stringtranslate.com

Вутц сталь

Тигельные стали , такие как вуц-сталь и дамасская сталь, демонстрируют уникальный рисунок полос из-за смешанных ферритных и цементитных сплавов в стали.

Сталь Wootz , также известная как сталь Seric , представляет собой тигельную сталь , характеризующуюся рисунком полос и высоким содержанием углерода. Эти полосы образованы пластинками микроскопических карбидов в отпущенной мартенситной или перлитной матрице в высокоуглеродистой стали или ферритными и перлитными полосами в низкоуглеродистых сталях. Это был новаторский стальной сплав , разработанный на юге Индии в середине I тысячелетия до нашей эры и экспортированный по всему миру. [1]

История

Вутц-сталь зародилась в середине 1-го тысячелетия до нашей эры в Южной Индии, на территории современных Тируччираппалли , Кодуманала , Эроде , Тамил Наду . [1] Есть несколько древних тамильских, североиндийских, греческих, китайских и римских литературных упоминаний о высокоуглеродистой тамильской стали. [ нужна цитата ] В более поздние времена [ когда? ] , деревянная сталь также производилась в Голконде в Телангане , Карнатаке и Шри-Ланке. [2] [3] [4] [5] Сталь экспортировалась в виде кусков стального железа, которые стали известны как «Вутц». [6]

Метод заключался в нагреве черной магнетитовой руды в присутствии углерода в герметичном глиняном тигле внутри угольной печи для полного удаления шлака . Альтернативой была первая плавка руды, чтобы получить кованое железо , а затем нагрев и ковка для удаления шлака. Источником углерода служил бамбук и листья таких растений, как Авараи . [6] [7] Китайцы и местные жители Шри-Ланки переняли методы производства ватц-стали у тамилов Чера к 5 веку до нашей эры. [8] [9] В Шри-Ланке в этом раннем методе производства стали использовалась уникальная ветряная печь, приводимая в движение муссонными ветрами. Появились производственные объекты древности в таких местах, как Анурадхапура , Тиссамахарама и Саманалавева , а также импортированные артефакты из древнего железа и стали из Кодуманала. Недавние археологические раскопки (2018 г.) на стоянке Йодхавева (в районе Маннар ) обнаружили нижнюю полусферическую печь, фрагменты тигля и фрагменты крышки, связанные с производством тигельной стали посредством процесса цементации. [10] Тамильская торговая гильдия 200 г. до н. э. в Тиссамахараме , на юго-востоке Шри-Ланки, привезла с собой на остров некоторые из старейших артефактов из железа и стали, а также производственные процессы классического периода . [11] [12] [13] [14]

Торговля между Южной Индией и Шри-Ланкой через Аравийское море принесла в Аравию деревянную сталь. Термин муханнад مهند или хенди هندي в доисламском и раннем исламском арабском языке относится к лезвиям мечей, сделанным из индийской стали, которые высоко ценились и засвидетельствованы в арабской поэзии . Дальнейшая торговля распространила технологию на город Дамаск , где развилась промышленность по изготовлению оружия из этой стали. Это привело к развитию булата . Арабский путешественник XII века Эдриси назвал «индуванскую» или индийскую сталь лучшей в мире. [15] Арабские источники также указывают на известность стали «Телинг», которую можно отнести к региону Телангана . Регион Голконда в Телангане явно является узловым центром экспорта шерстяной стали в Западную Азию. [15]

Еще один признак его репутации можно увидеть в персидской фразе – дать «индийский ответ», что означает «порез индийским мечом». [9] Сталь Wootz широко экспортировалась и продавалась по всей древней Европе и арабскому миру , и стала особенно известной на Ближнем Востоке . [9]

Деталь индийского талвара / шамшира 17–18 веков.

