Tarih Podcast'leri

Wootz Steel: Ölümcül Şam Bıçaklarında Kullanılan Gizemli Metal

Wootz Steel: Ölümcül Şam Bıçaklarında Kullanılan Gizemli Metal



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wootz çeliği dünyanın en iyileri arasındaydı. Orta Çağ'ın ünlü Şam bıçakları gibi silahları şekillendirmek için kullanılan metaldir. Bununla birlikte, Wootz çeliği, Orta Çağ döneminden çok daha eskiye dayanmaktadır. Teknoloji, diğer birçok kültürün bunu öğrenmesinden önce, eski Hindistan'da bin yıl önce ortaya çıktı.

Bu bir pota çeliği çeşididir, yani hammaddelerin pota içinde eritilmesiyle üretilen bir çelik türüdür. Yüksek kalitesi nedeniyle Wootz çeliği, Avrupa, Orta Doğu ve Çin dahil olmak üzere tüm antik ve Orta Çağ dünyasında işlem gördü. Wootz çeliğinin nitelikleri silah yapmak için çok uygundu.

Wootz Steel'in Kökenleri

'Wootz'un aslında birçok Güney Hindistan dilinde çelik anlamına gelen 'ukku' kelimesinin bir bozulması olduğu iddia edildi. Bu kelime, Avrupalıların bu çeliğin nasıl üretildiğini ilk kez öğrenmeye başladığı 18. yüzyılın sonlarına doğru İngiliz diline girdi. O zamana kadar Hintlilerin iki bin yıldan fazla bir süredir Wootz çeliği ürettiği biliniyor.

  • Kadimlerin Bizden Daha İyi Yaptığı On Şey
  • Viking Kılıcı Ulfberht'in Gizemli Kökenine Bir Adım Daha Yakın
  • Ermenistan Mirası: Ticaret, Metalurji ve Antik Dünyanın Kıymetli Madenlerinin Dövmesi

Wootz çeliğinin Hindistan'da tam olarak ne zaman üretildiği tam olarak bilinmemekle birlikte, eski Kızılderililer tarafından üretilen çeliğe bilinen en eski edebi referans, Büyük İskender'in oradaki kampanyasının kayıtlarında bulunabilir. Bu kampanya MÖ 4. yüzyılın sonlarına doğru gerçekleşti ve Yunan hükümdarına 100 yetenek Hint çeliği verildiği bildirildi. Antik Hindistan'da çelik üretimi için arkeolojik kanıtlar da var. Bu, örneğin Hindistan'ın güneyindeki Tamil Nadu eyaletindeki Kodumanal bölgesinde açıkça görülmektedir. Arkeologlar, bu bölgede Chera Hanedanlığı'na (MÖ 3. yüzyılda kurulmuş) tarihlenen bir demir-çelik sanayi merkezi keşfettiler.

Şam, Suriye'de bir kılıç ustası. 1900 civarı.

Korunan Sır

Wootz çeliği üretme tekniği, Hindistan'ın metalürji uzmanları arasında çok uzun bir süre yakından korunan bir sırdı. Böylece, Hintliler bu çok arzu edilen metalin üretimi ve ihracatı üzerinde tekele sahipti. Hindistan'da üretilen çelik, külçe şeklinde ihraç edilerek batıda Roma dünyası, doğuda Çin gibi yerlere ulaştı.

Solingen'de Şam Çeliği Dövmesi.' (NearEMPTiness/ CC BY SA 3.0 )

Ortaçağ döneminde, Wootz çeliğinin Orta Doğu'ya ihraç edildiğine ve burada ünlü Şam bıçaklarına dönüştürüldüğüne inanılıyor. Bu yüksek kaliteli kılıcı kullanan Müslüman savaşçılarla karşılaşan Haçlılar sayesinde Şam kılıcının ünü Avrupa'ya da yayıldı.

O zamanlar Avrupa'da üretilen hiçbir şey Hindistan'ın Wootz çeliğinin kalitesiyle boy ölçüşemezdi ve Hindistan sonraki yüzyıllarda çelik üretiminde lider ülke olmaya devam etti. Örneğin, 17. yüzyılın sonlarında, Coromandel Sahili'nden İran'a on binlerce çelik külçe sevk edildiğinden, Wootz çeliği neredeyse endüstriyel ölçekte üretiliyordu.

Nylund Knives, Finlandiya'dan modern bir Şam kılıcı. (Sami Lansipaltta/ CC BY NC SA 2.0 )

Avrupalıların nihayet Wootz çeliğinin nasıl üretildiğine dair bir fikir edinmesi ancak 19. yüzyılın başlarında oldu. Francis Buchanan, Benjamin Heyne ve Henry Wesley Volsey gibi Hindistan'a giden Avrupalı ​​gezginler, hesaplarında Kızılderililerin bir pota işlemi kullanarak Wootz çeliği ürettiğini kaydetti.

Pota Süreci

Pota prosesi, modern öncesi dönemde kullanılan üç ana demir imalatı türünden biridir, diğer ikisi ise çiçeklenme ve yüksek fırındır. Pota işlemi, kil potaya, çiçekli demir veya dövme demir gibi bir demir kaynağının ve ağaç yongaları gibi karbon bakımından zengin malzemelerin yerleştirilmesini içerir.

  • Tarihi Hint kılıcı ustalıkla yapıldı
  • Modern Anlayışın Ötesinde 6 Gelişmiş Antik Buluş
  • Krom Kaplamadan Nanotüplere: İlk Antik Çağda Kullanılan Modern Kimya

Şam çeliği kılıç bıçağı. (albertstraub/ 2.0 TARAFINDAN CC )

Bu kap daha sonra kapatılır ve 1300 °C ile 1400 °C arasındaki bir sıcaklıkta birkaç günlük bir süre boyunca ısıtılır. Bunun bir sonucu olarak, karbon demir tarafından emilir, erime noktasını düşürür ve sıvılaşmasına neden olur. Demire bu karbon ilavesi (%1 ile %2 arasında) aynı zamanda yeni ürüne yüksek süneklik, yüksek darbe dayanımı ve azaltılmış kırılganlık gibi belirli nitelikler kazandırır. Söylemeye gerek yok, bunlar bıçak yapımı için istenen niteliklerdir. Yavaş bir soğutma işleminden sonra Wootz kekleri ihraç edilmeye ve bıçak haline getirilmeye hazırdı.

Wootz çeliğinin üretiminin arkasındaki bilim ancak 20. yüzyılda, onlarca yıllık deneylerden sonra anlaşılabildi. Gerçekten de, antik Hindistan'ın metalürjistlerinin, teknolojik olarak, zamanlarının çok ötesinde oldukları söylenebilir.


Eski Şam Çelik Bıçaklarında Kirliliklerin Kilit Rolü

Birçok müzede bulunan ünlü 16-18. yüzyıl Şam çelik bıçaklarını üretme sanatı uzun zaman önce kayboldu. Ancak son zamanlarda, araştırmalar, bu bıçaklar üzerindeki farklı yüzey desenlerinin, bıçakların dövüldüğü wootz külçelerinde bulunan küçük miktarlardaki karbür oluşturucu elementlerin mikro ayrışması tarafından üretilen bir karbür bantlama olgusundan kaynaklandığı teorisini destekleyen güçlü kanıtlar ortaya koymuştur. . Ayrıca, şam desenli wootz Şam bıçaklarının yalnızca Hindistan'ın uygun kirlilik içeren cevher yataklarına sahip bölgelerinden tedarik edilen wootz külçelerinden üretilmiş olması muhtemeldir.

