Сталь Wootz – это название, данное исключительной марке железорудной стали, впервые произведенной в южной и южно-центральной Индии и Шри-Ланке, возможно, еще в 400 г. До н.э. Кузнецы Ближнего Востока использовали слитки вуца с Индийского субконтинента для производства необычного стального оружия в средние века, известного как дамасская сталь.
Wootz (который современные металлурги называют гиперэвтектоидом) ) не является специфическим для конкретного обнажения железной руды, а представляет собой промышленный продукт, созданный с использованием герметичного нагретого тигля для введения высоких уровней углерода в любую железную руду. Результирующее содержание углерода для Wootz сообщается по-разному, но оно составляет 1,3–2 процента от общего веса.
Почему Wootz Steel так известна
Термин «wootz» впервые появился на английском языке в конце 18 века металлургами, которые провели первые эксперименты, пытаясь выявить его элементарную природу. Слово «wootz» могло быть ошибочным переводом ученым Хеленусом Скоттом слова «утса», что означает «фонтан» на санскрите; «укку», слово, обозначающее сталь в индийском языке каннада, и/или «уруку», на старом тамильском языке переводится как «расплавленный». Однако то, что сегодня имеет в виду вуц, не то, что думали европейские металлурги 18-го века.
Сталь Wootz стала известна европейцам в раннесредневековый период, когда они посетил базары Ближнего Востока и нашел кузнецов, делающих удивительные лезвия, топоры, мечи и защитные доспехи с великолепными поверхностями, отмеченными водой. Эти так называемые «дамасские» стали могут быть названы в честь знаменитого базара в Дамаске или дамасского узора на лезвии. Лезвия были твердыми, острыми и могли изгибаться под углом до 90 градусов, не ломаясь, что к своему ужасу обнаружили крестоносцы.
Но греки и римляне знали, что тигельный процесс пришел из Индии. В первом веке нашей эры римский ученый Плиний Старший в своей книге «Естественная история» упоминает импорт железа из Сереса, что, вероятно, относится к южноиндийскому королевству Черас. В отчете I века н.э. под названием «Перипл Эритринского моря» есть прямая ссылка на железо и сталь из Индии. В III веке нашей эры греческий алхимик Зосим упоминал, что индейцы производили сталь для высококачественных мечей путем «плавления» стали.
Процесс производства железа
Существует три основных типа производства чугуна до современного периода: кривая, доменная печь и тигель. Bloomery, впервые известный в Европе около 900 г. до н. Э., Включает нагревание железной руды древесным углем и последующее восстановление ее до твердого продукта, называемого «блюм» из железа и шлака. Блумерский чугун имеет низкое содержание углерода (0,04 процента по весу) и производит кованое железо.. Технология доменных печей, изобретенная в Китае в 11 веке нашей эры, сочетает в себе более высокие температуры и более интенсивный процесс восстановления, в результате чего получается чугун, который имеет 2–4 процента содержания углерода, но слишком хрупок для лопастей.
С помощью тигельного железа кузнецы помещают в тигли куски цветного железа вместе с богатым углеродом материалом. Затем тигли герметично закрывают и нагревают в течение нескольких дней до температур 1300–1400 градусов по Цельсию. В этом процессе железо поглощает углерод и разжижается им, что позволяет полностью отделить шлак. Затем полученным лепешкам давали очень медленно остыть. Эти лепешки затем экспортировались производителям оружия на Ближнем Востоке, которые тщательно выковывали устрашающие лезвия из дамасской стали, создавая узоры, напоминающие смоченный шелк или дамаст.
Тигельная сталь, изобретенная на Индийском субконтиненте, по крайней мере, в 400 г. до н.э., содержит промежуточный уровень углерода, 1-2 процента, и по сравнению с другими продуктами представляет собой сверхвысокоуглеродистую сталь с высокой пластичностью для ковки. а также высокая ударная вязкость и пониженная хрупкость, подходящие для изготовления лезвий.
Age of Wootz Steel
Производство железа было частью индийской культуры еще в 1100 г. до н.э. на таких сайтах, как Халлур. Самыми ранними свидетельствами обработки железа типа «вуц» являются фрагменты тиглей и металлические частицы, обнаруженные на стоянках 5-го века до н.э. в Кодуманале и Мел-Сирувалур, оба в Тамил Наду. Молекулярное исследование железного пирога и инструментов из Джуннара в провинции Декан, относящееся к династии Сатавахана (350 г. до н.э. – 136 г. н.э.), является четким доказательством того, что тигельная технология была широко распространена в Индии в этот период.
Артефакты из тигельной стали, найденные в Джуннаре, были не мечами или клинками, а скорее шилами и долотами, инструментами для повседневных рабочих целей, таких как резьба по камню и изготовление бус. Такие инструменты должны быть прочными, но не ломкими. Процесс изготовления тигельной стали способствует этим характеристикам за счет достижения структурной однородности на больших расстояниях и условий отсутствия включений.
Некоторые данные свидетельствуют о том, что процесс Wootz еще старше. В шестнадцати сотнях километров к северу от Джуннара, в Таксиле на территории современного Пакистана, археолог Джон Маршалл обнаружил три лезвия меча с содержанием углеродистой стали на 1,2–1,7 процента, датируемых где-то между V веком до нашей эры и I веком нашей эры. Железное кольцо из контекста в Кадебакеле в Карнатаке, датируемое 800–440 гг. До н.э., имеет состав, близкий к 0,8% углерода, и вполне может быть тигельной сталью.
Источники
- Дуб, РК “Wootz: ошибочная транслитерация санскрита «Утса» используется для производства индийской тигельной стали ». JOM 66.11 (2014): 2390–96. Печать.
- Дюран-Шарр, М., Ф. Руссель-Дербей и С. Куандо. “Les Aciers Damassés Décryptés. “ Revue de Métallurgie 107.04 (2010): 131–43. Печать.
- Grazzi, F., et al. «Определение методов производства индийских мечей посредством нейтронографии». Microchemical Journal 125 (2016): 273–78. Печать.
- Кумар, Винод, Р. Баласубраманиам и П. Кумар. «Эволюция микроструктуры в деформированной сверхвысокоуглеродистой низколегированной (Wootz) стали». Форум по материаловедению 702–703.802–805 ( 2012). Печать.
- Парк, Джанг-Сик и Васант Шинде. «Технология, хронология и роль тигельной стали, как следует из железных объектов Древнее место в Джуннаре, Индия. “Journal of Archaeological Science 40.11 (2013): 3991–98. Print.
- Reibold, M., et al.” Структура нескольких исторических лезвий в наномасштабе ». Crystal Research and Technology 44.10 (2009): 1139–46. Печать.
- Суханов Д.А. и др. «Морфология избыточных карбидов дамасской стали». Журнал материаловедения 5.3 (2016). Печать.
