stringtranslate.com

сталь Вутц

Тигельные стали, такие как вутц-сталь и дамасская сталь, демонстрируют уникальные узоры полос из-за смешанных ферритных и цементитных сплавов в стали.

Сталь Wootz — это тигельная сталь, характеризующаяся рисунком полос и высоким содержанием углерода. Эти полосы образованы листами микроскопических карбидов в закаленной мартенситной или перлитной матрице в стали с более высоким содержанием углерода , или ферритными и перлитными полосами в сталях с более низким содержанием углерода. Это был пионерский стальной сплав, разработанный в южной Индии в середине 1-го тысячелетия до нашей эры и экспортируемый по всему миру. [1]

История

Сталь вутц возникла в середине 1-го тысячелетия до н. э. в Индии, сталь вутц производилась в Голконде в Телангане , Карнатаке и Шри-Ланке. [2] [3] [4] [5] Сталь экспортировалась в виде лепешек стального железа, которые стали известны как «вутц». [6] Метод заключался в нагревании черной магнетитовой руды в присутствии углерода в герметичном глиняном тигле внутри угольной печи для полного удаления шлака . Альтернативой было сначала плавление руды для получения кованого железа , а затем нагревание и ковка для удаления шлака. Источником углерода были бамбук и листья таких растений, как авараи . [6] [7] Местные жители Шри-Ланки переняли методы производства стали вутц у чера к 5-му веку до н. э. [8] На Шри-Ланке этот ранний метод производства стали использовал уникальную ветровую печь, приводимую в движение муссонными ветрами. Появились производственные площадки древности в таких местах, как Анурадхапура , Тиссамахарама и Саманалавева , а также импортные артефакты древнего железа и стали из Кодуманала. Недавние археологические раскопки (2018 г.) на участке Йодхавева (в округе Маннар ) обнаружили нижнюю полусферическую печь, фрагменты тигля и фрагменты крышки, связанные с производством стали в тигле посредством процесса науглероживания. [9] На юго-востоке Шри-Ланки были обнаружены некоторые из старейших артефактов железа и стали и производственных процессов на острове с классического периода . [10] [11] [12] [13]

Торговля между Индией и Шри-Ланкой через Аравийское море принесла в Аравию сталь вуц. Термин muhannad مهند или hendeyy هندي в доисламском и раннем исламском арабском языке относится к клинкам мечей, изготовленным из индийской стали, которые высоко ценились и засвидетельствованы в арабской поэзии . Дальнейшая торговля распространила технологию в город Дамаск , где развилась промышленность по изготовлению оружия из этой стали. Это привело к развитию дамасской стали . Арабский путешественник XII века Эдриси упоминал «хиндувани» или индийскую сталь как лучшую в мире. [14] Арабские отчеты также указывают на известность стали «теленг», которую можно отнести к региону Телангана . Регион Голконда в Телангане, очевидно, является узловым центром экспорта стали вуц в Западную Азию. [14]

Еще один признак его репутации виден в персидской фразе – дать «индийский ответ», что означает «удар индийским мечом». [8] Сталь вутц широко экспортировалась и продавалась по всей древней Европе и арабскому миру и стала особенно известна на Ближнем Востоке . [8]

Деталь индийского тулвара/шамшира XVII–XVIII вв.

Развитие современной металлургии

Начиная с XVII века, несколько европейских путешественников наблюдали за производством стали в Южной Индии, в Майсуре , Малабаре и Голконде . Слово «wootz», по-видимому, возникло как неправильная транскрипция санскритских терминов; санскритский корень для сплава — utsa . [15] Другая [ какая? ] теория гласит, что это слово является вариацией uchcha или ucha [ сомнительный – обсудить ] («превосходный»). Согласно одной из теорий, слово ukku основано на значении «плавить, растворять». В других дравидийских языках есть похожие по звучанию слова для обозначения стали: ukku в каннада [16] [17] и телугу и urukku в малаялам . Когда Бенджамин Хейн осмотрел индийскую сталь в уступленных округах и других районах, где говорят на языке каннада, ему сообщили, что сталь была ucha kabbina («высшее железо»), также известная как ukku tundu в Майсуре. [18] [19]

Легенды о стали вуц и дамасских мечах возбуждали любопытство европейского научного сообщества с 17 по 19 век. Использование высокоуглеродистых сплавов было мало известно в Европе [20] ранее, и поэтому исследования стали вуц сыграли важную роль в развитии современной английской, французской и русской металлургии . [21]

