Дамасская сталь — это кованая сталь лезвий мечей , выкованная на Ближнем Востоке из слитков стали Вутц [1] , импортированных из Южной Индии или изготовленных в производственных центрах в Шри-Ланке [2] или Хорасане , Иран . [3] Эти мечи характеризуются характерными полосами и крапинками, напоминающими текущую воду, иногда в виде «лестницы» или «розы». Такие лезвия считались прочными, устойчивыми к разрушению и способными заточиться до острого и упругого края. [4]
Wootz (индийский), Pulad (персидский), Fuladh (арабский), Bulat (русский) и Bintie (китайский) — все это названия исторической сверхвысокоуглеродистой тигельной стали , типичным примером которой является сегрегация карбидов. «Вутц» — это ошибочная транслитерация слова «утса» или «фонтан» на санскрите ; однако с 1794 года это основное слово, используемое для обозначения исторической заэвтектоидной тигельной стали. [5] Сам термин «дамасская сталь», вероятно, уходит корнями в средневековый город Дамаск в Сирии.
Происхождение названия «Дамасская сталь» является спорным: исламские ученые аль-Кинди (полное имя Абу Якуб ибн Исхак аль-Кинди, около 800 г. н.э. – 873 г. н.э.) и аль-Бируни (полное имя Абу ар-Райхан Мухаммад ибн Ахмад аль-Бируни, около 973 г. н. э. – 1048 г. н. э.) оба писали о мечах и стали, изготовленной для мечей, в зависимости от их внешнего вида, географического местоположения производства или ковки или имени кузнеца, и каждый упоминает «дамасский» или «дамаск» или «дамасковые» мечи в некоторой степени.
Опираясь на аль-Кинди и аль-Бируни, можно выделить три потенциальных источника термина «Дамаск» в контексте стали:
Наиболее распространенное объяснение состоит в том, что сталь названа в честь Дамаска, столицы Сирии и одного из крупнейших городов древнего Леванта . Это может относиться либо к мечам, изготовленным или проданным непосредственно в Дамаске, либо просто к аспекту типичных узоров по сравнению с дамасскими тканями (также названными в честь Дамаска), [8] [9] или действительно может происходить от корень слова «дамас».
Идентификация тигельной «булата» по металлургическим структурам [10] затруднительна, так как тигельную сталь невозможно достоверно отличить от других марок стали только по одному критерию, поэтому необходимо учитывать следующие отличительные характеристики тигельной стали:
Согласно этим определениям, современные воссоздания [11] тигельной стали соответствуют историческим примерам.
Железо для мусора : производится западными варварами. Некоторые [типы] имеют спиральный узор, тогда как другие имеют узор в виде кунжута или снежинки. Когда нож или меч протирают и обрабатывают квасцами «золотой нити», появляется [узор]. Его ценность выше серебра. [12]
— Цао Чжао
Репутация и история булата породили множество легенд, таких как способность прорезать ствол винтовки или срезать волос, падающий на лезвие, хотя точность этих легенд не отражается дошедшими до нас образцами узорчатого тигля. стальные мечи, которые часто закаляются таким образом, чтобы сохранять изгиб даже после превышения предела упругости . [13] Исследовательская группа в Германии опубликовала в 2006 году отчет, в котором были обнаружены нанопроволоки и углеродные нанотрубки в лезвии, выкованном из дамасской стали, [14] [15] [16], хотя Джон Верховен из Университета штата Айова в Эймсе предполагает, что исследовательская группа, Сообщалось, что нанопроволоки в тигельной стали видели цементит , который сам по себе может существовать в виде стержней, поэтому в стержнеподобной структуре может не быть никаких углеродных нанотрубок. [17] Хотя многие виды современной стали превосходят древние дамасские сплавы, химические реакции в процессе производства сделали лезвия необычными для своего времени, поскольку дамасская сталь была одновременно очень гибкой и очень твердой. Известно, что при выплавке слитков булатной стали в качестве цементирующих добавок наряду с некоторыми специфическими видами железа, богатыми микролегирующими элементами , использовались древесная биомасса и листья . Эти слитки затем перековывались и превращались в лезвия из дамасской стали. Исследования теперь показывают, что углеродные нанотрубки могут быть получены из растительных волокон, [18] что указывает на то, как нанотрубки образовались в стали. Некоторые эксперты ожидают обнаружить такие нанотрубки в большем количестве реликвий по мере их более тщательного анализа. [15] Также упоминалось, что Вутц был изготовлен Бируни в процессе совместного плавления с использованием «шабуркана» (твердой стали, вероятно, белого чугуна) и «нармахана» (мягкой стали), [19] оба из которых были формами либо высоко- и низкоуглеродистого блюма, либо низкоуглеродистого блюма с чугуном. [20] В таком рецепте тигля не требуется никакого добавления растительного материала для обеспечения необходимого содержания углерода, и поэтому любые нанопроволоки цементита или углеродные нанотрубки не были бы результатом растительных волокон.
