Wootz Steel Making Damascus Steel Blades

Wootz staal is de naam die wordt gegeven aan een uitzonderlijk staal van ijzerertsstaal dat voor het eerst werd gemaakt in Zuid- en Zuid-Centraal India en Sri Lanka, misschien al in 400 v.Chr. Smeden uit het Midden-Oosten gebruikten Wootz-ingots van het Indiase subcontinent om buitengewone stalen wapens te produceren in de middeleeuwen, bekend als Damascus-staal.

Wootz (hypereutectoïde genoemd door moderne metallurgisten) is niet specifiek voor een bepaalde ontsluiting van ijzererts maar is in plaats daarvan een vervaardigd product dat is gemaakt met behulp van een gesloten, verwarmde smeltkroes om hoge niveaus van koolstof in ijzererts te introduceren. Het resulterende koolstofgehalte voor wootz wordt verschillend gerapporteerd, maar valt tussen 1,3-2 procent van het totale gewicht.

Waarom Wootz Steel beroemd is

De term 'wootz' verschijnt voor het eerst in het Engels in de late 18e eeuw, door metallurgisten die de eerste experimenten hebben uitgevoerd om de elementaire aard ervan te doorbreken. Het woord wootz kan een verkeerde vertaling zijn geweest door geleerde Helenus Scott van "utsa", het woord voor een fontein in Sanscrit; "ukku", het woord voor staal in de Indiase taal Kannada, en / of "uruku", om gesmolten te worden in het oude Tamil. Wat Wootz vandaag noemt, is echter niet wat de 18e-eeuwse Europese metallurgisten dachten dat het was.

Wootz-staal werd in de vroege middeleeuwen bekend bij Europeanen toen ze de bazaars in het Midden-Oosten bezochten en smeden vonden die verbluffende messen, bijlen, zwaarden en beschermende harnassen maakten met prachtige, met water gemarkeerde oppervlakken. Deze zogenaamde "Damascus" -stalen kunnen worden genoemd naar de beroemde bazaar in Damascus of het damastachtige patroon dat op het blad was gevormd. De messen waren hard, scherp en konden in een hoek van 90 graden buigen zonder te breken, zoals de kruisvaarders tot hun ontsteltenis ontdekten.

Maar de Grieken en Romeinen wisten dat het smeltkroesproces uit India kwam. In de eerste eeuw CE noemt de Romeinse geleerde Plinius de oudere geschiedenis de import van ijzer uit Seres, dat waarschijnlijk verwijst naar het Zuid-Indiase koninkrijk Cheras. Het 1e eeuw CE rapport genaamd Periplus van de Erythraenzee bevat een expliciete verwijzing naar ijzer en staal uit India. In de 3e eeuw CE zei de Griekse alchemist Zosimos dat de Indianen staal maakten voor hoogwaardige zwaarden door het staal te "smelten".

IJzerproductieproces

Er zijn drie hoofdtypen van pre-moderne ijzerproductie: bloei, hoogoven en smeltkroes. Bloomery, voor het eerst bekend in Europa rond 900 v.Chr., Omvat het verhitten van ijzererts met houtskool en het vervolgens reduceren tot een vast product, "een bloei" van ijzer en slak genoemd. Bloeiijzer heeft een laag koolstofgehalte (0,04 gewichtsprocent) en produceert smeedijzer. Hoogoventechnologie, uitgevonden in China in de 11e eeuw CE, combineert hogere temperaturen en een groter reductieproces, wat resulteert in gietijzer, dat een koolstofgehalte van 2-4 procent heeft, maar te bros is voor messen.

Met smeltkroes plaatsen smeden stukjes ijzer uit de bloemsierkunst samen met koolstofrijk materiaal in smeltkroezen. De smeltkroezen worden vervolgens afgedicht en gedurende een periode van dagen verwarmd tot temperaturen tussen 1300-1400 graden Celsius. In dat proces absorbeert het ijzer de koolstof en wordt hierdoor vloeibaar gemaakt, waardoor de slak volledig kan worden gescheiden. De geproduceerde wootz-cakes liet men vervolgens extreem langzaam afkoelen. Die cakes werden vervolgens geëxporteerd naar wapenfabrikanten in het Midden-Oosten die de angstaanjagende stalen bladen van Damascus zorgvuldig hebben gesmeed, in een proces dat de water-zijde of damast-achtige patronen creëerde.

Crucible steel, uitgevonden in het Indiase subcontinent minstens al in 400 v.Chr., Bevat een tussenliggend niveau van koolstof, 1-2 procent, en vergeleken met de andere producten is een ultrahoog koolstofstaal met hoge ductiliteit voor smeden en hoge slagsterkte en verminderde brosheid geschikt voor het maken van bladen.

Leeftijd van Wootz Steel

Het maken van ijzer maakte al in 1100 v.Chr. Deel uit van de Indiase cultuur, op locaties zoals Hallur. Het vroegste bewijs voor de verwerking van ijzer van het Wootz-type omvat de fragmenten van smeltkroezen en metaaldeeltjes geïdentificeerd op de 5e eeuw v.Chr. Locaties van Kodumanal en Mel-siruvalur, beide in Tamil Nadu. Moleculair onderzoek van een ijzeren cake en gereedschappen uit Junnar in de provincie Deccan en daterend uit de Satavahana-dynastie (350 BCE-136 CE) is duidelijk bewijs dat smeltkroestechnologie in deze periode wijdverbreid was in India.

De smeltkroes-stalen voorwerpen die in Junnar werden gevonden, waren geen zwaarden of bladen, maar eerder priemen en beitels, gereedschap voor dagelijkse werkdoeleinden zoals steenhouwen en kralen maken. Dergelijk gereedschap moet sterk zijn zonder broos te worden. Het smeltkroesproces bevordert die eigenschappen door structurele homogeniteit op lange afstand en inclusievrije omstandigheden te bereiken.

Er zijn aanwijzingen dat het wootz-proces nog ouder is. Zestienhonderd kilometer ten noorden van Junnar, in Taxila in het huidige Pakistan, vond archeoloog John Marshall drie zwaardbladen met 1,2-1,7 procent koolstofstaal, gedateerd ergens tussen de 5e eeuw v.Chr. En de 1e eeuw CE. Een ijzeren ring uit een context in Kadebakele in Karnataka dateert van 800-440 v.Chr. Heeft een samenstelling van bijna 8 procent koolstof en kan heel goed smeltkroes zijn.

bronnen

• Dube, R. K. "Wootz: Foutieve transliteratie van Sanskriet" Utsa "gebruikt voor Indiaas smeltkroes." JOM 66.11 (2014): 2390-96. Afdrukken.
• Durand-Charre, M., F. Roussel-Dherbey en S. Coindeau. "Les Aciers Damassés Décryptés." Revue de Metallurgie 107.04 (2010): 131-43. Afdrukken.
• Grazzi, F., et al. "Bepaling van de productiemethoden van Indiase zwaarden door neutronen diffractie." Microchemical Journal 125 (2016): 273-78. Afdrukken.
• Kumar, Vinod, R. Balasubramaniam en P. Kumar. "Microstructuurontwikkeling in vervormd ultrahoog koolstofarm gelegeerd staal (Wootz)." Materiaalkunde Forum 702-703.802-805 (2012). Afdrukken.
• Park, Jang-Sik en Vasant Shinde. "Technologie, chronologie en de rol van smeltkroes zoals afgeleid uit ijzeren voorwerpen van de oude site in Junnar, India." Journal of Archaeological Science 40.11 (2013): 3991-98. Afdrukken.
• Reibold, M., et al. "Structuur van verschillende historische bladen op nanoschaal." Crystal Research and Technology 44.10 (2009): 1139-46. Afdrukken.
• Sukhanov, D.A., et al. "Morfologie van overtollige carbiden Damascus staal." Journal of Materials Science Research 5.3 (2016). Afdrukken.