Damascus Steel Ancient Sword Making Techniques

Damascusstaal en Perzisch waterstaal zijn veel voorkomende namen voor koolstofarme stalen zwaarden gemaakt door islamitische ambachtslieden in de middeleeuwen en vruchteloos begeerd door hun Europese tegenhangers. De messen hadden een superieure taaiheid en snijkant, en ze worden verondersteld niet te zijn vernoemd naar de stad Damascus, maar van hun oppervlakken, die een karakteristiek waterig-zijde of damastachtig gewerveld patroon hebben.

Snelle feiten: Damascus Steel

• Naam van het werk: Damascus Steel, Perzisch bewaterd staal
• Kunstenaar of architect: Onbekende islamitische metaalsmeden
• Style / Movement: Islamitische beschaving
• Periode: 'Abbasid (750-945 CE)
• Type werk: Wapens, gereedschap
• Gemaakt / Gebouwd: 8e eeuw CE
• Medium: IJzer
• Leuk weetje: De primaire ruwe ertsbron voor Damascus-staal werd geïmporteerd uit India en Sri Lanka, en toen de bron opdroogde, konden de zwaardmakers die zwaarden niet opnieuw maken. De productiemethode bleef tot 1998 buiten de middeleeuwse islam onontdekt.

Het is moeilijk voor ons om ons de gecombineerde angst en bewondering voor te stellen die vandaag door deze wapens wordt veroorzaakt: gelukkig kunnen we vertrouwen op literatuur. Het boek van de Britse schrijver Walter Scott uit 1825 The Talisman beschrijft een nagebouwde scène uit oktober 1192, toen Richard Lionheart van Engeland en Saladin de Saraceen elkaar ontmoetten om de Derde Kruistocht te beëindigen. (Er zouden er nog vijf zijn nadat Richard zich terugtrok in Engeland, afhankelijk van hoe je je kruistochten telt). Scott stelde zich een wapendemonstratie voor tussen de twee mannen, Richard met een goed Engels slagzwaard en Saladin een kromzwaard van Damascus-staal, 'een gebogen en smal lemmet, dat niet schitterde als de zwaarden van de Franken, maar integendeel van een saaie blauwe kleur, gemarkeerd met tien miljoen kronkelende lijnen ... "Dit angstaanjagende wapen, althans in Scott's overdreven proza, vertegenwoordigde de winnaar in deze middeleeuwse wapenwedloop, of op zijn minst een eerlijke wedstrijd.

Damascus Steel: Understanding the Alchemy

Het legendarische zwaard dat bekend staat als het Damascus-staal intimideerde de Europese indringers van de 'Heilige Landen' die tot de islamitische beschaving behoorden tijdens de kruistochten (1095-1270 CE). Smeden in Europa probeerden het staal te matchen, met behulp van de "patroonlastechniek", gesmeed uit afwisselende lagen van staal en ijzer, waarbij het metaal werd gevouwen en gedraaid tijdens het smeedproces. Patroonlassen was een techniek die door zwaardmakers uit de hele wereld werd gebruikt, waaronder Kelten uit de 6e eeuw v.Chr., Vikingen uit de 11e eeuw CE en de 13e-eeuwse Japanse samoeraienzwaarden. Maar patroonlassen was niet het geheim van Damascus-staal.

Sommige wetenschappers noemen de zoektocht naar het staalproces van Damascus de oorsprong van de moderne materiaalwetenschap. Maar de Europese smeden hebben nooit het massieve kern Damascus-staal gedupliceerd met behulp van de patroonlastechniek. Het dichtst in de buurt van het repliceren van de sterkte, scherpte en golvende versiering was door opzettelijk het oppervlak van een patroongelast mes te etsen of dat oppervlak te decoreren met filigraan van zilver of koper.

Wootz staal en Saraceense messen

In de metaaltechnologie op middelbare leeftijd werd staal voor zwaarden of andere objecten meestal verkregen door het bloeiproces, waarbij het ruwe erts moest worden verwarmd met houtskool om een ​​vast product te maken, bekend als een "bloei" van gecombineerd ijzer en slak. In Europa werd het ijzer van de slak gescheiden door de bloei te verwarmen tot ten minste 1200 graden Celsius, waardoor het vloeibaar werd en de onzuiverheden werden afgescheiden. Maar in het staalproces van Damascus werden de stukjes bloem in kroezen geplaatst met koolstofhoudend materiaal en gedurende een periode van enkele dagen verwarmd, totdat het staal een vloeistof vormde op 1300-1400 graden.

Maar het belangrijkste is dat het smeltkroesproces een manier bood om op een gecontroleerde manier een hoog koolstofgehalte toe te voegen. Hoge koolstof biedt de scherpe rand en duurzaamheid, maar zijn aanwezigheid in het mengsel is bijna onmogelijk te controleren. Te weinig koolstof en het resulterende spul is smeedijzer, te zacht voor deze doeleinden; te veel en je krijgt gietijzer, te broos. Als het proces niet goed gaat, vormt het staal platen van cementiet, een fase van ijzer die hopeloos fragiel is. Islamitische metallurgisten waren in staat om de inherente kwetsbaarheid te beheersen en de grondstof te smeden tot vechtwapens. Het patroonoppervlak van Damascus-staal verschijnt pas na een extreem langzaam koelproces: deze technologische verbeteringen waren niet bekend bij de Europese smeden.