Дамасские клинки впервые были изготовлены на Ближнем Востоке из слитков ватц -стали , импортированных из Южной Индии (ныне Тамил Наду и Керала ). [1] Арабы привезли деревянную сталь в Дамаск, где процветала оружейная промышленность. [21] С 3-го по 17-й век стальные слитки отправлялись на Ближний Восток из Южной Индии. [22] Также существовало внутреннее производство тигельной стали за пределами Индии, в том числе в Мерве (Туркменистан) и Йезде , Иран. [23] [24]
Особенно хорошо мусорное железо, которое производят западные варвары [Си Фань 西番]. В « Бао цзанг лунь» говорится: «Существует пять видов железа… [Первые два происходят из Хубэя и Цзянси.] Бинское железо производится в Персии [Боси波斯]; он настолько твердый и острый, что им можно разрезать золото и нефрит… [Последние два вида происходят из Шаньси и Юго-Запада.] [25]
Многие утверждают, что современные попытки дублировать металл не увенчались полным успехом из-за различий в сырье и технологиях производства. Однако в наше время несколько человек успешно создали узор, образующий заэвтектоидную тигельную сталь с видимыми карбидными полосами на поверхности, соответствующими оригинальной дамасской стали. [11] [26] [27]
Производство этих узорчатых мечей постепенно сокращалось и прекратилось примерно к 1900 году, причем последнее сообщение датируется 1903 годом в Шри-Ланке, задокументированное Кумарасвами . [10] Некоторые оружейники в 18 и 19 веках использовали термин «дамасская сталь» для описания своих стволов, сваренных по образцу, но они не использовали тигельную сталь. Несколько современных теорий попытались объяснить этот упадок, включая разрушение торговых путей для поставок необходимых металлов, отсутствие в металлах следов примесей, возможную потерю знаний о методах изготовления из-за секретности и отсутствия передачи, подавление промышленность в Индии британским владычеством [28] или сочетание всего вышеперечисленного. [11] [26] [29]
Помимо изготовления клинков в Индии (в частности, Голконде) и Шри-Ланке, вуц /укку экспортировался в виде слитков в различные производственные центры, включая Хорасан и Исфахан , где сталь использовалась для производства клинков, а также по всему Ближнему Востоку. Восток. Аль-Кинди утверждает, что тигельная сталь также производилась в Хорасане [3] , известном как Мухаррар, [30] в дополнение к стали, которая импортировалась. [6] В Дамаске, где многие из этих мечей были проданы, нет никаких свидетельств местного производства тигельной стали, хотя есть свидетельства того, что импортная сталь перековывалась в мечи в Дамаске. [11] [26] Из-за удаленности торговли этой сталью, достаточно длительное нарушение торговых путей могло положить конец производству булата и в конечном итоге привести к потере технологии. Кроме того, необходимость в ключевых микропримесях карбидообразователей, таких как вольфрам , ванадий или марганец , в материалах, необходимых для производства стали, может отсутствовать, если этот материал был приобретен из разных регионов производства или выплавлен из руд, в которых отсутствуют эти ключевые микроэлементы. . [11] Техника контролируемого термоциклирования после первоначальной ковки при определенной температуре также могла быть утеряна, что предотвратило появление окончательного дамасского рисунка на стали. [11] [26] Нарушение горнодобывающей и сталелитейной промышленности британским владычеством в виде производственных налогов и запретов на экспорт, возможно, также способствовало потере знаний о ключевых источниках руды или ключевых методах. [31]