Развитие современной металлургии

Начиная с 17 века, несколько европейских путешественников наблюдали за производством стали в Южной Индии, в Майсуре , Малабаре и Голконде . Слово «вуц», по-видимому, возникло как неправильная транскрипция слова « ук» ; Коренное слово сплава на тамильском языке — урукку . [16] Еще один [ какой? ] теория говорит, что это слово является вариацией слов учча или уча [ сомнительный – обсуждать ] («высший»). По одной из теорий, слово укку имеет в основе значение «таять, растворяться». В других дравидийских языках есть похожие по звучанию слова, обозначающие сталь: укку на каннаде [17] [18] и телугу и урукку на малаялам . Когда Бенджамин Хейн осматривал индийскую сталь в округах Седед и других районах, говорящих на каннада, ему сообщили, что это сталь уча каббина («превосходное железо»), также известная как укку тунду в Майсуре. [19] [20]

Легенды о булатной стали и дамасских мечах вызывали любопытство европейского научного сообщества 17-19 веков. Использование высокоуглеродистых сплавов ранее было мало известно в Европе [21] , поэтому исследования вуц-стали сыграли важную роль в развитии современной английской, французской и российской металлургии . [22]

В 1790 году образцы бутц-стали получил сэр Джозеф Бэнкс , президент Британского королевского общества , присланный Хеленусом Скоттом . Эти образцы были подвергнуты научной экспертизе и анализу несколькими экспертами. [23] [24] [25]

Образцы кинжалов и другого оружия были отправлены раджами Индии на Большую выставку в Лондоне в 1851 и Международных выставках 1862 года . Хотя дужки мечей были красиво украшены и украшены драгоценными камнями, больше всего они ценились за качество стали. Говорили, что мечи сикхов выдерживают изгибы и деформации, но при этом остаются тонкими и острыми. [9]

Характеристики

Для Вутца характерен узор, вызванный полосами сгруппированных Fe .
3Частицы C образуются в результате плавления небольшого количества карбидообразующих элементов. [26] Wootz содержит больше углеродистых веществ, чем обычная литая сталь. [ нужна цитата ]

Отличительными узорами стали Wootz, которые можно получить посредством ковки, являются волнистые, лестничные и розовые узоры с мелко расположенными полосами. Однако с помощью ковки, крашения и травления были созданы дополнительные индивидуальные узоры. [27]

Присутствие цементитных нанопроволок и углеродных нанотрубок было обнаружено Питером Пеплером из Технического университета Дрездена в микроструктуре вуц-стали. [28] Существует вероятность того, что в стальной матрице образуется большое количество сверхтвердых карбидов металлов, осаждающихся в виде полос. Мечи Вутца славились своей остротой и прочностью . [29]

Состав

Т.Х. Генри проанализировал и записал состав образцов волокнистой стали, предоставленных Королевской горной школой . Запись:

Сталь Wootz была проанализирована Майклом Фарадеем и показала, что она содержит 0,01–0,07% алюминия . Фарадей, господа (и др.) и Стодарт выдвинули гипотезу, что алюминий необходим в стали и играет важную роль в формировании превосходных свойств стали-ватца. Однако Т. Х. Генри пришел к выводу, что присутствие алюминия в Вуце, использованном в этих исследованиях, было связано со шлаком , образующимся в виде силикатов. Позже Перси повторил, что качество стали не зависит от присутствия алюминия. [30]

Репродуктивные исследования

Сталь Wootz была воспроизведена и углубленно изучена Королевской горной школой. [31] Доктор Пирсон был первым, кто химически исследовал вутц в 1795 году, и опубликовал свои статьи в «Философских трудах Королевского общества». [32]

Русский металлург Павел Петрович Аносов (см. Булатская сталь ) практически смог воспроизвести древнюю сталь Вутца практически со всеми ее свойствами, и созданная им сталь была очень похожа на традиционную Вутц. Он задокументировал четыре различных метода производства стали Wootz с традиционными образцами. Он умер, не успев полностью задокументировать и опубликовать свое исследование. Олег Шерби, Джефф Уодсворт и Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса провели исследования, пытаясь создать стали с характеристиками, подобными стали Вутца, но безуспешно. Дж. Д. Верховен и Альфред Пендрей реконструировали методы производства, доказали роль примесей руды в создании узора и воспроизвели вутцскую сталь с узорами, микроскопически и визуально идентичными одному из древних рисунков клинков. Анализы Рейболда и др. говорили о присутствии углеродных нанотрубок, содержащих нанопроволоки цементита, с микроэлементами/примесями ванадия , молибдена , хрома и т. д., способствующими их созданию в циклах нагрева/охлаждения/ковки. В результате получилась твёрдая высокоуглеродистая сталь, которая оставалась ковкой [33].

