Wootz Steel Making Damaskus Steel Blades

Wootz stål är namnet på en exceptionell kvalitet av järnmalmstål som först tillverkades i södra och södra centrala Indien och Sri Lanka kanske så tidigt som 400 fvt. Mellanöstern smeder använde wootz ingots från det indiska subkontinentet för att producera extraordinära stålvapen under medeltiden, känd som Damaskus stål.

Wootz (kallas hypereutektoid av moderna metallurgister) är inte specifikt för ett visst järnmalm utan är istället en tillverkad produkt som skapas genom att använda en förseglad, uppvärmd degel för att införa höga kolnivåer i järnmalm. Det resulterande kolinnehållet för wootz rapporteras olika men faller mellan 1,3-2 procent av den totala vikten.

Varför Wootz Steel är känt

Begreppet "wootz" visas först på engelska i slutet av 1700-talet av metallurgister som genomförde de första experimenten för att försöka bryta ner dess elementära natur. Ordet wootz kan ha varit ett misstecken av forskaren Helenus Scott av "utsa", ordet för en fontän i Sanscrit; "ukku", ordet för stål på det indiska språket Kannada, och / eller "uruku", för att göra smält på gammalt tamil. Men vad wootz hänvisar till i dag är inte vad 1700-talets europeiska metallurgister trodde att det var.

Wootz-stål blev känt för européerna under den tidiga medeltiden då de besökte Mellanöstern-basarer och fann smeder som gjorde fantastiska blad, yxor, svärd och skyddande rustningar med underbara vattenmärkta ytor. Dessa så kallade "Damaskus" -stål kan namnges efter den berömda basaren i Damaskus eller det damaskliknande mönstret som bildades på bladet. Bladen var hårda, vassa och kunde böja sig upp till en 90-graders vinkel utan att gå sönder, eftersom korsfararna konstaterade till deras oro.

Men grekerna och romarna var medvetna om att degelns processen kom från Indien. Under det första århundradet CE nämner den romerska forskaren Plinius den äldre naturhistorien importen av järn från Seres, som troligen hänvisar till det södra indiska kungariket Cheras. Den 1: a århundradet CE-rapporten kallade Periplus från Erythraen Sea innehåller en uttrycklig hänvisning till järn och stål från Indien. Under 300-talet CE nämnde den grekiska alkymisten Zosimos att indianerna tillverkade stål för högkvalitativa svärd genom att "smälta" stålet.

Järnproduktionsprocess

Det finns tre huvudtyper av förmodern järntillverkning: blommor, masugn och degel. Bloomery, först känt i Europa cirka 900 fvt, innebär att värma järnmalm med kol och sedan reducera den till en fast produkt, kallad "en blom" av järn och slagg. Blomsterjärn har en låg kolhalt (0,04 viktprocent) och producerar smidesjärn. Högugnteknik, uppfann i Kina under 1100-talet e.Kr., kombinerar högre temperaturer och en större minskningsprocess, vilket resulterar i gjutjärn, som har en 2-4 procent kolhalt men är för spröd för blad.

Med smältjärn placerar smeden bitar av blommigt järn tillsammans med kolrikt material i degeln. Degeln förseglas sedan och värms över en period av dagar till temperaturer mellan 1300-1400 grader. I den processen absorberar järnet kolet och kondenseras av det, vilket tillåter fullständig separering av slagg. De producerade wootz-kakorna fick sedan svalna extremt långsamt. Dessa kakor exporterades sedan till vapentillverkare i Mellanöstern som försiktigt smidda de fruktansvärda Damaskus stålbladen, i en process som skapade det vattnade siden- eller damastliknande mönstret.

Degelstål, uppfunnet i det indiska subkontinentet minst så tidigt som 400 fvt, innehåller en mellanliggande kolnivå, 1-2 procent, och jämfört med de andra produkterna är ett ultrahögt kolstål med hög smidighet för smidning och hög slaghållfasthet och reducerad sprödhet som är lämplig för att tillverka blad.

Age of Wootz Steel

Järnframställning var en del av den indiska kulturen redan 1100 fvt, på platser som Hallur. De tidigaste bevisen för bearbetning av järn av wootz-typ inkluderar fragment av degelar och metallpartiklar som identifierades vid 500-talet fvt i Kodumanal och Mel-siruvalur, båda i Tamil Nadu. Molekylär undersökning av en järnkaka och verktyg från Junnar i Deccan-provinsen och daterat till Satavahana-dynastin (350 f. Kr. – 136 e.Kr.) är ett tydligt bevis på att degelns teknik var utbredd i Indien under denna period..

De arktakterna av degeln av stål som hittades i Junnar var inte svärd eller blad, utan snarare och mejslar, verktyg för vardagsarbete som bergsnideri och tillverkning av pärlor. Sådana verktyg måste vara starka utan att bli spröda. Degelns stålprocessen främjar dessa egenskaper genom att uppnå långsiktig strukturell homogenitet och inkluderingsfria förhållanden.

Vissa bevis tyder på att wootz-processen fortfarande är äldre. Sextonhundra kilometer norr om Junnar, vid Taxila i dagens Pakistan, hittade arkeolog John Marshall tre svärdblad med 1,2-1,7 procent kolstål, daterat någonstans mellan 500-talet fvt och 1: a århundradet e.Kr. En järnring från ett sammanhang vid Kadebakele i Karnataka daterat mellan 800-440 f.Kr. har en sammansättning nära 0,8 procent kol och det kan mycket väl vara degelbart stål.

källor

• Dube, R. K. "Wootz: Felaktig Transliteration av sanskrit" Utsa "Används för indisk degelstål." JOM 66.11 (2014): 2390-96. Skriva ut.
• Durand-Charre, M., F. Roussel-Dherbey och S. Coindeau. "Les Aciers Damassés Décryptés." Revue de Métallurgie 107.04 (2010): 131-43. Skriva ut.
• Grazzi, F., et al. "Bestämning av tillverkningsmetoder för indiska svärd genom neutrondiffraktion." Mikrokemisk tidskrift 125 (2016): 273-78. Skriva ut.
• Kumar, Vinod, R. Balasubramaniam och P. Kumar. "Mikrostrukturutveckling i deformerat Ultrahigh Carbon Low Alloy (Wootz) Steel." Materialvetenskapsforum 702-703.802-805 (2012). Skriva ut.
• Park, Jang-Sik och Vasant Shinde. "Teknik, kronologi och rollen av degelns stål som härleds från järnföremål från den forntida platsen i Junnar, Indien." Journal of Archaeological Science 40.11 (2013): 3991-98. Skriva ut.
• Reibold, M., et al. "Struktur av flera historiska blad på nanoskala." Crystal Research and Technology 44.10 (2009): 1139-46. Skriva ut.
• Sukhanov, D.A., et al. "Morfology of Excess Carbides Damascus Steel." Journal of Materials Science Research 5,3 (2016). Skriva ut.