Wootz stål er navnet, der gives til en enestående kvalitet af jernmalmstål, der først blev fremstillet i det sydlige og syd-centrale Indien og Sri Lanka, måske så tidligt som 400 fvt. Mellemøstlige smede brugte wootz-ingots fra det indiske subkontinent til at fremstille ekstraordinært stålvåben gennem middelalderen, kendt som Damaskus stål.
Wootz (kaldes hypereutectoid af moderne metallurgister) er ikke specifik for et bestemt jernmalm, men er i stedet for fremstillet produkt skabt ved hjælp af en forseglet, opvarmet digel for at indføre høje niveauer af kulstof i enhver jernmalm. Det resulterende carbonindhold for wootz rapporteres forskellige, men falder mellem 1,3-2 procent af den samlede vægt.
Hvorfor Wootz Steel er berømt
Udtrykket 'wootz' vises først på engelsk i slutningen af det 18. århundrede af metallurger, der gennemførte de første eksperimenter, der forsøgte at nedbryde dens elementære natur. Ordet wootz kan have været en mistranskrivelse af lærde Helenus Scott af "utsa", ordet for en springvand i Sanscrit; "ukku", ordet for stål på det indiske sprog Kannada, og / eller "uruku", for at fremstille smeltet i det gamle tamil. Hvad wootz refererer til i dag, er ikke det, som de europæiske metallurgister fra det 18. århundrede troede, det var.
Wootz-stål blev kendt for europæere i den tidlige middelalder, da de besøgte Mellemøstlige basarer og fundet smede, der fremstiller fantastiske klinger, økser, sværd og beskyttelsesrustning med smukke vandmærkede overflader. Disse såkaldte "Damaskus" stål kan navngives til den berømte basar i Damaskus eller det damasklignende mønster, der blev dannet på klingen. Bladene var hårde, skarpe og kunne bøje sig op til en 90-graders vinkel uden at bryde, som Crusaders fundet til deres forfærdelse.
Men grækere og romere var klar over, at smeltedigel-processen kom fra Indien. I det første århundrede e.Kr., den romerske lærde Plinius den Ældste Naturhistorie nævner importen af jern fra Seres, som sandsynligvis henviser til det sydindiske rige Cheras. Den 1. århundrede CE-rapport kaldet Periplus af Erythraenhavet inkluderer en eksplicit henvisning til jern og stål fra Indien. I det 3. århundrede CE nævnte den græske alkymist Zosimos, at indianerne lavede stål til sværd af høj kvalitet ved at "smelte" stålet.
Jernproduktionsproces
Der er tre hovedtyper af præ-moderne jernfremstilling: blomstre, højovn og digel. Bloomery, først kendt i Europa omkring 900 fvt. involverer opvarmning af jernmalm med trækul og derefter reduktion af den til dannelse af et fast produkt, kaldet "en blomst" af jern og slagge. Blomsterjern har et lavt kulstofindhold (0,04 vægtprocent), og det producerer smedejern. Højovnsteknologi, opfundet i Kina i det 11. århundrede CE, kombinerer højere temperaturer og en større reduktionsproces, hvilket resulterer i støbejern, som har et carbonindhold på 2-4 procent, men er for sprødt til knive.
Med smeltedigel placerer smede dele af blomstrende jern sammen med kulstofrigt materiale i diglerne. Dyserne lukkes derefter og opvarmes over et tidsrum af dage til temperaturer mellem 1300 og 1400 grader. I denne proces absorberer jernet kulstoffet og kondenseres deraf, hvilket tillader fuldstændig adskillelse af slagger. De producerede wootz-kager fik derefter lov til at køle ekstremt langsomt. Disse kager blev derefter eksporteret til våbenproducenter i Mellemøsten, som omhyggeligt smedede de frygtindgydende Damaskus stålvinger i en proces, der skabte det vandede silke eller damasklignende mønster.
Degelstål, opfundet i det indiske subkontinent mindst så tidligt som 400 fvt, indeholder et mellemliggende kulstofniveau, 1-2 procent, og sammenlignet med de andre produkter er et ultrahøjt kulstofstål med høj duktilitet til smedning og høj slagstyrke og reduceret skørhed, der er egnet til fremstilling knive.
Age of Wootz Steel
Jernfremstilling var en del af den indiske kultur allerede i 1100 f.Kr., på steder som Hallur. De tidligste beviser for forarbejdning af jern af wootz-typen inkluderer fragmenter af digler og metalpartikler identificeret på det 5. århundrede fvt. Kodumanal og Mel-siruvalur, begge i Tamil Nadu. Molekylær undersøgelse af en jernkage og værktøjer fra Junnar i Deccan-provinsen og dateres til Satavahana-dynastiet (350 f.Kr. – 136 f. Kr.) Er et klart bevis på, at smeltedigelsteknologi var udbredt i Indien af denne periode.
De arktakter af digelen af stål, der blev fundet i Junnar, var ikke sværd eller klinger, men snarere vinkler og mejsler, værktøjer til hverdagens arbejdsformål såsom bjergskæring og perlefremstilling. Sådanne værktøjer skal være stærke uden at blive sprøde. Dækstålprocessen fremmer disse karakteristika ved at opnå strukturel homogenitet i lange afstande og fri for inkludering.
Nogle bevis tyder på, at wootz-processen stadig er ældre. Seksten hundrede kilometer nord for Junnar ved Taxila i det nuværende Pakistan fandt arkæolog John Marshall tre sværdblader med 1,2-1,7 procent kulstofstål, dateret et sted mellem det 5. århundrede fvt og det 1. århundrede CE. En jernring fra en kontekst ved Kadebakele i Karnataka dateret mellem 800–440 f.Kr. har en sammensætning tæt på 0,8 procent kulstof, og det kan meget vel være smeltedigel.
Kilder
- Dube, R. K. "Wootz: Fejlagtig transliterering af sanskrit “Utsa” brugt til indisk smeltedigel." JOM 66.11 (2014): 2390–96. Print.
- Durand – Charre, M., F. Roussel – Dherbey og S. Coindeau. "Les Aciers Damassés Décryptés." Revue de Métallurgie 107.04 (2010): 131–43. Print.
- Grazzi, F., et al. "Bestemmelse af fremstillingsmetoder for indiske sværd gennem neutral diffraktion." Mikrokemisk tidsskrift 125 (2016): 273–78. Print.
- Kumar, Vinod, R. Balasubramaniam og P. Kumar. "Mikrostrukturudvikling i deformeret Ultrahigh Carbon Low Alloy (Wootz) stål." Materials Science Forum 702–703.802–805 (2012). Print.
- Park, Jang – Sik og Vasant Shinde. "Teknologi, kronologi og rolle af diggelstål som udledt fra jerngenstande fra det gamle sted i Junnar, Indien."Journal of Archaeological Science 40.11 (2013): 3991–98. Print.
- Reibold, M., et al. "Struktur af adskillige historiske klinger på Nanoscale." Crystal Research and Technology 44.10 (2009): 1139–46. Print.
- Sukhanov, D.A., et al. "Morfologi af overskydende karbider Damaskus stål." Journal of Materials Science Research 5.3 (2016). Print.