Обнаружение углеродных нанотрубок в составе дамасской стали подтверждает гипотезу о том, что производство вуца было остановлено из-за потери источников руды или технических знаний, поскольку осаждение углеродных нанотрубок, вероятно, произошло в результате определенного процесса, который может быть трудно воспроизвести, если производство будет продолжаться. технология или используемое сырье могут быть существенно изменены. [29] Утверждение о том, что были обнаружены углеродные нанопроволоки, не было подтверждено дальнейшими исследованиями, и среди ученых, включая Джона Верховена, существуют разногласия по поводу того, являются ли наблюдаемые нанопроволоки на самом деле растянутыми плотами или стержнями, сформированными из цементитных сфероидов. [17]
Воссоздать дамасскую сталь пытались археологи с использованием экспериментальной археологии . Многие пытались обнаружить или перепроектировать процесс его создания.
Поскольку хорошо известная техника узорной сварки — кузнечная сварка клинка из нескольких разных частей — давала поверхностные узоры, подобные тем, что встречаются на клинках из булата, некоторые современные кузнецы ошибочно полагали, что оригинальные клинки из дамаска были изготовлены с использованием этого метода. техника. Однако сегодня разница между вуц-сталью и узорной сваркой полностью задокументирована и хорошо понята. [32] [33] [34] Сталь, сваренная по образцу, стала называться «булатом» с 1973 года, когда кузнец Уильям Ф. Моран представил свои «дамасские ножи» на выставке Гильдии производителей ножей . [35] [36]
Этот «Современный Дамаск» сделан из нескольких типов стальных и железных кусков, сваренных вместе, чтобы сформировать заготовку , и в настоящее время термин «Дамаск» (хотя и технически неправильный) широко принят в торговле для описания современных стальных лезвий, сваренных по образцу. [37] Узоры различаются в зависимости от того, как кузнец обрабатывает заготовку. [36] Заготовку вытягивают и складывают до образования желаемого количества слоев. [36] Чтобы получить рейтинг мастера кузнеца в Американском обществе кузнецов , основанном Мораном, кузнец должен выковать дамасский клинок как минимум с 300 слоями. [38]
Дж. Д. Верховен и А. Х. Пендрей опубликовали статью о своих попытках [39] воспроизвести элементарные, структурные и визуальные характеристики булата. [11] Они начали с куска стали, которая соответствовала свойствам оригинальной ватц- стали из Индии, которая также соответствовала ряду оригинальных дамасских мечей, к которым имели доступ Верховен и Пендрей. Вутц находился в мягком, отожженном состоянии, с зернистой структурой и шариками чистого карбида железа в цементитных сфероидах, возникших в результате его заэвтектоидного состояния. Верховен и Пендрей уже определили, что зерна на поверхности стали представляют собой зерна карбида железа — их целью было воспроизвести узор карбида железа, который они видели на клинках из дамасской стали, из зерен вуца.
