Wootz Steel: sirovina za noževe od Damask čelika

Wootz čelik ime je dobio po izuzetnom stupnju čelika željezne rude koji je prvi put izrađen u južnoj i južnoj središnjoj Indiji i Šri Lanki, možda već 400. godine prije Krista. Kovači iz Bliskog Istoka koristili su ingote od indijskog potkontinenta za proizvodnju izvanrednog čeličnog oružja tijekom srednjeg vijeka, poznatog kao Damask čelik.

Wootz (zvani hypereutectoid suvremeni metalurzi) nije specifičan za određeni izdanak željezne rude već je a proizveden proizvod stvoren korištenjem zapečaćene, grijane posude za unošenje visokih razina ugljika u bilo koja željezna ruda. Rezultirajući sadržaj ugljika za wootz izvještava se različito, ali pada između 1,3-2 posto ukupne težine.

Izraz "wootz" prvi se put pojavljuje na engleskom jeziku u kasnom 18. stoljeću, metalurzi koji su izveli prve eksperimente pokušavajući razbiti njegovu elementarnu prirodu. Riječ wootz možda je pogrešno napisala znanstvenica Helenus Scott "utsa", riječ za fontanu u Sanscritu; "ukku", riječ za čelik na indijskom jeziku kannada, i / ili "uruku", kako bi se rastopio u starom tamilu. Međutim, ono što danas govori wootz nije ono što su europski metalurzi 18. stoljeća smatrali da jest.

Wootz čelik postao je poznat Europljanima u ranom srednjovjekovnom razdoblju kada su posjećivali tržnice na Srednjem Istoku i pronašli su kovači koji prave nevjerojatne oštrice, sjekire, mačeve i zaštitni oklop s prekrasnim površinama označenim vodom. Ovi takozvani čelici "Damask" možda su imenovani po čuvenom bazaru u Damask ili uzorak nalik na damask koji je nastao na oštrici. Oštrice su bile tvrde, oštre i mogle se saviti pod kutom od 90 stupnjeva bez pucanja, kao križari naišla na svoje zgražanje.

Ali Grci i Rimljani bili su svjesni da je proces raspeća potekao iz Indije. U prvom stoljeću prije Krista, rimski učenjak Plinij stariji Prirodna povijest spominje uvoz željeza iz Seresa, što se vjerojatno odnosi na južno indijsko kraljevstvo Cheras. Izvještaj iz 1. stoljeća CE nazvan Periplus Eritrejskog mora uključuje izričitu referencu na željezo i čelik iz Indije. U 3. stoljeću prije Krista, grčki alkemičar Zosimos spomenuo je da su Indijci izrađivali čelik za mačeve visoke kvalitete „topljenjem“ čelika.

Postoje tri glavne vrste predmoderne proizvodnje željeza: bloomerija, visoka peć i lončić. Bloomery, prvi put poznat u Europa oko 900 prije Krista, uključuje zagrijavanje željezne rude drvenim ugljenom, a zatim reduciranje kako bi se dobio čvrsti proizvod, nazvan "cvat" željeza i šljake. Bloomery željezo ima nizak sadržaj ugljika (0,04 masenih%) i proizvodi kovano željezo. Tehnologija visoke peći, izumljena u Kini u 11. stoljeću prije Krista, kombinira više temperature i veće postupak redukcije, što rezultira u lijevanom željezu koji sadrži 2–4 posto ugljika, ali je previše krhki za oštrice.

Uz gvožđe u obliku lonca, kovači postavljaju komade krvavog željeza zajedno s materijalom bogatim ugljikom u kružni lonci. Zatim se lonci zapečate i zagrijavaju tijekom dana na temperaturama između 1300 i 1400 stupnjeva Celzija. Pri tom procesu željezo apsorbira ugljik i u njemu se ukapljuje omogućavajući potpuno odvajanje šljake. Proizvedeni wootz kolači ostavljeni su da se hlade izuzetno sporo. Ti su se kolači tada izvozili proizvođačima oružja na Bliskom Istoku koji su pažljivo krivotvorili zastrašujuće čelične nože iz Damaska, u postupku koji je stvorio uzorke poput vodene svile ili damaska.

Čvrsti čelik, izumljen na indijskom potkontinentu najmanje 400 godina prije nove ere, sadrži srednju razinu ugljika, 1-2 posto, i u usporedbi s ostali proizvodi su ultra-visoko ugljični čelik s visokom duktilnošću kovanja i velikom otpornošću na udarce te smanjenom krhkošću pogodnim za izradu oštrice.

Izrada željeza bila je dio indijske kulture već 1100. godine prije Krista, na mjestima poput Hallur. Najraniji dokazi za obradu željeza tipa wootz uključuju fragmente lončića i metalnih čestica identificiranih na mjestima iz 5. stoljeća prije Krista Kodumanal i Mel-siruvalur, obojica u Tamil Nadu. Molekularno istraživanje željeznog kolača i alata iz Junnara u provinciji Deccan i datiranje iz katedrale Dinastija Satavahana (350. pr.n.e. — 136 pne.) Je jasan dokaz da je tehnologija lončenja bila široko rasprostranjena u Indiji ovo razdoblje.

Artefakti od lončenih čelika pronađeni u Junnaru nisu mačevi ili sečivi, već školjke i dlijeto, alati za svakodnevne radne svrhe, poput rezbarenja stijena i izrade perli. Takvi alati moraju biti jaki, a da ne postanu krhki. Proces čeličnog lončenja promovira te karakteristike postizanjem strukturne homogenosti dugog dosega i uvjeta bez uključivanja.

Neki dokazi govore da je postupak wootza još stariji. Šesnaest stotina kilometara sjeverno od Junnara, kod Taxile u današnjem Pakistanu, pronašao je arheolog John Marshall tri oštrice mača s 1,2–1,7 posto ugljičnog čelika, datirane negdje između 5. stoljeća prije Krista i 1. stoljeća CE. Željezni prsten iz konteksta na Kadebakeleu u Karnataki, koji se datira između 800–440. Godine prije Krista, ima sastav blizu 0,8 posto ugljika i može biti vrlo čelik od lončenja.

izvori

• Dube, R. K. "Wootz: Pogrešna transliteracija sanskrtskog “Utsa” koja se koristi za indijski lončeni čelik." Jom 66.11 (2014): 2390–96. Ispis.
• Durand – Charre, M., F. Roussel-Dherbey i S. Coindeau. "Les Aciers Damassés Décryptés." Revue de Métallurgie 107.04 (2010): 131–43. Ispis.
• Grazzi, F. i sur. "Određivanje načina proizvodnje indijanskih mačeva pomoću neutronske difrakcije." Mikrokemijski časopis 125 (2016): 273–78. Ispis.
• Kumar, Vinod, R. Balasubramaniam i P. Kumar. "Evolucija mikrostrukture u deformiranom čeličnom nisko legiranom ugljiku (Wootz)." Forum o materijalima 702–703.802–805 (2012). Ispis.
• Park, Jang-Sik i Vasant Shinde. "Tehnologija, hronologija i uloga lončenog čelika izvedenih iz željeznih predmeta drevnog nalazišta u Junnaru, Indija."Časopis za arheološku znanost 40.11 (2013): 3991–98. Ispis.
• Reibold, M. i sur. "Struktura nekoliko povijesnih lopatica na Nanoscaleu." Kristalno istraživanje i tehnologija 44.10 (2009): 1139–46. Ispis.
• Sukhanov, D.A. i sur. "Morfologija viška karbida Damask čelik." Časopis za nauku o materijalima 5.3 (2016). Ispis.