פלדת דמשק: טכניקות לייצור חרבות עתיקות

פלדת דמשק ופלדה מושקית פרסית הם שמות נפוצים לחרבות פלדה עשויות פחמן גבוה שנוצרו על ידי בעלי מלאכה בתרבויות האיסלאם במהלך ימי הביניים, והתאוותם ללא פירות על ידי עמיתיהם האירופים. הלהבים היו בעלי קשיחות וקצה חיתוך מעולה, ועל פי ההערכה, הם לא נקראו בשם זה העיירה דמשק, אך ממשטחיםיהם, שיש בהם משי משופע או דמוי דמשק תבנית.

עובדות מהירות: פלדת דמשק

קשה לנו לדמיין את הפחד וההתפעלות המשולבים שגורמים כלי הנשק הללו כיום: למרבה המזל, אנו יכולים לסמוך על ספרות. ספרו הבריטי וולטר סקוט משנת 1825 הקמע מתאר סצינה מחודשת באוקטובר 1192, כאשר ריצ'רד ליאור האנג מאנגליה וסלאח א-דין סרסן נפגש לסיום מסע הצלב השלישי. (יהיו עוד חמישה אחרי שריצ'רד פרש לאנגליה, תלוי איך אתה

החרב האגדית המכונה פלדת דמשק הפחידה את הפולשים האירופאים של 'ארצות הקודש השייכים ל התרבות האיסלאמית ברחבי מסעי הצלב (1095–1270 לספירה). נפחים באירופה ניסו להתאים את הפלדה תוך שימוש ב"טכניקת ריתוך התבנית ", שזויפו משכבות פלדה וברזל לסירוגין, תוך קיפול וסיבוב המתכת במהלך תהליך החישול. ריתוך תבניות היה טכניקה ששימשו יצרני חרבות מרחבי העולם, כולל קלטים של המאה השישית לפני הספירהויקינגים של המאה ה -11 לספירה והמאה ה -13 סמוראים יפניים חרבות. אבל ריתוך דפוסים לא היה הסוד לפלדת דמשק.

חוקרים אחדים מעניקים לזכות בחיפוש אחר תהליך הפלדה בדמשק כמקורו של מדע החומרים המודרני. אולם הנפחים האירופיים מעולם לא שכפלו את פלדת הליבה המוצקה של דמשק בטכניקת ריתוך התבניות. הכי קרוב שהם הגיעו לשכפול הכוח, החדות והקישוט הגלי היה בכוונה תחריט את פני הלהב הריתוך בדפוס או קישוט המשטח הזה בכסף או נחושת פיליגרן.

בטכנולוגיית מתכת בגיל העמידה, בדרך כלל הושגה פלדה לחרבות או חפצים אחרים בתהליך הפריחה, אשר הצריך חימום של עפרות גולמיות בפחם כדי ליצור מוצר מוצק, המכונה "פריחה" של ברזל משולב סיגים. באירופה הופרד הברזל מהסיגים על ידי חימום הפריחה לפחות ל- 1200 מעלות צלזיוס, אשר חיסל אותו והפריד את הזיהומים. אבל בתהליך הפלדה של דמשק, חלקי הפריחה הוכנסו לכור היתוך עם נושאי פחמן חומר ומחומם למשך מספר ימים, עד שהפלדה יצרה נוזל בשעה 1300–1400 מעלות.

אך הכי חשוב, תהליך כור היתוך סיפק דרך להוסיף תכולת פחמן גבוהה באופן מבוקר. פחמן גבוה מספק יתרון ועמידות נלהבים, אך נוכחותו בתערובת כמעט בלתי אפשרית לשליטה. מעט מדי פחמן והחומר שנוצר הוא ברזל יצוק, רך מדי למטרות אלה; יותר מדי ומקבלים ברזל יצוק, שביר מדי. אם התהליך אינו תקין, הפלדה יוצרת צלחות של cementite, שלב של ברזל שביר ללא תקנה. מטלורגיסטים אסלאמיים הצליחו לשלוט על השבריריות הגלומה ולזייף את חומר הגלם לכלי נשק. המשטח הדוגמני של פלדת דמשק מופיע רק לאחר תהליך קירור איטי במיוחד: שיפורים טכנולוגיים אלה לא היו ידועים לנפחים האירופאים.

פלדת דמשק נוצרה מחומר גלם שנקרא פלדת ווץ. ווץ היה כיתה יוצאת דופן של פלדת עפרות ברזל המיוצרת לראשונה בדרום דרום דרום הודו ו סרי לנקה אולי כבר בשנת 300 לפני הספירה. ווץ הוצא מעפרת ברזל גולמית ונוצר בשיטת כור היתוך כדי להמיס, לשרוף זיהומים ולהוסיף חשובים רכיבים, כולל תכולת פחמן בין 1.3-11.8 אחוז ממשקלם - ברזל יצוק מכיל בדרך כלל תכולה של פחמן בסביבות 0.1 אחוזים.

אף כי נפחים ומטלורגולוגים אירופאים שניסו לייצר להבים משלהם, בסופו של דבר התגברו על הבעיות הטמונות בא עם תכולת פחמן גבוהה, הם לא הצליחו להסביר כיצד נפחים סוריים קדומים השיגו את פני השטח המסוננים ואת איכות הגמר מוצר. סריקת מיקרוסקופיית אלקטרונים זיהתה סדרה של תוספות ידועות ותכליתיות לפלדת ווץ, כמו קליפות עץ Cassia auriculata (משמש גם בשיזוף במסתרי בעלי חיים) ועלים של Calotropis gigantea (אשת חלב). ספקטרוסקופיה של ווץ זיהתה גם כמויות זעירות של ונדיום, כרום, מנגן, קובלט וניקל, וכן כמה יסודות נדירים כמו זרחן, גופרית וסיליקון, שעקבותיהם הגיעו ככל הנראה מהמוקשים ב הודו.

רבייה מוצלחת של להבים דמשניים התואמים את ההרכב הכימי ומחזיקים בעיטור המשי המושקה והפנימי דווח על מיקרו-מבנה בשנת 1998 (Verhoeven, Pendray ו- Dautsch), ונפחים הצליחו להשתמש בשיטות אלה כדי לשחזר את הדוגמאות. מאויר כאן. השכלולים למחקר הקודם ממשיכים לספק מידע על תהליכים מטלורגיים מורכבים (סטרובל ועמיתים לעבודה). ויכוח מלא חיים הנוגע לקיומו האפשרי של מבנה מיקרו "ננו-צינור" מפלדת דמשק שפותחה בין החוקרים פיטר פאופלר ומדלן דורנד-צ'ארה, אך בעיקר צינורות ננו היו מוכרך.

מחקר שנערך לאחרונה (Mortazavi ו- Agha-Aligol) על ספאוויד (המאה ה-16-17)) לוחות פלדה עבידים עם קליגרפיה זורמת היו עשויים גם מפלדת ווץ באמצעות התהליך הדמשני. מחקר (גרצי ועמיתיו) של ארבע חרבות אינדיאניות (טולארים) מהמאות ה -17 עד המאה ה- 19 מדידות העברת נויטרונים וניתוח מטלוגרפי הצליחו לזהות פלדת ווץ בהתבסס עליה רכיבים.

• דורנד-שאר, מ. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. פריז: Presses des Mines, 2007. הדפס.
• אמברי, דייויד ואוליבייה בוזיז. "מרוכבים מבוססי פלדה: כוחות נהיגה וסיווגים. "סקירה שנתית של מחקר חומרים 40.1 (2010): 213-41. הדפס.
• קוכמן, ורנר, ואח '. "Nanowires ב פלדת דמשק העתיקה. "Journal of Alloys and Compounds 372.1–2 (2004): L15-L19. הדפס.
• רייבלד, מריאן ואח '. "גילוי צינורות צינור מפלדת דמשק העתיקה. "פיזיקה והנדסה של חומרים חדשים. קצוות. קאט, דוטראן, אנמרי פוצ'י וקלאוס וונדלט. כרך א ' 127. התנהלות שפרינגר בפיזיקה: שפרינגר ברלין היידלברג, 2009. 305-10. הדפס.
• מורטזאבי, מוחמד ודאבוד אגא-אליגול. "גישה אנליטית ומיקרו-מבנית לחקר היסטורי פלדת פחמן גבוה במיוחד (Uhc), השייך למוסד הספרייה והמוזיאון הלאומי מאלק, איראן."אפיון חומרים 118 (2016): 159-66. הדפס.
• סטרובל, סוזן, רולנד האובנר, וולפגנג שייביילנר. "שילובי פלדה חדשים המיוצרים על ידי טכניקת דמשק. "פורום ההנדסה המתקדם 27 (2018): 14-21. הדפס.
• סטרובל, סוזן, רולנד האובנר, וולפגנג שייביילנר. "שיבוץ פלדת דמשק על להב חרב - ייצור ואפיון. "חומרי מפתח הנדסיים 742 (2017): 333-40. הדפס.
• ורהובן, ג'ון ד. והווארד פ. קלארק. "דיפוזיה פחמנית בין השכבות בלהבי דמשק מודגמים עם מרותך דפוסים."אפיון חומרים 41.5 (1998): 183-91. הדפס.
• ורהובן, ג'. ד, וא. ח. פנדריי. "מקור דפוס הדמשק בלהבי פלדה של דמשק. "אפיון חומרים 47.5 (2001): 423-24. הדפס.
• וודסוורת ', ג'פרי. "ארכיאומטלורגיה הקשורה לחרבות. "אפיון חומרים 99 (2015): 1-7. הדפס.
• ווסוורת ', ג'פרי ואולג ד. שרבי. "תגובה לתגובות Verhoeven בדמשק פלדה."אפיון חומרים 47.2 (2001): 163-65. הדפס.