Хотя такой материал можно было обрабатывать при низких температурах для получения полосатого дамасского узора из смешанных сфероидных полос феррита , перлита и цементита , аналогично сварке булатной стали, любая термическая обработка, достаточная для растворения карбидов, считалась, навсегда разрушает узор. . Однако Верховен и Пендрей обнаружили, что в образцах настоящего булата дамасский узор можно восстановить путем термоциклирования и термического воздействия на сталь при умеренной температуре. [40] Они обнаружили, что некоторые карбидообразующие элементы, одним из которых был ванадий, не диспергировались до тех пор, пока сталь не достигла более высоких температур, чем те, которые необходимы для растворения карбидов. Таким образом, высокая термическая обработка могла бы удалить визуальные признаки образования рисунка, связанного с карбидами, но не удалила лежащее в основе рисунка карбидообразующих элементов; последующая низкотемпературная термообработка, при температуре, при которой карбиды снова стали стабильными, могла восстановить структуру за счет связывания углерода этими элементами и вызвать сегрегацию сфероидов цементита в этих местах. Термический цикл после ковки позволяет агрегировать углерод на этих карбидообразователях, поскольку углерод мигрирует гораздо быстрее, чем карбидообразователи. Прогрессивное термоциклирование приводит к укрупнению сфероидов цементита в результате оствальдовского созревания .
В России летописи фиксируют использование материала, известного как булатная сталь, для изготовления ценного оружия, в том числе мечей, ножей и топоров. Сообщается, что российский царь Михаил заказал для него шлем-булат в 1621 году. Точное происхождение или процесс изготовления булата неизвестны, но, вероятно, он был импортирован в Россию через Персию и Туркестан, и он был похож, а возможно, и на тот же Дамаск. сталь. Павел Петрович Аносов успешно воспроизвел процесс в середине XIX века. Уодсворт и Шерби также исследовали [26] воспроизведение булатной стали и опубликовали свои результаты в 1980 году.
Группа исследователей из Технического университета Дрездена , которая использовала рентгеновские лучи и электронную микроскопию для исследования дамасской стали, обнаружила наличие цементитных нанопроволок [41] и углеродных нанотрубок . [14] Питер Пауфлер, член дрезденской команды, говорит, что эти наноструктуры являются результатом процесса ковки. [15] [42]
Сандерсон предполагает, что наноразмерные структуры обусловлены процессом ковки и отжига . [42]
До начала 20-го века все стволы ружей ковались путем нагревания узких полос железа и стали и придания им формы вокруг оправки . [43] [44] Этот процесс назывался «ламинированием» или «дамаском». [43] [44] Эти типы стволов заслужили репутацию слабых и никогда не предназначались для использования с современным бездымным порохом или любым видом взрывчатого вещества средней мощности. [44] Из-за сходства с дамасской сталью, стволы более высокого класса изготавливались бельгийскими и британскими производителями оружия. [43] [44] Эти стволы имеют маркировку и предназначены для использования с небольшими нагрузками под давлением. [43] Современные производители оружия изготавливают затворные узлы и мелкие детали, такие как спусковые крючки и предохранители для пистолетов Colt M1911, из порошковой шведской стали, что приводит к двухцветному эффекту закручивания; эти детали часто называют «нержавеющим дамаском». [45]
Клинок , которым Беовульф убил мать Гренделя в рассказе «Беовульф» , в некоторых современных английских переводах был описан как «дамасский». [46] [47]
Исключительно прочная вымышленная валирийская сталь, упомянутая в серии книг Джорджа Р. Р. Мартина «Песнь льда и пламени» , а также в ее телевизионной адаптации «Игры престолов» , похоже, была вдохновлена булатной сталью, но с магическим уклоном. [48] Как и сталь Дамаск/ Вутц , валирийская сталь также кажется утраченным искусством древней цивилизации. Однако, в отличие от дамасской стали, лезвия из валирийской стали не требуют обслуживания и не могут быть повреждены в обычном бою.
Распространенным заблуждением является то, что сталь закалялась в результате шестикратного удара ею в спину и бедра раба. Это произошло из статьи на странице 28 газеты « Чикаго Трибьюн» от 4 ноября 1894 года, озаглавленной «Закалка дамасских клинков» . В записке утверждается, что некий «профессор фон Уленшпигель» нашел свиток «среди руин древнего Тира». «Уленшпигель» — имя легендарного проказника средневековой Германии. [49]
{{cite book}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )