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]
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 половину сферической печи, 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]
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]
Вутц характеризуется рисунком, образованным 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 .
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]
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]
{{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link)