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]
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]
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 ] («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]
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]
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]
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 ]
{{cite book}}
: |work=
игнорируется ( помощь )