Wootz-teräs: Damaskoksen teräterien raaka-aine

Wootz-teräs on nimi poikkeukselliselle rautamalmiteräkselle, joka on ensin valmistettu Intian etelä- ja eteläosissa ja Sri Lankassa ehkä jo 400 eaa. Lähi-idän sepät käyttivät Intian mantereelta peräisin olevia wootz-harkkoja ylimääräisen teräsaseen valmistukseen keskiajan ajan, joka tunnetaan nimellä Damaskoksen teräs.

Wootz (kutsutaan hypereutectoid nykyaikaisten metallurgien mukaan) ei ole erityinen rautamalmin tietylle paljastumiselle, vaan on sen sijaan a Valmistettu tuote, joka on luotu käyttämällä suljettua, lämmitettyä upokkaa korkean hiilipitoisuuden lisäämiseksi mikä tahansa rautamalmi. Saatu wootzin hiilipitoisuus ilmoitetaan eri tavoin, mutta se on välillä 1,3 - 2 prosenttia kokonaispainosta.

Termi 'wootz' ilmestyy englanniksi ensimmäistä kertaa 1800-luvun lopulla, kun metallurgit tekivät ensimmäiset kokeet hajottaakseen sen alkuperän. Sana wootz on saattanut olla väärin kirjoittanut tutkija Helenus Scott sanasta "utsa", sana suihkulähteelle Sanscritissa; Intian kielen kannada "ukku", sana teräkseen, ja / tai "uruku", jotta sulataan vanhassa tamilissa. Se, mitä wootz viittaa tänään, ei ole sitä, mitä 1800-luvun eurooppalaiset metallurgit pitivät.

Wootz-teräs tuli eurooppalaisille tiedossa varhaisessa keskiajalla, kun he vierailivat Lähi-idän basaareissa ja löysi seppoja, jotka tekivät uskomattomia teriä, akseleita, miekkoja ja suojavarusteita upeailla, vesileimatulla pinnalla. Nämä niin sanotut "Damascus" -teräkset voidaan nimetä kuuluisalle basaarille vuonna Damaskos tai damaskin kaltainen kuvio, joka muodostui terälle. Terät olivat kovia, teräviä ja pystyivät taipumaan jopa 90 asteen kulmaan rikkomatta, kuten Crusaders löydetty heidän tyrmistyksestään.

Kreikkalaiset ja roomalaiset tiesivät kuitenkin, että upokasprosessi tuli Intiasta. Ensimmäisellä vuosisadalla CE, roomalainen tutkija Plinius vanhin Luonnonhistoria mainitsee raudan tuonnin Seresistä, mikä viittaa todennäköisesti Intian eteläiseen valtakuntaan Cherasiin. 1. vuosisadan CE-raportti kutsui Erytraenmeren periplus sisältää nimenomaisen viittauksen Intian rautaa ja terästä. Kolmannella vuosisadalla CE kreikkalainen alkemistti Zosimos mainitsi, että intialaiset tekivät terästä korkealaatuisille miekkoille "sulattamalla" terästä.

Ennemmodernissa raudanvalmistuksessa on kolme päätyyppiä: kukinta, masuuni ja upokas. Bloomery, tunnetaan ensimmäisen kerran vuonna 2006 Eurooppa noin 900 eKr., käsittää rautamalmin lämmittämisen puuhiilellä ja sen pelkistämisen sitten kiinteän tuotteen muodostamiseksi, jota kutsutaan raudan ja kuonan "kukoksi". Bloomery-raudalla on alhainen hiilipitoisuus (0,04 painoprosenttia) ja se tuottaa takorautaa. Kiinassa 1200-luvulla CE-keksinnössä keksitty masuunitekniikka yhdistää korkeammat lämpötilat ja korkeamman pelkistysprosessi, jolloin saadaan valurautaa, jonka hiilipitoisuus on 2–4 prosenttia, mutta joka on liian hauras terät.

Upokkaalla raudalla seppä asettaa kukkivat rautapalat yhdessä hiilirikkaan materiaalin kanssa upokkaiksi. Upokkaat suljetaan sitten ja lämmitetään päivien ajan lämpötilaan, joka on välillä 1300–1400 celsiusastetta. Tässä prosessissa rauta imee hiilen ja nesteyttää se, mikä mahdollistaa kuonan täydellisen erottelun. Valmistettujen wootz-kakkujen annettiin sitten jäähtyä erittäin hitaasti. Kyseiset kakut vietiin sitten Lähi-idän aseiden valmistajiin, jotka takoivat huolellisesti Damaskoksen pelottavia terälaikkoja prosessissa, joka loi juotetun silkin tai damaskin kaltaiset kuviot.