В 1790 году образцы стали вуц были получены сэром Джозефом Бэнксом , президентом Британского Королевского общества , отправленные Хеленусом Скоттом . Эти образцы были подвергнуты научному исследованию и анализу несколькими экспертами. [22] [23] [24]

Образцы кинжалов и другого оружия были отправлены раджами Индии на Большую выставку в Лондоне в 1851 году и Международную выставку 1862 года . Хотя рукояти мечей были красиво украшены и украшены драгоценными камнями, они больше всего ценились за качество своей стали. Мечи сикхов, как говорили, выдерживали изгиб и сминание, и все же были прекрасными и острыми. [8]

Характеристики

Вутц характеризуется рисунком, вызванным полосами кластеризованного железа
3Частицы C , полученные путем плавления низких уровней карбидообразующих элементов. [25] Вутц содержит больше углеродистых веществ, чем обычные сорта литой стали. [ необходима ссылка ]

Отличительные узоры стали вуц, которые можно получить с помощью ковки, это волновые, лестничные и розовые узоры с мелко расположенными полосами. Однако с помощью ковки, окрашивания и травления были сделаны дополнительные индивидуальные узоры. [26]

Присутствие цементитных нанопроволок и углеродных нанотрубок было обнаружено Питером Пеплером из Технического университета Дрездена в микроструктуре стали вутц. [27] Существует вероятность обилия сверхтвердых металлических карбидов в стальной матрице, выделяющихся в виде полос. Мечи вутц славились своей остротой и прочностью .

Состав

TH Henry проанализировал и записал состав образцов вуц-стали, предоставленных Королевской горной школой . Запись:

Сталь вутц была проанализирована Майклом Фарадеем и зафиксировано содержание алюминия в ней в размере 0,01–0,07% . Фарадей, гг. (и др.) и Стодарт выдвинули гипотезу, что алюминий необходим в стали и важен для формирования превосходных свойств стали вутц. Однако Т. Х. Генри пришел к выводу, что присутствие алюминия в стали вутц, используемой в этих исследованиях, было обусловлено шлаком , образующимся в виде силикатов. Позднее Перси повторил, что качество стали вутц не зависит от присутствия алюминия. [28]

Исследования в области репродукции

Сталь Вутц была воспроизведена и глубоко изучена Королевской горной школой. [29] Доктор Пирсон был первым, кто химически исследовал вутц в 1795 году, и он опубликовал свои статьи в «Философских трудах Королевского общества». [30]

Русский металлург Павел Петрович Аносов (см. Булатная сталь ) был почти в состоянии воспроизвести древнюю сталь вуц почти со всеми ее свойствами, и сталь, которую он создал, была очень похожа на традиционный вуц. [ необходима цитата ] Он задокументировал четыре различных метода производства стали вуц, которые демонстрировали традиционные узоры. [ необходима цитата ] Он умер, прежде чем он смог полностью задокументировать и опубликовать свое исследование. Олег Шерби и Джефф Уодсворт и Ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса провели исследования, пытаясь создать стали с характеристиками, подобными вуцу, но безуспешно. [ необходима цитата ] Дж. Д. Верховен и Альфред Пендрей реконструировали методы производства, доказали роль примесей руды в создании узора и воспроизвели сталь вуц с узорами, микроскопически и визуально идентичными одному из древних узоров клинка. [ необходимая цитата ] Анализы Рейболда и др. говорят о наличии углеродных нанотрубок, заключающих в себе нанопроволоки цементита, с микроэлементами/примесями ванадия , молибдена , хрома и т. д., способствующими их созданию, в циклах нагрева/охлаждения/ковки. Это привело к получению твердой высокоуглеродистой стали, которая оставалась ковкой [31]

Есть кузнецы, которые теперь постоянно производят клинки из вутц-стали, визуально идентичные старым образцам. [32] Сталь, произведенная в Кутче, особенно пользовалась широкой известностью, подобной той, что производилась в Глазго и Шеффилде . [8]