Yazarın Notu: Aksi belirtilmedikçe tüm kompozisyonlar ağırlık yüzdesi olarak verilmiştir.

Bu makale, bazen doğu Şam olarak adlandırılan ikinci tip Şam çeliği ile ilgilidir. Bu çeliklerin en yaygın örnekleri kılıç ve hançer olmakla birlikte vücut zırhı örnekleri de bilinmektedir. Şam adının bu çeliklerden geldiği anlaşılıyor. Çeliğin kendisi Şam'da değil, Hindistan'da üretildi ve 19. yüzyılın başlarında İngiliz literatüründe burada bahsedildiği gibi wootz çeliği olarak tanındı. Bu tür pek çok wootz Şam kılıcının ayrıntılı resimleri Figiel'in kitabında sunulmuştur4 ve bu bıçakların metalürjisi Smith'in kitabında tartışılmıştır. 5

Ne yazık ki, wootz Şam çelik bıçakları üretme tekniği kayıp bir sanattır. En kaliteli şam desenleriyle üretilen son bıçakların tarihi belirsizdir, ancak muhtemelen 1750 civarındadır ve düşük kaliteli şam desenleri sergileyen bıçakların 19. yüzyılın başlarından sonra üretilmiş olması olası değildir. Metalurji camiasında, bu bıçakların nasıl yapıldığı ve yüzey deseninin neden ortaya çıktığı konusunda son 200 yılda tartışmalar devam etti. 6-8 Yıllar boyunca yapılan araştırmalar, wootz Şam çeliği bıçaklarını yeniden üretme yöntemlerinin keşfedildiğini iddia etti, 9-12 ancak bu yöntemlerin tümü aynı sorundan muzdarip. Wootz Şam bıçaklarının başarılı bir şekilde çoğaltılması, bıçakların kimyasal bileşime uyan, karakteristik şam yüzey modeline sahip olan ve yüzey desenine neden olan aynı iç mikro yapıya sahip olan üretilmesini gerektirir.

a
B
Şekil 1. (a) Birleştirilmiş Muhammed merdiveni ve gül deseni içeren Şam yüzey desenini gösteren yeniden yapılandırılmış bir wootz Şam bıçağı. (b) Yüzey deseninden sorumlu sementit parçacıklarının bantlarını gösteren aynı bıçağın uzunlamasına bir kesiti.
Bu çeliklerin hem iç mikro yapısı hem de kimyasal bileşimi bu yüzyılın başlarında iyi bir şekilde kurulmuştu. 11,13 Yüksek kaliteli şam yüzey desenine sahip bir wootz Şam bıçağının iç mikro yapısı, benzersiz bir metalurjik mikro yapıdır. 8 Bant merkez hattı boyunca kümelenmiş küçük (genellikle yaklaşık 6 mm çapında) Fe 3 C (sementit) parçacıklarından oluşan bantlardan oluşur. Bantlar, 30-70 mm aralığında karakteristik bir aralığa sahiptir ve çelik bir matris içinde bulunur. Çelik matrisin yapısı, demircinin bıçağa nasıl ısıl işlem uyguladığına bağlı olarak değişir, ancak genellikle perlit olarak bulunur. Bantlar, bıçakların dövme düzlemine paralel uzanır. Demirci, şeritlerin düzlemine göre bıçak yüzeyinin açısını manipüle ederek, şeritlerin bıçak yüzeyi ile çeşitli kıvrımlı kesişim modellerini üretebilir. Polisaj ve aşındırma ile Fe 3 C partikülleri bantların beyaz görünmesine ve çelik matrisin neredeyse siyah görünmesine neden olur, böylece yüzey deseni oluşturulur.

Bu bıçağın üretim sürecinin ayrıntılı bir resmi açıklaması yakın zamanda yayınlandı. 14 Ayrıca, teknik literatürde tam olarak anlatılmış, 15-17 ve yüksek kaliteli şam desenlerine sahip bıçakların teknik kullanılarak tekrar tekrar üretilebileceği gösterilmiştir. Teknik, özünde, daha önceki araştırmacılar tarafından açıklanan genel yöntemin basit bir yeniden üretimidir. Doğru bileşime (Fe + 1.5C) sahip küçük bir çelik külçe kapalı bir potada üretilir ve daha sonra bıçak şeklinde dövülür. Ancak, bazı temel faktörler artık belirtilmiştir. Bunlar, külçe hazırlamanın zaman/sıcaklık kaydını, dövme işlemlerinin sıcaklığını ve Fe + 1.5C çelikteki safsızlık elementlerinin tipi ve bileşim seviyesini içerir. En önemli faktörün çelik külçedeki safsızlık elementlerinin türü olduğu görülmektedir. Son çalışmalar 17-18, V, Mo, Cr gibi bir veya daha fazla karbür oluşturucu elementin çok küçük miktarlarının (%0.03 veya daha az) eklenmesiyle kanatlarda kümelenmiş Fe3C partikül bantlarının üretilebileceğini göstermiştir. , Mn ve Nb. Vanadyum ve molibden elementleri, bant oluşumunun meydana gelmesinde en etkili elementler olarak görünmektedir. Bu sonuçların ortaya çıkardığı bariz bir soru, bu unsurlar 16-18. yüzyıl wootz Şam dilgilerinde de düşük seviyelerde mi mevcut?

Şekil 2. Zschokke kılıç bıçaklarının makro fotoğrafları.
Wootz Şam çeliği üzerinde bilimsel deneyler yaparken büyük bir sorun, çalışma için numunelerin elde edilememesidir. Böyle bir çalışma, bıçakların mikroskobik inceleme için bölümlere ayrılmasını ve yıkıcı kimyasal analiz için küçük miktarların feda edilmesini gerektirir. Zschokke'nin 1924 tarihli makalesinde, müze kalitesinde wootz Şam bıçaklarının bilime incelenmek üzere bağışlandığı ender bir örnek rapor edilmiştir. 13 Ünlü bir kaşif ve koleksiyoncu olan Henri Moser, yaklaşık 2.000 Şam bıçağından oluşan bir koleksiyon topladı ve incelemesi için Zschokke'ye iki hançer ve dört kılıç bağışladı. Moser koleksiyonu şimdi İsviçre'deki Berne Tarih Müzesi'nde sergileniyor ve Zschokke çalışmasının dört kılıcından kalan parçalar orada duruyor. Yakın zamanda, Bern Müzesi'nden Ernst J. Kläy, daha fazla araştırma yapılması için her kılıçtan küçük bir örnek bağışladı.

Bu makale, bu dört örneğin bir çalışmasının sonuçlarını sunmaktadır. Ayrıca, tümü birkaç yüz yıllık olduğu düşünülen dört ek wootz Şam bıçağı satın alındı ​​ve dahil edildi. Bu nedenle, burada incelenen tüm bıçaklar iki yüzyıldan daha eskidir ve muhtemelen wootz çelikten yapılmıştır. Bu bıçaklara, yazarlar tarafından geliştirilen teknikle yapılan yeniden yapılandırılmış wootz Şam bıçaklarından ayırt edilmesi için hakiki wootz Şam bıçakları denir.

İnce bir elmas testere ile numunelerin her birinin bir ucundan parçalar kesildi. Kimyasal analiz çalışmaları için 2 cm'lik bir uzunluk kesildi ve mikro yapı analizi için 8 mm'lik bir uzunluk numunesi kullanıldı. Kimyasal analizler, Nucor Steel Corporation'da kalibre edilmiş bir makinede emisyon spektroskopisi kullanılarak yapıldı. Tablo I, Zschokke tarafından bildirilen değerlerle birlikte kimyasal analizleri sunar. 1924 yılında Zschokke tarafından yapılan analizler ile mevcut veriler arasındaki uyum oldukça iyidir.

Tablo I. Mevcut Kimyasal Analizlerin Zschokke Analizleri ile Karşılaştırılması 13 *
kılıç 7 Kılıç 8 Kılıç 9 Kılıç 10
Malzeme Akım Zschokke Akım Zschokke Akım Zschokke Akım Zschokke
C 1.71 1.87 0.65 0.60 1.41 1.34 1.79 1.73
Mn 150 50 1,600 1,590 <100 190 300 280
P 1,010 1,270 1,975 2,520 980 1,080 1,330 1,720
S 95 130 215 320 60 80 160 200
Si 350 490 1,150 1,190 500 620 500 620
* Analizler, ağırlıkça % olan C hariç, ağırlıkça milyonda kısım olarak verilmiştir.

Kılıç 8 ötektoid altıdır ve bu nedenle gerçek bir wootz Şam çeliği olamaz, çünkü bu tür çelikler soğutma sırasında Fe 3 C parçacıkları oluşturmayacaktır. Metalografik inceleme bu beklentiyi doğruladı ve bu kılıçta görülen yüzey deseninin (Şekil 2) bir perlit matrisindeki ferrit bantlarından kaynaklandığını ortaya çıkardı. Bu nedenle, bu kılıç, aşağıdaki tartışmada gerçek bir wootz Şam kılıcı olarak kabul edilmeyecektir.

Kalan üç kılıcın yüzey ve enine kesitlerinin mikrografları Şekil 3'te gösterilmektedir. Yüzeylerin mikrografları, aslında, kesit görünümlerinin mikrograflarında görülen bantlar boyunca incelen bölümler ve beklendiği gibi, genişlikleri. bantlar yüzey görünümlerinde genişletilir.

a B C
NS e F
Şekil 3. (a) bıçak 7'nin yüzeyini, (b) bıçak 7'nin enine kesitini, (c) bıçak 9'un yüzeyini, (d) bıçak 9'un uzunlamasına bir kesitini, (e) 10 bıçağının yüzeyi ve (f) 10 bıçağının bir enine kesiti.

Tablo II, çeliklerin mikroyapısal gözlemlerinin bir özetini sunar. Üç wootz Şam kılıcının tümü, 40-50 mm aralığında bant aralığı gösterir. Sword 7, mikrograflarda gösterilmeyen grafit teller içerir. Kılıç 10, bantlarda büyük ve küçük parçacıkların bir karışımını içerir. Kılıç 9, mikrograflarda en belirgin bantları gösterir ve aynı zamanda en çekici şam desenini verir gibi görünmektedir (Şekil 2). Bantlar en belirgin olanıdır çünkü bu bıçak karbür bantları arasında yer alan en az miktarda Fe3C partikülü içerir. Bununla birlikte, ilginç bir şekilde, Zschokke dört kılıcın muhteşem kalitesini değerlendirdi ve kılıcı 10'u "dördünün en güzeli ve en değerlisi" olarak bildirdi. kılıç 7 ve 10'dan daha belirgindir ve kılıç 10'un büyük sementit parçacıkları içermez.

Rockwell C sertlik verileri, onları daha tam olarak karakterize etmek için dört kılıcın enine kesitlerinin merkez çizgisi boyunca alındı. Sertlikte büyük bir varyasyon bulundu ve Tablo II'de sunuldu. Sertlik, matris mikro yapısı ile ilişkilidir. Bıçakların matris yapısı, ince uçta perlitten, yağ uçta boşanmış ötektoid ferrit + sementite (kalınlık = 3-4 mm) geçiş yapmıştır. Bu yapılar ötektoid üstü çeliklerdeki ötektoid reaksiyonun son kinetik çalışmalarıyla tutarlıdır. 19-20 Çalışmalar, iki fazlı (ostenit + Fe 3 C) çeliklerde, yavaş soğuma hızlarında boşanmış ötektoid dönüşümünün (DET) baskın olduğunu ve daha yüksek soğutma hızlarında perlit reaksiyonunun baskın olduğunu göstermektedir. Dönüşen östenitteki Fe 3 C parçacıkları artar. Bu nedenle, matris mikro yapıları, bıçakların, daha hızlı soğutma kesici kenarının yakınında baskın olan perlit ile hava soğutmalı olduğunu gösterir. Kılıç 7 ve 10'daki DET matris yapısının baskınlığı, muhtemelen bu kılıçlarda bulunan daha yüksek interband Fe3C miktarından kaynaklanmaktadır.

Tablo II. Wootz Zschokke Kılıçları için Mikroyapısal ve Sertlik Verileri
Kılıç mikroyapı Sertlik Aralığı
7 Matris içinde uzun Fe 3 C parçacıklarının dağınık bantları.
Önemli grafit teller. Bant aralığı = 42 µm. Matris: Kesici kenar kalanından 7 mm uzanan perlit = DET
R c = 32, Perlit matrisi
R c = 8, DET matrisi*
9 Matrikste çok belirgin Fe 3 C parçacıkları bantları.
Bant aralığı = 50 µm. Matris: Şişman ucun yakınında ince bir DET bölgesi dışında perlit
R c = 23, Perlit matrisi
R c = 9, DET matrisi*
10 Matrikste farklı Fe 3 C parçacıkları bantları.
Bant aralığı = 46 µm. Kesici kenar kalıntısından 3 mm uzanan perlit = DET
R c = 37, Perlit matrisi
R c = 5, DET matrisi*
* Ferrit içinde Fe 3 C parçacıkları veren boşanmış ötektoid dönüştürülmüş matris.

Bu bıçakların benzersiz tarihsel değeri nedeniyle, şam desenlerine neden olan bantları içeren karbür parçacıklarının morfolojisini karakterize etmek için oldukça dikkatli bir çalışma yapıldı. Emisyon spektrograf analizlerini gerçekleştirmek için kullanılan 2 cm uzunluğundaki numunelerin yüzleri monte edilmiş, cilalanmış ve pikral olarak dağlanmıştır. Benzer metalografi ile hazırlanan kılıçların enine ve boyuna kesitleri ile birlikte bu yüz yüzeyleri daha sonra yüksek çözünürlüklü dijital kamera ile incelenmiştir. Fe3C partiküllerinin ortalama alanını, maksimum çapını ve minimum çapını belirlemek için görüntü analiz yazılımı kullanıldı (Tablo III). Bildirilen her ölçüm için üç bölge incelenmiştir. 500-600 parçacıktan oluşan bir numune alanındaki en büyük 20 bağlanmamış parçacığın ortalaması her bölge için belirlendi ve tablo üç ortalama ölçümün ortalamasını sunuyor. Sonuçlar, Şekil 3'te görünen parçacıkların şekil anizotropisi için nicel bir ölçü sunar.

Kılıç 7 ve 10'da, parçacıklar, kılıç bıçaklarının dövme düzleminde hizalanmış ince yön ile baskın olarak plaka şeklindedir. Sonuç olarak, kılıç yüzündeki parçacıkların alanı genellikle bölümlerden daha büyüktür. Verilerin standart sapması tutarlı bir şekilde %20-25 aralığındaydı, bu nedenle üç yüzeydeki alanlardaki farklılıklar sorunluyken, minimum ve maksimum çaplardaki farklılıklar önemlidir. Bıçaklar 7 ve 10 için, parçacıkların maksimum/minimum en boy oranı hem enine hem de boyuna kesitlerde ortalama üç ve kılıç yüzlerinde yaklaşık ikidir. Kanat 9 için oranlar biraz daha düşüktür, bu da parçacıkların daha küresel şeklini ve bıçak 7 ve 10'da olduğu gibi dikdörtgen parçacıkların geniş yüzlerinin dövme düzleminde iyi hizalanmadığı gözlemini yansıtır.

Tablo III. Fe 3 C Parçacık Boyutu Ölçümlerinin Özeti*
Bölüm
Kılıç Boyut Yüz boyuna enine
7 Çap (maks./dak.)
Alan
13/7.4
88
16/4.6
69
10/3.230
9 Çap (maks./dak.)
Alan
11/5.7
59
12/5.6
65
11/3.9
41
10 (küçük) Çap (maks./dak.)
Alan
13/6.6
76
16/4.8
62
15.4.9
63
10 (büyük) Çap (maks./dak.)
Alan
54/27
1,300
44/14
590
46/15
640
Kard Bıçak Çap (maks./dak.)
Alan
8.0/4.0
30
* Çap, mm2 cinsinden mm alanında ölçülür.

Bıçak 10'daki büyük parçacıklar, bıçak yüzünde önemli ölçüde daha büyük bir alan sunar ve şam desenini geliştirmesi beklenebilir. Bu geliştirme, bu çalışma için yeniden cilalanan numunede bulunamadı. Ancak, bu kanatlarda matrisin DET yapısı tarafından üretilen büyük miktarda ferrit nedeniyle, matrisin kanatlar 7 ve 10'da koyulaşmasına neden olmak zordur. Perlit matrisli bıçak 9'daki parlak desenin aksine, bir resimsel aşındırma ile bıçak yüzeyleri bu sorundan dolayı çok zayıf bir desen gösterir. Sürtünme demir klorürle aşındırma ile matris daha koyu bir şekilde dağlanır, ancak yine de Şekil 2'de görüldüğü gibi bıçak 9 kadar karanlık değildir. 1924 çalışması için bıçakları yeniden cilalamış olan Zschokke, bıçak 10'un DET matrisini daha koyu olarak aşındırabilir ve böylece daha belirgin bantlar üretebilir, bu da onun şam deseninin bıçak 9'dan daha üstün olduğu sonucuna yol açar.

Tablo IV. Yedi Wootz Şam Bıçağının Kimyasal Analizi*
eleman 7 9 10 Eski B Figiel Voigt Kard
C 1.71 1.41 1.79 1.51 1.64 1.00 1.49
Mn 150 <100 300 100 200 500 100
P 1,010 980 1,330 950 1,620 260 1,440
S 95 60 160 53 85 115 90
Si 350 500 500 470 460 975 500
Ni 600 400 700 <100 180 <100 200
cr <100 <100 <100 <100 <100 <100 <100
ay <100 <100 <100 <100 <100 <100 <100
Cu 1,750 900 1,830 330 780 300 900
Al <10 <10 10 12 8 25 30
V 145 50 270 40 40 <10 60
not <100 <100 <100 <100 <100 <100 <100
Pb <10 <10 <10 <10 10 10 40
Sn <10 10 <10 <10 <10 15 <10
Ti 9 11 6 13 16 7 19
Zr <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10
B <1 <1 <1 <1 2 <1 <1
CA 19 17 15 11 2 13 <1
*Ağırlık yüzdesi olan C hariç tüm analizler ağırlıkça milyonda kısım olarak verilmiştir.

Tablo III ve IV'te atıfta bulunulan kard bıçağı, yakın zamanda L. Figiel'den elde edilen bir Pers kard tarzında bir bıçaktır. Şekil 4'te gösterildiği gibi, sapa bitişik bıçak yüzeyinde mors-fildişi bir sap (shamoni olarak bilinir) ve keski işi vardır. 18. yüzyıl. Bu bıçak, veri tabanını genişletmek ve kalıcı şam deseni kaybı olmadan emisyon-spektrometre analizi kullanılarak kimyasal analiz verilerinin elde edilmesinin mümkün olduğunu göstermek için çalışılmıştır. Bu analizde kullanılan elektrik arkı, yüzey atomlarının buharlaştığı ve desenin bozulduğu yüzeyde yaklaşık 1 cm çapında rengi bozulmuş krater şeklinde bir disk üretir. Bıçağı başarılı bir şekilde ark yapmak için, yeterli elektrik teması sağlamak için krater bölgesini çevreleyen bıçağın her iki tarafını zımpara kağıdı ile temizlemek gerekir. Şekil 4a, zımpara kağıdı ile hafifçe parlatıldıktan ve emisyon spektrometresinde kıvılcımlandıktan sonra kard bıçağının yüzeyini göstermektedir. Daha sonra sığ krater bölgesini çıkarmak için zımpara kağıdı ile parlatıldı, ardından yüzey ovma/demir klorür tekniği ile yeniden aşındırıldı.

a
B
Şekil 4. (a) Emery-paper çiziklerini ve emisyon spektrograf analizi ile yapılan yanık izini gösteren bir kard bıçağının yüzeyi. (b) Tamir sonrası yanık izine yakın bölge.
Parlatma işleminden sonra emisyon spektrometresi analizinin etkileri artık belirgin değildir (Şekil 4b). Orijinal şam deseni restore edildi ve kraterin nerede olduğu bilinse bile, görsel inceleme ile varlığını tespit etmek çok zor. Bu kanatçıktaki şam deseni iyi biçimlendirilmiştir, ancak bu kanatçıktaki küçük boyutlu sementit parçacıklarının ve büyük miktardaki interband Fe3C parçacıklarının kombinasyonundan dolayı açıkça görülebilmesi için küçük bir büyütme gerektirir. Kard bıçağının yüzeyinin dijital mikrografları, Zschokke bıçakları için kullanılan aynı görüntü analiz tekniği ile incelenmiştir. Tablo III'ün alt kısmında sunulan sonuçlar, Zschokke bıçaklarına kıyasla kard bıçağındaki Fe3C parçacıklarının önemli ölçüde daha küçük alanını göstermektedir.

Şekil 5. (a) Bıçak boyunca bir çentik kesildikten sonra boyuna kesit görünümü- (b) Karbür bantların dövme akışı ile bozulması. (c) Dövme akışından sonra bant aralığını gösteren bıçak yüzeyinin bir şeması.
Çentik kesme tekniği kullanılarak merdiven oluşum mekanizmasının nitel bir gösterimi Şekil 5'te sunulmuştur. Kanatta verilen bir bant aralığı için, kanat yüzeyindeki bant aralığı, S, bant düzlemlerinin açısı ile kontrol edilir. Şekil 5'te gösterilen bıçak yüzeyi. a artırıldığında, yüzeydeki bant aralığı azalır. Bu a açısının sistematik değişimi, kanat yüzeyindeki bant aralıklarının salınımına neden olur ve karakteristik dalgalı şam desenine neden olur. Deneyler, a'daki varyasyonları artırmak için sadece yuvarlak veya çekiçli çekiç kafaları kullanılarak desenin dalgalılığının önemli ölçüde artırılabileceğini göstermektedir. Neredeyse bitmiş bir bıçak boyunca bir oluk açtıktan sonra, müteakip dövme, oluk tabanındaki metalin oyuk boşluğunu doldurmasına neden olur. Bu dövme akışının yönü, Şekil 5a'daki dikey okla gösterilmiştir. Bu akış bantları deforme ederek kanat yüzeyindeki lokal a açılarının çentik duvarı konumlarında artmasına neden olur. Bu iki konumdaki yüzey aralığının (S) sonuçta ortaya çıkan azalması Şekil 5c'de gösterilmektedir. Oluklar genişse, oluğun derinliğine bağlı olarak daralmış bant aralığı, oluğun tabanı değil, iki duvarı boyunca görünür. Modelin detayları, oluk boşluğunun genişliği ve derinliği ile oluk boşluğunun şeklinin karmaşık bir fonksiyonudur.

Hem oluk açma hem de oluk dövme teknikleri ile merdiven ve gül deseninin üretildiği yeniden yapılandırılmış wootz Şam dilgiler üzerinde deneyler yapılmıştır. Şekil 1'deki bıçaktaki desenler oluk açma tekniğiyle yapılmış olup, işlemin detaylı fotoğrafları yakın zamanda yayınlanmıştır (Şekil 6a). 14 Bu desenler, kalıpta dövme tekniğiyle yapılan benzer merdiven/gül desenleriyle karşılaştırılabilir (Şekil 6b). Şekil 6b'deki dairesel desen (eski bıçaklarda gül deseni olarak adlandırılır) içi boş silindirik bir kalıpla yapılırken, Şekil 6a'daki desen özel olarak şekillendirilmiş katı bir matkapla metalin çıkarılmasıyla yapılmıştır. Kalıpta dövülmüş desenler durumunda, kalıbın yıpratıcı etkisi ile üretilen çıkıntılar, ilave dövme işleminden önce bir kayışlı taşlama makinesi ile çıkarıldı.

Taşlama ile dövme ile üretilen merdiven kalıplarının karşılaştırılması, hemen hemen aynı özellikleri ortaya koymaktadır (Şekil 6). Figiel, kitabında sunulan çeşitli örneklerin bantlarındaki desende büyük farklılıklar olduğuna dikkat çekiyor. 4 Bu nedenle, bu çalışma yalnızca, eski demircilerin, merdiven kalıplarını, neredeyse bitmiş bıçakların yüzeyinde paralel oluklar açarak, dövme veya kesme/taşlama yoluyla ürettikleri sonucuna varabilmektedir.

a
B
Şekil 6. (a) neredeyse bitmiş bıçağın yüzeyine açılan oluklar ve (b) neredeyse bitmiş bıçağın yüzeyine dövülmüş oluklar tarafından üretilen merdiven ve gül deseni.
Yeniden yapılandırılmış wootz Şam çeliği 17-18 üzerindeki çalışmaların önemli bir sonucu, bu çeliklerdeki bant oluşumunun, vanadyum ve molibden olmak üzere V, Mo, Cr, Mn ve Nb'den düşük seviyelerde karbür oluşturan elementlerin mikro ayrışmasından kaynaklanmasıdır. en etkili. Deneyler, ağırlıkça milyonda 40 kısım (ppmw) kadar düşük vanadyum seviyelerinin, kümelenmiş Fe3C parçacıklarının bantlarının üretilmesinde oldukça etkili olduğunu göstermiştir. Tablo III'ün verileri, ötektoid üstü çeliklerin tümünün, Voigt bıçağı hariç, bu seviyede veya bu seviyede vanadyum içerdiğini göstermektedir. Bununla birlikte, Voigt bıçağı 500 ppmw seviyesinde manganez içerir ve deneyler 18, bantlaşmanın sadece 200 ppmw manganez seviyeleri ile indüklendiğini göstermektedir. Bu nedenle, Tablo III'teki yedi gerçek wootz Şam çeliğinin analizleri, görünüşe göre esas olarak vanadyum ve daha az ölçüde manganez olmak üzere düşük seviyelerde karbür oluşturan elementlerin bu bıçakların yüzey deseni oluşumu için gerekli olduğu teorisi ile tutarlıdır. Fe3C parçacıklarının dövme sırasında bantlar halinde kümelenmesine neden olanın katılaşma sırasında bu elementlerin mikro segregasyonu olduğuna ve bunun da şam desenlerini oluşturduğuna inanıyoruz.

Ötektoid altı çeliklerin ferrit/perlit bantlaşmasının, X'in genellikle manganez, fosfor veya bir alaşım ilavesi olduğu Fe-C-X alaşımlarındaki X elementinin mikro segregasyonundan kaynaklandığı iyi bilinmektedir. X = P örneği için, fosforun interdendritik bölgelere (IR'ler) mikro segregasyonunun, IR'lerde tercihen ferritin çekirdeklenmesine neden olduğu tespit edilmiştir. Soğutma hızı yeterince yavaşsa, ferrit bloklu tane sınırı allotriomorfları olarak büyür ve komşu IR'ler arasında perlit oluşana kadar karbonu büyüme cephesinin önüne iter. Görünüşe göre, haddeleme veya dövme deformasyonu, katılaştırılmış külçelerin IR'lerini düzlemsel diziler halinde hizalamada oldukça etkilidir, çünkü ferrit, perlit bantları ile ayrılmış deformasyon düzlemine paralel düzlemsel bantlar olarak görünür. Kılıç 8'in ferrit/perlit bantları, büyük olasılıkla fosforun mikrosegregasyonunun neden olduğu bu tür bantlanma ile üretilmiş olabilir.

Normal ötektoid üstü Şam çeliklerindeki katmanlı yapıların, ötektoid altı çeliklerde ferrit/perlit bantlaşmasına neden olan mekanizmaya benzer bir mekanizma tarafından üretildiği teorisini destekleyen güçlü bir kanıt elde edilmiştir. bantlama, bantlar tek bir termal döngüde oluşur. Örneğin, ferrit/perlit bantları, düşük sıcaklıklarda (A3 sıcaklığının hemen üzerinde) tam östenitleştirme ve ardından hızlı soğutma ile yok edilebilir ve daha sonra östenite kadar tek bir ısıda yeniden biçimlendirilir, ardından yeterince yavaş bir soğutma izler. 26 (Mikro ayrıştırılmış X elementinin homojenleşmesini önlemek için düşük sıcaklıkta östenitleme gereklidir.) Wootz Şam çeliğinin karbür bantları, düşük sıcaklıklarda (A cm sıcaklığının hemen üzerinde) tam bir östenitleştirme ve ardından tüm hızlarda soğutma ile yok edilir, yavaş veya hızlı. Bununla birlikte, çelik daha sonra tekrar tekrar A cm'nin altında yaklaşık 50-100°C maksimum sıcaklıklara döndürülürse, karbür bantlar birkaç döngüden sonra gelişmeye başlayacak ve 6-8 döngüden sonra netleşecektir.

Dövme işleminin döngüsel ısıtılması sırasında IR'ler boyunca seçici olarak kümelenen karbürlerin oluşum mekanizması çözülmemiştir. Bununla birlikte, IR'ler üzerinde bulunan sementit parçacıklarının yavaş yavaş dendrit bölgelerindeki komşularından daha büyük hale geldiği ve onları dışladığı seçici bir irileşme sürecini içermesi muhtemel görünmektedir. Böyle bir seçici kabalaştırma işlemi için bir model sunulmuştur. 17 Her bir termal çevrimin ısınma aşaması sırasında, daha küçük sementit parçacıkları çözülecek ve sadece daha büyük parçacıklar, A cm sıcaklığının hemen altındaki dövme sıcaklığında kalacaktır. Model, bu bölgelerdeki sementit/ostenit arayüzlerinin hareketliliğini seçici olarak azaltmak için IR'lerde bulunan ayrılmış safsızlık atomlarını gerektirir. Daha sonra dövme sıcaklığında IR'lerde daha büyük parçacıklar meydana gelir. Soğuma sırasında muhtemelen baskınlıklarını sürdürürler çünkü yakındaki sementit parçacıklarının varlığında çözünen küçük parçacıkların soğuma sırasında yeniden çekirdeklenmesi beklenemez. Bu yakındaki parçacıklar, yeni parçacıkları çekirdeklendirmek için yeterli yerel aşırı soğutmadan önce sementit büyümesi için alanlar sağlayacaktır.

Bu deneyime dayanarak, şamlı bıçaklara başarıyla dövülen Hint pota çeliği fraksiyonunun muhtemelen oldukça küçük olduğu görülüyor, hayatta kalan wootz Şam bıçaklarının çoğunluğu muhtemelen düşük kaliteli yüzey desenleri sergiliyor. Craddock 29, şam desenli çelikler üzerine literatürün bir analizine dayanarak aynı sonuca varmıştır. Zschokke tarafından incelenen dört Moser bıçağı üzerindeki sonuçlar da aynı sonucu desteklemektedir. Bu bıçakların güya doğudan gelen kaliteli şamlı bıçakları temsil ettiği ve dördünden yalnızca kılıç 9'da müze kalitesinde en iyi wootz Şam bıçaklarının karakteristik özelliği olan yüksek kaliteli Fe 3 C bantları sergileniyor.

Wootz Şam çeliğinin en büyük gizemlerinden biri, bu bıçakları yapma sanatının neden kaybolduğuydu. Vanadyum seviyeleri bir teorinin temelini oluşturur. Çalışmalarımıza dayanarak, müze kalitesinde bir wootz Şam bıçağının şam desenlerini üretmek için demircinin en az üç şartı yerine getirmesi gerektiği açıktır. First, the wootz ingot would have to have come from an ore deposit that provided significant levels of certain trace elements, notably, Cr, Mo, Nb, Mn, or V. This idea is consistent with the theory of some authors 30 who believe the blades with good patterns were only produced from wootz ingots made in southern India, apparently around Hyderabad. Second, the data of Table IV confirm previous knowledge that wootz Damascus blades with good patterns are characterized by a high phosphorus level. This means that the ingots of these blades would be severely hot short, which explains why Breant's 9 19th century smiths in Paris could not forge wootz ingots. Therefore, as previously shown, 15 successful forging would require the development of heat-treating techniques that decarburized the surface in order to produce a ductile surface rim adequate to contain the hot-short interior regions. Third, a smith who developed a heat-treatment technique that allowed the hot-short ingots to be forged might still not have learned how to produce the surface patterns, because they do not appear until the surface decarb region is ground off the blades this grinding process is not a simple matter.

The smiths that produced the high-quality blades would most likely have kept the process for making these blades a closely guarded secret to be passed on only to their apprentices. The smiths would be able to teach the apprentices the second and third points listed, but point one is something they would not have known. There is no difference in physical appearance between an ingot with the proper minor elements present and one without. Suppose that during several generations all of the ingots from India were coming from an ore body with the proper amount of minor elements present, and blades with good patterns were being produced. Then, after a few centuries, the ore source may have been exhausted or become inaccessible to the smithing community therefore, the technique no longer worked. With time, the smiths who knew about the technique died out without passing it on to their apprentices (since it no longer worked), so even if a similar source was later found, the knowledge was no longer around to exploit it. The possible validity of this theory could be examined if data were available on the level of carbide-forming elements in the various ore deposits in India used to produce wootz steel.


Carbon nanotechnology in an 17th century Damascus sword

In medieval times, crusading Christian knights cut a swathe through the Middle East in an attempt to reclaim Jerusalem from the Muslims. The Muslims in turn cut through the invaders using a very special type of sword, which quickly gained a mythical reputation among the Europeans. These ‘Damascus blades‘ were extraordinarily strong, but still flexible enough to bend from hilt to tip. And they were reputedly so sharp that they could cleave a silk scarf floating to the ground, just as readily as a knight’s body.

They were superlative weapons that gave the Muslims a great advantage, and their blacksmiths carefully guarded the secret to their manufacture. The secret eventually died out in the eighteenth century and no European smith was able to fully reproduce their method.

Two years ago, Marianne Reibold and colleagues from the University of Dresden uncovered the extraordinary secret of Damascus steel – carbon nanotubes. The smiths of old were inadvertently using nanotechnology.

Damascus blades were forged from small cakes of steel from India called ‘wootz’. All steel is made by allowing iron with carbon to harden the resulting metal. The problem with steel manufacture is that high carbon contents of 1-2% certainly make the material harder, but also render it brittle. This is useless for sword steel since the blade would shatter upon impact with a shield or another sword. Wootz, with its especially high carbon content of about 1.5%, should have been useless for sword-making. Nonetheless, the resulting sabres showed a seemingly impossible combination of hardness and malleability.

Reibold’s team solved this paradox by analysing a Damascus sabre created by the famous blacksmith Assad Ullah in the seventeenth century, and graciously donated by the Berne Historical Museum in Switzerland. They dissolved part of the weapon in hydrochloric acid and studied it under an electron microscope. Amazingly, they found that the steel contained carbon nanotubes, each one just slightly larger than half a nanometre. Ten million could fit side by side on the head of a thumbtack.

Carbon nanotubes are cylinders made of hexagonally-arranged carbon atoms. They are among the strongest materials known and have great elasticity and tensile strength. In Reibold’s analysis, the nanotubes were protecting nanowires of cementite (Fe3C), a hard and brittle compound formed by the iron and carbon of the steel. That is the answer to the steel’s special properties – it is a composite material at a nanometre level. The malleability of the carbon nanotubes makes up for the brittle nature of the cementite formed by the high-carbon wootz cakes.

It isn’t clear how ancient blacksmiths produced these nanotubes, but the researchers believe that the key to this process lay with small traces of metals in the wootz including vanadium, chromium, manganese, cobalt and nickel. Alternating hot and cold phases during manufacture caused these impurities to segregate out into planes. From there, they would have acted as catalysts for the formation of the carbon nanotubes, which in turn would have promoted the formation of the cementite nanowires. These structures formed along the planes set out by the impurities, explaining the characteristic wavy bands, or damask (see image at top), that patterns Damascus blades.