Upokas teräs, keksitty Intian mantereella ainakin 400 eKr., Sisältää keskimäärin hiiltä, ​​1–2 prosenttia, ja verrattuna muut tuotteet ovat erittäin korkeahiiliterästä, jolla on korkea muovattavuus taotusta varten, korkea iskunkestävyys ja vähentynyt hauraus, joka soveltuu valmistukseen terät.

Raudan valmistus oli osa intialaista kulttuuria jo vuonna 1100 eKr., Esimerkiksi Hallur. Varhaisimmat todisteet raudan wootz-tyyppisestä käsittelystä sisältävät upokkaiden ja metallihiukkasten fragmentit, jotka tunnistettiin 5. vuosisadan eKr. Kodumanal ja Mel-siruvalur, molemmat Tamil Nadussa. Dacanin maakunnassa sijaitsevan Junnarin rautakakun ja työkalujen molekyylitutkimus Satavahana-dynastia (350 eKr. – 136 eKr.) On selvä näyttö siitä, että upokasteknologia oli laajalle levinnyt Intiassa vuoteen 2010 mennessä Tämä jakso.

Junnarilta löydetyt upokkaat teräs esineet eivät olleet miekkoja tai terää, vaan pikemminkin pyörteitä ja talttoja, työkaluja päivittäisiin työtehtäviin, kuten kallionveistämiseen ja helmien valmistukseen. Tällaisten työkalujen on oltava vahvoja tulematta hauraiksi. Upokas teräsprosessi edistää näitä ominaisuuksia saavuttamalla pitkän kantaman rakenteellinen homogeenisuus ja inkluusiovapaat olosuhteet.

Jotkut todisteet viittaavat siihen, että wootz-prosessi on edelleen vanhempi. Arkeologi John Marshall löysi kuusisataa sataa kilometriä Junnarista pohjoiseen, nykyisen Pakistanin Taksilla kolme miekkaterää, joissa on 1,2–1,7 prosenttia hiiliterästä, päivätty jonnekin 5. vuosisadan eaa ja 1. vuosisadan välillä CE. Rautarengas Kardetakan Kadebakelen kontekstista, päivätty välillä 800–440 eKr., On koostumukseltaan lähellä .8 prosenttia hiiltä ja se voi hyvinkin olla upokkaan terästä.

Lähteet

• Dube, R. K. "Wootz: Sanskritin kielen "Utsa" virheellinen translitterointi, jota käytetään intialaisessa upokkaiteräksessä." JOM 66.11 (2014): 2390–96. Tulosta.
• Durand – Charre, M., F. Roussel – Dherbey ja S. Coindeau. "Les Aciers Damassés Décryptés." Revue de Métallurgie 107.04 (2010): 131–43. Tulosta.
• Grazzi, F., et ai. "Intialaisten miekkojen valmistusmenetelmien määrittäminen neutronidiffraktion avulla." Mikrokemiallinen lehti 125 (2016): 273–78. Tulosta.
• Kumar, Vinod, R. Balasubramaniam ja P. Kumar. "Mikrorakenteen kehitys epämuodostuneessa erittäin korkea-hiiliteollisuudessa (Wootz) teräksessä." Materiaalitiedefoorumi 702–703.802–805 (2012). Tulosta.
• Park, Jang – Sik ja Vasant Shinde. "Teknologia, kronologia ja upokkaan teräksen rooli muinaisen paikan rautaesineistä johtuen Junnarissa, Intiassa."Journal of Archaeological Science 40.11 (2013): 3991–98. Tulosta.
• Reibold, M., et ai. "Useiden historiallisten terien rakenne nanomittakaavassa." Kristallitutkimus ja -teknologia 44.10 (2009): 1139–46. Tulosta.
• Sukhanov, D.A., et ai. "Ylimääräisten karbidien morfologia Damascus Steel." Lehti materiaalitieteellisestä tutkimuksesta 5.3 (2016). Tulosta.