Damascus-staal werd gemaakt van een grondstof genaamd wootz-staal. Wootz was een uitzonderlijk staal van ijzerertsstaal dat voor het eerst werd gemaakt in Zuid- en Zuid-Centraal India en Sri Lanka, misschien al in 300 v.Chr. Wootz werd geëxtraheerd uit ruw ijzererts en gevormd met behulp van de smeltkroesmethode om onzuiverheden te smelten, weg te branden en belangrijke ingrediënten toe te voegen, waaronder een koolstofgehalte tussen 1,3-1,8 gewichtsprocent smeedijzer heeft doorgaans een koolstofgehalte van ongeveer 0,1 procent.

Moderne Alchemie

Hoewel Europese smeden en metaalbewerkers die probeerden hun eigen messen te maken, uiteindelijk de problemen die inherent zijn aan een hoog koolstofgehalte hebben overwonnen, konden ze niet uitleggen hoe oude Syrische smeden het filigreed oppervlak en de kwaliteit van het eindproduct bereikten. Scanning elektronenmicroscopie heeft een reeks bekende doelgerichte toevoegingen aan Wootz-staal geïdentificeerd, zoals de bast van Cassia auriculata (ook gebruikt bij het looien van dierenhuiden) en de bladeren van Calotropis gigantea (een milkweed). Spectroscopie van wootz heeft ook kleine hoeveelheden vanadium, chroom, mangaan, kobalt en nikkel geïdentificeerd, en enkele zeldzame elementen zoals fosfor, zwavel en silicium, waarvan sporen vermoedelijk uit de mijnen in India kwamen.

Succesvolle reproductie van damascene bladen die overeenkomen met de chemische samenstelling en de decoratie van waterig-zijde en de interne microstructuur bezitten, werd in 1998 gerapporteerd (Verhoeven, Pendray en Dautsch), en smeden hebben die methoden kunnen gebruiken om de hier geïllustreerde voorbeelden te reproduceren. Verfijningen van de eerdere studie blijven informatie verschaffen over complexe metallurgische processen (Strobl en collega's). Een levendig debat over het mogelijke bestaan ​​van een "nanobuis" microstructuur van Damascus staal ontwikkeld tussen onderzoekers Peter Paufler en Madeleine Durand-Charre, maar nanobuizen zijn grotendeels in diskrediet gebracht.

Recent onderzoek (Mortazavi en Agha-Aligol) naar Safavid (16e-17e eeuw) opengewerkte stalen platen met vloeiende kalligrafie werden ook gemaakt van wootz-staal met behulp van het damascene-proces. Een studie (Grazzi en collega's) van vier Indiase zwaarden (tulwars) uit de 17e tot 19e eeuw met behulp van neutronen transmissiemetingen en metallografische analyse was in staat om wootz-staal te identificeren op basis van zijn componenten.

bronnen

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Parijs: Presses des Mines, 2007. Afdrukken.
• Embury, David en Olivier Bouaziz. "Op staal gebaseerde composieten: drijfkrachten en classificaties." Jaaroverzicht materiaalonderzoek 40.1 (2010): 213-41. Afdrukken.
• Kochmann, Werner, et al. "Nanodraden in het oude Damascus-staal." Journal of Alloys and Compounds 372.1-2 (2004): L15-L19. Afdrukken.
• Reibold, Marianne, et al. "Ontdekking van Nanobuisjes in het oude Damascus-staal." Fysica en engineering van nieuwe materialen. Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci en Klaus Wandelt. Vol. 127. Springer Proceedings in Physics: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Afdrukken.
• Mortazavi, Mohammad en Davoud Agha-Aligol. "Analytische en microstructurele benadering van de studie van historische staalplaten met ultrahoge koolstof (Uhc) behoren tot de Malek National Library and Museum Institution, Iran." Materiaalkarakterisering 118 (2016): 159-66. Afdrukken.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner en Wolfgang Scheiblechner. "Nieuwe staalcombinaties geproduceerd door de Damascus-techniek." Advanced Engineering Forum 27 (2018): 14-21. Afdrukken.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner en Wolfgang Scheiblechner. "Damascus staalinleg op een zwaardbladproductie en karakterisering." Key Engineering Materials 742 (2017): 333-40. Afdrukken.
• Verhoeven, John D. en Howard F. Clark. "Koolstofdiffusie tussen de lagen in moderne patroongelaste Damascus-bladen." Materiaalkarakterisering 41.5 (1998): 183-91. Afdrukken.
• Verhoeven, J. D. en A. H. Pendray. "Oorsprong van het damastpatroon in Damascus-staalbladen." Materiaalkarakterisering 47.5 (2001): 423-24. Afdrukken.
• Wadsworth, Jeffrey. "Archeometallurgie gerelateerd aan zwaarden." Materiaalkarakterisering 99 (2015): 1-7. Afdrukken.
• Wadsworth, Jeffrey en Oleg D. Sherby. "Reactie op Verhoeven opmerkingen over Damascus Steel." Materiaalkarakterisering 47.2 (2001): 163-65. Afdrukken.