By gradually refining their blade-making skills, these blacksmiths of centuries past were using nanotechnology at least 400 years before it became the scientific buzzword of the twenty-first century. The ore used to produce wootz came from Indian mines that were depleted in the eighteenth century. As the particular combination of metal impurities became unavailable, the ability to manufacture Damascus swords was lost. Now, thanks to modern science, we may eventually be able how to replicate these superb weapons and more importantly, the unique steel they were shaped from.


THE MYSTERY OF DAMASCUS STEEL APPEARS SOLVED

TWO metallurgists at Stanford University, seeking to produce a ''superplastic'' metal, appear to have stumbled on the secret of Damascus steel, the legendary material used by numerous warriors of the past, including the Crusaders. Its formula had been lost for generations.

Analyses of steel by Jeffrey Wadsworth and Oleg D. Sherby, in their search for a highly plastic form, revealed properties almost identical to those they then found in Damascus steel, though their own plastic steel had been produced through contemporary methods.

The remarkable characteristics of Damascus steel became known to Europe when the Crusaders reached the Middle East, beginning in the 11th century. They discovered that swords of this metal could split a feather in midair, yet retain their edge through many a battle with the Saracens. The swords were easily recognized by a characteristic watery or '⟚mask'' pattern on their blades.

Through the ages - perhaps from the time of Alexander the Great in the fourth century B.C. -the armorers who made swords, shields and armor from such steel were rigidly secretive regarding their method. With the advent of firearms, the secret was lost and never fully rediscovered, despite the efforts of men like [email protected] Anossoff, the Russian metallurgist, who knew the steel as bulat.

In 1841 Anossoff declared: ''Our warriors will soon be armed with bulat blades, our agricultural laborers will till the soil with bulat plow shares. . Bulat will supersede all steel now employed for the manufacture of articles of special sharpness and endurance.'' Yet his lifelong efforts to fulfill that dream were in vain.

Dr. Wadsworth and Dr. Sherby realized that they might be on the track of the method when a sword fancier, at one of their presentations, pointed out that Damascus steel, like their own product, was very rich in carbon. This led them to conduct comparative analyses of their steels and those of the ancient weapons.

Dr. Wadsworth, while still associated with Stanford, now works at the nearby Lockheed Palo Alto Research Laboratory. Dr. Sherby, a professor at Stanford, is an authority on deformable metals.

When moderately heated, superplastic steel can be shaped into such complex forms as gears for an automobile, with minimal need for machining, leading to major economies in manufacture. Their research, Dr. Wadsworth said recently, has shown how to make steel even more amenable to shaping than the Damascus variety.

A basic requirement, as suspected by a number of early metallurgists, is a very high carbon content. Dr. Wadsworth and Dr. Sherby believe it has to be from 1 to 2 percent, compared to only a fraction of 1 percent in ordinary steel. Another key element in Damascus blade produ ction seems to have beenforging and hammering at relatively low tempe rature - about 1,700 degrees Fahrenheit. After shaping, the blades were apparently reheated to about the same temperature, then rapidly cooled, as by quenching in a fluid. Quenching in ɽragon Blood'

The secrets of Damascus steel were shared by armorers in many parts of the ancient world, notably in Persia, where some of the finest specimens were produced. It was in the quenching that many believed it acquired magical properties. According to Dr. Helmut Nickel, curator of the Arms and Armor Division of the Metropolitan Museum of Art in New York, legend had it that the best blades were quenched in 'ɽragon blood.''

In a recent letter to the museum a Pakistani told of a sword held in his family for many generations, quenched by its Afghan makers in donkey urine. Some medieval smiths recommended the urine of redheaded boys or that from a ''three-year-old goat fed only ferns for three days.''

For eight centuries the Arab sword makers succeeded in concealing their techniques from competitors -and from posterity. Those in Europe only revealed that they quenched in ''red medicine'' or ''green medicine.'' A less abrupt form of cooling, according to one account, was achieved when the blade, still red hot, was '⟊rried ina furious gal lop by a horseman on a fast horse.''

Writings found in Asia Minor said that to temper a Damascus sword the blade must be heated until it glows ''like the sun rising in the desert.'' It then should be cooled to the color of royal purple and plunged ''into the body of a muscular slave'' so that his strength would be transferred to the sword.

In the ancient accounts there is more than one reference to such homicidal quenching. In a recent interview, Dr. Nickel pointed out that while many of the quenching techniques were based on superstition, they may have contributed to the success of the process, as by adding nitrogen to the alloy.

Most, if not all, Damascus steel was derived from blocks of ''wootz,'' a form of steel produced in India. A mystery, to those seeking to recapture the technique, was the property of wootz that produced such blades - malleable when heated, yet extraordinarily tough when cooled. The Structure of Wootz

According to Dr. Wadsworth and Dr. Sherby, before doing his historic work on magnetism, Michael Faraday, himself the son of a blacksmith, sought with J. Stodart, a cutler, to determine the composition of wootz. They incorrectly concluded that the key factor was its silica and aluminum content.

Reports of their findings, published in 1820 and 1822, led Jean Robert Breant, Inspector of Assays at the Paris Mint, to conduct in a six-week period over 300 experiments seeking to reproduce the properties of wootz.

He tried adding to ordinary steel such elements as platinum, gold, silver, copper, tin, zinc, lead, bismuth, manganese, uranium, arsenic and boron. Anossoff even tried diamond. None of the efforts succeeded.

Wootz, it now appears, was apparently prepared in crucibles containing cakes of porous iron plus wood or charcoal to enrich it in carbon. A critical factor, Dr. Wadsworth said, appears to have been that the wootz was processed at temperatures as high as 2,300 degrees. After being held there for days, it was cooled to room temperature over a day or so. It was then shipped to the Middle East for relatively low-temperature fabrication.

This moderate heat preserved enough carbide (in which three atoms of iron are mated to one of carbon) to give the blades great strength, yet not enough to make them brittle. The large carbide grains gave the blades their typical watery pattern.

The superplastic steel developed at Stanford is kept at high temperature for only a few hours. It is shaped during cooling, reheated to moderate temperature for further working and may then be quenched to achieve extreme hardness. This process, Dr. Wadsworth said, produces very small carbide grains and hence even greater hardness and ductility than in Damascus steel.

According to Dr. Nickel, once blades of Damascus steel had been rough-shaped by hammering, they were ground to a fine edge. When they were hammered chiefly on one side, a curved shape resulted - the origin of the sabre, he said.

The finest blades ever made, he added, were the Samurai swords of Japan, whose blades may contain a million layers of steel. The layers resulted from hammering out a bar to double its original length, then folding it over as many as 32 times.

The multiple layers used by the Japanese and by makers of the Malay dagger or kris are sometimes referr ed to as ' 'welded Damascus steel.'' Although the production method diffe rs from that of true Damascus steel, the blades may show a very si milar pattern.

Dr. Wadsworth said a number of knife-making societies, such as The Anvil's Ring, which has 1,500 members, have sought to learn details of the Stanford findings. The research is described in Volume 25 of Progress in Materials Science, a British publication.


Damascus Steel

Damascus Steel, also known as Ukku, Hindvi Steel, Hinduwani Steel, Teling Steel and Seric Iron had a near-mythical status in the ancient world and was forged in the Near-East from the 3rd century right up until the 17th century when the technology was lost to history. The forging method used a form of pattern welding to create blades, which took ingots of wootz steel produced in India and Sri Lanka and folded them into intricate patterns that looked like flowing water. The technology was extremely advanced for its time, and in 2006 a German research team found carbon nanotubes within the blade, which explains the steel’s legendary properties of being both superplastic and sharp.

There are tales that describe the ability of Damascus steel sword to cut through the barrel of a rifle or to split hairs that fall across their blade. These tales have likely been the inspiration for the fictitious ‘Valaryian’ steel mentioned in the Game of Thrones books and television series.

If you’d like more information about steel production, and steel fabrication or if you need quality steel that is fabricated to suit your unique needs, contact Steel Fabrication Services today.

Our team of expert structural steel fabricators have the experience and knowledge to answer any of your questions and will ensure that you find the best solution to suit your needs. To contact us today, simply call, fax or email for information or a steel fabrication quote, or drop by our Brookvale location.


Nanotech Used 2000 Years Ago to Make History's Sharpest Swords

Bu makaleyi yeniden gözden geçirmek için Profilim'i ve ardından Kaydedilen hikayeleri görüntüle'yi ziyaret edin.

Bu makaleyi yeniden gözden geçirmek için Profilim'i ve ardından Kaydedilen hikayeleri görüntüle'yi ziyaret edin.

Damascus swords -- sharp enough to slice a falling piece of silk in half, strong enough to split stones without dulling -- owe their legendary qualities to carbon nanotubes, says chemist and Nobel laureate Robert Curl.

The blades used so-called wootz steel, smelted with a technique developed 2000 years ago in India, where craftsmen added wood and other organic debris to their furnaces. The resulting carbon-laced steel, hard but flexible, was soon celebrated across the ancient world.

Perhaps because the tungsten-rich ores used to make wootz steel ran out, the making of Damascus blades stopped during the 18th century. The techniques vanished from metalsmith lore. Modern metallurgists tried again and again to recreate the blades, but without success. Then, a little more than a year ago, German scientists explained their difficulty: wootz steel was full of carbon nanotubes, a miracle material "discovered" in 1991. Some chemists argued that regular steel possesses these nanotubes, but Curl, speaking at the just-concluded Indian Science Congress, sides with the Germans.

Cyberpunk pioneer turned history junky Neal Stephenson described the manufacture of wootz steel in The Confusion, the second volume of his frustrating, exhilirating and historical awe-inspiring Baroque Cycle. As luck would have it, much of The Confusion is available on Google Books:

They moved on to a pile of crucibles that had been removed from the furnace and allowed to cool. A boy picked these up one at a time, tossing them from hand to hand because they were still too hot to hold, and dashed them against a flat stone to shatter the clay crucible. What remained among those smoking pot-shards was a hemisphere of spongy grey metal.
"The egg!" exclaimed Enoch.

A smith picked up each egg with a pair of tongs, set it on an anvil, and struck it at once with a a hammer, then examined it carefully. Eggs that dented were tossed away on a discard-heap. Some were so hard that the hammer left no mark on them -- these were put into a hod that was eventually carried acrss the compound to another pit where an entirely different sort of clay was being mixed up, according to some arane recipe, by the stomping feet of Hindoo boys, while a village elder walked around the edge peering into it and occasionally tossing handfuls of mysterious powders into the mix. The eggs of metal were coated in thick jackets of this clay and then set aside to dry. The first clay had been red when wet and yellow when fired, but this stuff was grey, as if the clay itself were metalliferous.

Once the gray clay had dried around the eggs, these were carried to a different furnace to be heated -- but only to a dull red heat. The difference became obvious to Jack only when the sun went down, and he could stand between the two furnaces and compare the glow of one with that of the other. Again, the firing continued for a long time. Again, the eggs that emerged were cooled slowly, over a period of days. Agin they were subjected to the test of the anvil -- but with different results. For something about this second firing caused the steel egg to become more resilient. Still, most of them were not soft enough to be forged after a single firing in the gray clay, and had to be put through it again and again. But out of every batch, a few responded in just the right way to the hammer, and these were set aside. But not for long, because Persians and Armenians bought them up almost before they had hit the ground.


Damascus Knives

Damascus steel knives come in a variety of type for any number of purposes that range from camping and survival to wood-cutting and hunting. The composites banded together to make a Damascus knife necessarily depend on the type of knife and the context in which it is expected and/or intended for use. Some common types are listed below:

  • Carving knives
  • Hunting knives
  • Serrated knives
  • Flip-flop knives
  • Rigging knives
  • Tactile folding knives
  • Tactile fixed blades

The beautiful thing about any type of Damascus knife is that, by design, it endures any forces put to it. Not only is a Damascus knife strong but also long-lasting.

Below are some beautiful examples of Damascus blades I have come across. Most of the top production brands like Spyderco, Benchmade, Kershaw and others have released limited editions in Damascus recently.


Derived from Iron Age sickle-shaped knives and best known for its use by the Carthaginians during the Punic Wars against Rome, the falcata was a Celtiberian single-edged sword with a curved blade that narrowed towards the middle. It featured a hook-shaped grip made of the same piece of metal as the blade, which was often stylized in the shape of a bird or horse, with a chain connecting the hilt and the hooked butt of the grip.

The falcata design, with the blade swelling towards the tip, gave it extra mass upfront. It thus combined the speed and mobility of a sword with the cleaving or chopping power of an ax at the front. The falcata could hack off spear shafts, shatter inferior swords, and deliver tremendous blows that could split shields and helmets, The blade had the added menace of a curve that enhanced the effectiveness of the falcata&rsquos cutting edge. The broad front tapered off into a sharp point, which rendered the sword suitable for thrusting as well.

It was one of the most devastating swords ever faced by the Romans, who first encountered it in the hands of Iberian mercenaries fighting as light infantry for Carthage during the Second Punic War, and by Iberian warriors defending their lands during the subsequent century and half of the wars fought by the Roman Republic to subdue and conquer the Iberian Peninsula. Iberian warriors wielding falcatas usually fought light, armed only with sword, small shield, and a javelin. After casting their javelins, Iberian warriors quickly closed in and sought to overwhelm their foes with speed and ferocity, employing their falcatas in combinations of slashing cuts, thrusts, and smashing overhand blows.

4th century Iberian falcata. Wikimedia

It was not only the quality of the falcata&rsquos design and the ferocity of its wielders that discomfited the Romans, but also the quality of the metal that went into making it. Falcata blades were made from three layers of steel that had been buried for years in order to corrode out weaknesses, that were then joined together in a furnace. Ancient sources report that blade quality was tested by a warrior placing the flat of the blade atop his head, then bending it so handle and tip touched his shoulders. A good falcata blade was expected to spring back into shape, with no hint of the bend.


Çözüm

At the end of the day, YES - it is possible to make a functional folded sword - just not on the cheap.

There is no doubt that Japanese made Nihonto are 100% functional, but this comes down more to the skill of the smiths and the level of effort put into the blade making process than the folding itself.

But they are STILL not as functional as a blade WITHOUT folding - it is, quite simply, an unnecessary step due to the quality of modern steel. And because it is so abused by marketers looking to make a quick buck at the expense of the truth, I call BS..


The Results

After following the steps in this article, a reader named Alex sent us the below before-and-after photo of his Spyderco. We'd say it turned out pretty cool — nice work, Alex.

Planning to try refinishing one of your knives? We'd love to see the results. Snap some photos and email them to me.


Videoyu izle: WOOTZ steel from bearing balls (Ağustos 2022).