Есть кузнецы, которые теперь постоянно производят стальные лезвия Wootz, визуально идентичные старым образцам. [34] Сталь, производимая в Каче , особенно пользовалась широкой репутацией, подобно той, которая производится в Глазго и Шеффилде . [9]

Вутц изготавливался в течение почти 2000 лет (самые старые образцы меча датируются примерно 200 годом нашей эры), а методы производства слитков, ингредиентов и методы ковки варьировались от одной области к другой. На некоторых лезвиях Wootz имелся узор, а на некоторых — нет. Термическая обработка сильно отличалась от ковки, и существовало множество различных узоров, созданных различными кузнецами от Китая до Скандинавии. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Дж.-С. Пак К. Раджан Р. Рамеш (2020). «Высокоуглеродистая сталь и древнее изготовление мечей, наблюдаемое на обоюдоостром мече из мегалитического захоронения железного века в Тамил Наду, Индия». Археометрия . 62 : 68–80. дои : 10.1111/arcm.12503 .
  2. ↑ Шринивасан, Шарада (15 ноября 1994 г.). «Тигельная сталь Вутца: недавно открытое производство в Южной Индии». Материалы Института археологии . 5 : 49–59. дои : 10.5334/pia.60 .
  3. ^ Виджепала, WMTB; Янг, Сансфика М.; Исига, Хироаки (1 апреля 2022 г.). «Чтение археометаллургических находок на стоянке Йодхавева, Шри-Ланка: контекстуализация истории металлов Южной Азии». Азиатская археология . 5 (1): 21–39. дои : 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 . стр. 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 года.
  6. ^ Аб Дэвидсон, Хильда Родерик Эллис (1998). Меч в англосаксонской Англии: его археология и литература. Бойделл и Брюэр. п. 20. ISBN 978-0-85115-716-0.
  7. ^ Бертон, сэр Ричард Фрэнсис (1884). Книга Меча. Лондон: Чатто и Виндус. п. 111.
  8. ↑ Нидхэм, Джозеф (1 апреля 1971 г.). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Физика и физические технологии . Издательство Кембриджского университета . п. 282. ИСБН 978-0-52107-060-7.
  9. ^ abcde Мэннинг, Шарлотта Спейр. Древняя и средневековая Индия. Том. 2. п. 365. ИСБН 978-0-543-92943-3.
  10. ^ Виджепала, WMTB; Янг, Сансфика М.; Исига, Хироаки (1 апреля 2022 г.). «Чтение археометаллургических находок на стоянке Йодхавева, Шри-Ланка: контекстуализация истории металлов Южной Азии». Азиатская археология . 5 (1): 21–39. дои : 10.1007/s41826-022-00046-0. ISSN  2520-8101. S2CID  247355036.
  11. ^ Хобби (апрель 1963 г.) Vol. 68, № 5, стр. 45, Чикаго: Издательство Lightner Publishing Company.
  12. ↑ Махатеван, Ираватам (24 июня 2010 г.). «Эпиграфический взгляд на древность тамильского языка». Индус . Индуистская группа . Проверено 31 октября 2010 г.
  13. ↑ Рагупати, П. (28 июня 2010 г.). «Черепок Тиссамахарамы свидетельствует о том, что среди населения были обычные ранние тамилы». Тамилнет . Проверено 31 октября 2010 г.
  14. ^ «Динити» (PDF) . Шри-Ланка Археология . 1 (4). Февраль 2012.[ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ аб Шринивасан, Шарада; Ранганатан, Шриниваса (2004). «Легендарная индийская сталь Wootz: передовой материал древнего мира». Железо и стальное наследие Индии : 69–82. ОКЛК  82439861.
  16. ^ Панде, Гириджа; аф Гейерстам, январь (2002). Традиции и инновации в истории производства железа: индоевропейская перспектива. Пахар Парикарма. п. 45. ИСБН 978-81-86246-19-1.
  17. ^ Нарасимха, Роддам; Шринивасан, Дж.; Бисвас, СК (2003). Динамика технологий: создание и распространение навыков и знаний. Публикации SAGE. п. 135. ИСБН 978-0-7619-9670-5.