Wootz производился в течение почти 2000-летнего периода (самые старые образцы мечей датируются примерно 200 г. н. э.) [ нужна цитата ] и методы производства слитков, ингредиенты и методы ковки различались от одной области к другой. Некоторые клинки wootz имели узор, а некоторые — нет. [ нужна цитата ] Термическая обработка сильно отличалась от ковки, и было много различных узоров, которые были созданы различными кузнецами, которые охватывали от Китая до Скандинавии. [ нужна цитата ]

Вместе с коллегами-экспертами грузино-голландский мастер-оружейник Гоча Лагидзе разработал новый метод возрождения «грузинской дамасской стали». В 2010 году он и его коллеги провели мастер-класс по этому методу в Королевской академии изящных искусств в Антверпене. [33] [34]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ J.-S. Park K. Rajan R. Ramesh (2020). «Высокоуглеродистая сталь и древнее изготовление мечей, наблюдаемое в обоюдоостром мече из мегалитического захоронения железного века в Тамил Наду, Индия». Археометрия . 62 : 68–80. doi : 10.1111/arcm.12503 .
  2. ^ Шринивасан, Шарада (15 ноября 1994 г.). «Сталь для тигеля Вутц: недавно обнаруженное место производства в Индии». Статьи Института археологии . 5 : 49–59. doi : 10.5334/pia.60 .
  3. ^ Виджепала, WMTB; Янг, Санфика М.; Ишига, Хироаки (1 апреля 2022 г.). «Чтение археометаллургических находок стоянки Йодхавева, Шри-Ланка: контекстуализация с историей металлов Южной Азии». Азиатская археология . 5 (1): 21–39. doi :10.1007/s41826-022-00046-0. ISSN  2520-8101. S2CID  247355036.
  4. ^ Коглан, Герберт Хенери (1977). Заметки о доисторическом и раннем железе в Старом Свете (2-е изд.). Музей Питта Риверса . С. 99–100.
  5. ^ Сасисекхаран, Б. (1999). "Технология железа и стали в Кодуманале" (PDF) . Индийский журнал истории науки . 34 (4). Архивировано из оригинала (PDF) 24 июля 2015 г.
  6. ^ ab Davidson, Hilda Roderick Ellis (1998). Меч в англосаксонской Англии: его археология и литература. Boydell & Brewer. стр. 20. ISBN 978-0-85115-716-0.
  7. ↑ Бертон, сэр Ричард Фрэнсис (1884). Книга меча. Лондон: Chatto & Windus. С. 111.
  8. ^ abcde Мэннинг, Шарлотта Спейр. Древняя и средневековая Индия. Т. 2. С. 365. ISBN 978-0-543-92943-3.
  9. ^ Виджепала, WMTB; Янг, Санфика М.; Ишига, Хироаки (1 апреля 2022 г.). «Чтение археометаллургических находок стоянки Йодхавева, Шри-Ланка: контекстуализация с историей металлов Южной Азии». Азиатская археология . 5 (1): 21–39. doi :10.1007/s41826-022-00046-0. ISSN  2520-8101. S2CID  247355036.
  10. ↑ Хобби (апрель 1963 г.) Том 68, № 5, стр. 45, Чикаго: Lightner Publishing Company.
  11. ^ Махатеван, Ираватам (24 июня 2010 г.). «Эпиграфический взгляд на древность тамильского языка». The Hindu . The Hindu Group . Получено 31 октября 2010 г. .
  12. ^ Рагупати, П. (28 июня 2010 г.). «Осколок керамики из Тиссамахарамы свидетельствует о наличии среди населения обычных ранних тамилов». Tamilnet . Получено 31 октября 2010 г.
  13. ^ "Dinithi" (PDF) . Археология Шри-Ланки . 1 (4). Февраль 2012.[ постоянная мертвая ссылка ]
  14. ^ ab Шринивасан, Шарада; Ранганатхан, Шриниваса (2004). «Легендарная индийская сталь вуц: передовой материал Древнего мира». Iron & Steel Heritage of India : 69–82. OCLC  82439861.
  15. ^ Панде, Гириджа; аф Гейерстам, Ян (2002). Традиция и инновации в истории производства железа: индоевропейская перспектива. Пахар Парикарма. стр. 45. ISBN 978-81-86246-19-1.
  16. ^ Нарасимха, Роддам; Шринивасан, Дж.; Бисвас, СК (2003). Динамика технологий: создание и распространение навыков и знаний. SAGE Publications. стр. 135. ISBN 978-0-7619-9670-5.
  17. ^ Майкл Фарадей , цитируется Дэй, Питер (1 января 1999 г.). Философское дерево . Бристоль, Великобритания: Institute of Physics Publishing. стр. 108. ISBN 978-0-7503-0571-6.
  18. ^ Бальфур, Эдвард (1885). Циклопедия Индии и Восточной и Южной Азии, коммерческая, промышленная и научная: продукты минерального, растительного и животного царств, полезные искусства и мануфактуры. Бернард Куоритч. стр. 1092.
  19. ^ Джинс, Джеймс Стивен (1880). Сталь: ее история, производство, свойства и применение. E. & FN Spon. стр. 294.
  20. ^ Годфри, Эвелин; ван Ни, Маттейс (2004). «Германский сверхвысокоуглеродистый стальной штамп позднего римского железного века» (PDF) . Журнал археологической науки . 31 (8): 1117–25. Bibcode :2004JArSc..31.1117G. doi :10.1016/j.jas.2004.02.002.
    • Пол Ринкон (12 мая 2004 г.). «Следы орудий железного века переходят на сталь». BBC News .
  21. ^ Смит, Сирил Стэнли (2012). История металлографии: Развитие идей о структуре металлов до 1890 года. Литературное лицензирование. ISBN 978-1-258-47336-5.
  22. ↑ Пирсон, Джордж (1 января 1795 г.). «Эксперименты и наблюдения по исследованию природы одного вида стали, производимого в Бомбее и называемого там вутц: с замечаниями о свойствах и составе различных состояний железа». Философские труды Лондонского королевского общества . 85. Лондонское королевское общество : 322–346. doi : 10.1098/rstl.1795.0020 . JSTOR  106960.
  23. ↑ Mushet, D. (1 января 1805 г.). «Эксперименты над вутцем». Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 95 : 163–175. doi :10.1098/rstl.1805.0010. JSTOR  107164. S2CID  115267901.
  24. ^ Хэдфилд, Роберт (1932). «Исследование «Стали и сплавов» Фарадея». Философские труды Лондонского королевского общества . 230 (681–693): 221–292. Bibcode : 1932RSPTA.230..221H. doi : 10.1098/rsta.1932.0007 . JSTOR  91231.
  25. ^ Верховен, Пендрей и Даукш, 1998 г.
  26. ^ Дюран-Шарр, Мадлен (2004). Микроструктура сталей и чугунов. Springer. ISBN 978-3-540-20963-8.
  27. ^ Сандерсон, Кэтрин (15 ноября 2006 г.). «Острейший разрез меча из нанотрубок». Nature . doi : 10.1038/news061113-11 . S2CID  136774602.
  28. ^ Перси, Джон (1864). Металлургия: искусство извлечения металлов из руд и их приспособление к различным целям производства. Дж. Мюррей . стр. 183.
  29. ↑ Юр, Эндрю (1821). Словарь химии: на основе словаря г-на Николсона, в котором заново исследуются принципы этой науки и подробно описываются ее приложения к явлениям природы, медицины, минералогии, сельского хозяйства и производства. Роберт Десильвер. стр. 45.
  30. ^ Неоги, Панчанан (1914). Железо в древней Индии. Индийская ассоциация по развитию науки .
  31. ^ Рейбольд, Марианна; Пауфлер, Питер; Левин, Александр А.; Кохманн, Вернер; Пэтцке, Нора; Мейер, Дирк К. (2009). "Открытие нанотрубок в древней дамасской стали". Физика и инженерия новых материалов . Труды Springer по физике. Т. 127. Springer . С. 305–310. Bibcode : 2009penm.book..305R. doi : 10.1007/978-3-540-88201-5_35. ISBN 978-3-540-88200-8.
  32. ^ Шерби, Олег; Уодсворт, Джеффри (23 ноября 2001 г.). «Древние кузнецы, железный век, дамасская сталь и современная металлургия». Журнал технологий обработки материалов . 117 (3): 347–353. doi :10.1016/S0924-0136(01)00794-4.
  33. ^ Лагидзе, Гочча; Виссер, Сирп; Реммен, Клаас, Гоча (2011). «Булат, эен Вандерстал». Вапенфайтен (на голландском языке) (3).{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  34. ↑ Нино Лордкипанидзе, Грузинский Дамаск, в специальном выпуске National Geographic , 2021 , стр. 138-139

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки