings in Physics: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Skriva ut.
• Mortazavi, Mohammad och Davoud Agha-Aligol. "Analytisk och mikrostrukturell strategi för att studera historiska ultrahöga kol (Uhc) stålplattor tillhör Malek National Library and Museum Institution, Iran." Materialkarakterisering 118 (2016): 159-66. Skriva ut.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner och Wolfgang Sche frouner. "Nya stålkombinationer producerade av Damaskus-tekniken." Advanced Engineering Forum 27 (2018): 14-21. Skriva ut.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner och Wolfgang Sche frouner. "Damaskus stålinlägg på ett svärdbladsproduktion och karaktärisering." Nyckeltekniska material 742 (2017): 333-40. Skriva ut.
• Verhoeven, John D. och Howard F. Clark. "Koldiffusion mellan lagren i moderna svetsade damaskusblad." Materialkarakterisering 41,5 (1998): 183-91. Skriva ut.
• Verhoeven, J. D. och A. H. Pendray. "Ursprunget av damastmönstret i Damaskus stålblad." Materialkarakterisering 47.5 (2001): 423-24. Skriva ut.
• Wadsworth, Jeffrey. "Arkeometallurgi relaterat till svärd." Materialkarakterisering 99 (2015): 1-7. Skriva ut.
• Wadsworth, Jeffrey och Oleg D. Sherby. "Svar på Verhoeven-kommentarer på Damascus Steel." Materialkarakterisering 47.2 (2001): 163-65. Skriva ut.