  18. ^ Майкл Фарадей , цитируется Дэй, Питер (1 января 1999 г.). Дерево Философа . Бристоль, Великобритания: Издательство Института физики. п. 108. ИСБН 978-0-7503-0571-6.
  19. ^ Бальфур, Эдвард (1885). Циклопедия Индии, Восточной и Южной Азии, Коммерческая промышленность и наука: продукты минерального, растительного и животного царств, полезные искусства и производства. Бернард Куоритч. п. 1092.
  20. ^ Джинсы, Джеймс Стивен (1880). Сталь: ее история, производство, свойства и использование. Э. и ФН Спон. п. 294.
  21. ^ Годфри, Эвелин; ван Ни, Маттейс (2004). «Германский пуансон из сверхвысокоуглеродистой стали позднеримского железного века» (PDF) . Журнал археологической науки . 31 (8): 1117–25. Бибкод : 2004JArSc..31.1117G. дои : 10.1016/j.jas.2004.02.002.
    • Пол Ринкон (12 мая 2004 г.). «Следы инструментов железного века переходят в сталь». Новости BBC .
  22. ^ Смит, Сирил Стэнли (2012). История металлографии: развитие представлений о структуре металлов до 1890 года. Литературное лицензирование. ISBN 978-1-258-47336-5.
  23. ^ Пирсон, Джордж (1 января 1795 г.). «Эксперименты и наблюдения по исследованию природы стали, производимой в Бомбее и называемой там Вутц: с замечаниями о свойствах и составе различных состояний железа». Философские труды Лондонского королевского общества . Лондонское королевское общество . 85 : 322–346. дои : 10.1098/rstl.1795.0020 . JSTOR  106960.
  24. ^ Мушет, Д. (1 января 1805 г.). «Эксперименты над Вутцем». Философские труды Лондонского королевского общества . 95 : 163–175. дои : 10.1098/rstl.1805.0010. JSTOR  107164. S2CID  115267901.
  25. ^ Хэдфилд, Роберт (1932). «Исследование книги Фарадея «Сталь и сплавы». Философские труды Лондонского королевского общества . 230 (681–693): 221–292. Бибкод : 1932RSPTA.230..221H. doi : 10.1098/rsta.1932.0007 . JSTOR  91231 .
  26. ^ Верховен, Пендрей и Даукш, 1998 г.
  27. ^ Дюран-Шарр, Мадлен (2004). Микроструктура сталей и чугунов. Спрингер. ISBN 978-3-540-20963-8.
  28. ↑ Сандерсон, Кэтрин (15 ноября 2006 г.). «Острейший срез меча из нанотрубок». Природа . дои : 10.1038/news061113-11 . S2CID  136774602.
  29. ^ «Что такое сталь Wootz?». noblie.eu .
  30. ^ Перси, Джон (1864). Металлургия: искусство извлечения металлов из руд и их приспособления для различных целей производства. Дж. Мюррей . п. 183.
  31. ^ Юр, Эндрю (1821). Химический словарь: на основе книги г-на Николсона, в котором заново исследуются принципы науки и подробно описаны ее применения к явлениям природы, медицины, минералогии, сельского хозяйства и производства. Роберт Десилвер. п. 45.
  32. ^ Неоги, Панчанан (1914). Железо в древней Индии. Индийская ассоциация развития науки .
  33. ^ Рейболд, Марианна; Пауфлер, Питер; Левин, Александр А.; Кохманн, Вернер; Пецке, Нора; Мейер, Дирк К. (2009). Открытие нанотрубок в древнем булатной стали . Спрингеровские труды по физике. Том. 127. Спрингер . стр. 305–310. Бибкод : 2009penm.book..305R. дои : 10.1007/978-3-540-88201-5_35. ISBN 978-3-540-88200-8. {{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )
  34. ^ Шерби, Олег; Уодсворт, Джеффри (23 ноября 2001 г.). «Древние кузнецы, железный век, булат и современная металлургия». Журнал технологии обработки материалов . 117 (3): 347–353. дои : 10.1016/S0924-0136(01)00794-4.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки