LFG.HU

necer
RPGCimkek

Több szén volt bennük, mint a legtöbb modern acélban. A mesteri kovácsoláson kívül ez eredményezte a damaszkuszi kardok híres szívóságát, keménységét, és gyönyörű mintázatát.

… Ezek a pengek a küzdelemben különlegesen szívósnak bizonyultak.

Mechanikai kiválóságukat és gyönyörű, hullámvonalas felületi mintázatukat annak az anyagnak köszönhették, amelyből kovácsolták őket: a damaszkuszi acélnak. A keresztesek idejében a damaszkuszi kardokat és páncélokat legendás hírnév övezte.

Századokon át csodálat tárgya volt és állandó kihívást jelentett a damaszkuszi acél az európai kovácsok számára, akik hiába próbáltak előállítani a damaszknak nevezett jellegzetes felületi mintázatot.

Jean Robert Bre`ant, a párizsi pénzverde fémelemzője ismerte fel először, 1821-ben, a damaszkuszi acél lényeges metallurgiai tulajdonságát: azt, hogy különleges szívósságát, keménységét és szépségét magas széntartalmának köszönheti.

Bre`ant a damaszkuszi acél fehér területeit cementált acélnak, sötét hátterét ellenben egyszerűen acélnak nevezte. …A téma iránti érdeklődésünk a modern, ultranagy széntartalmú acélokra irányuló kutatásainkból ered. Ezek az 1-2,1% szénet tartalmazó acélok nagyon ritkán kerülnek mindennapos felhasználásra, mert túl ridegnek tartják őket.

A damaszkuszi kardokban azonban a széntartalom 1,5-2,0%. Elismerten szívós voltuk azt sugallja, hogy a magas széntartalom okozta ridegség megfelelő feldolgozással elkerülhető.

… A damaszkuszi pengek legkorábbi leírása i.sz. 540-bol származik, de elképzelhető, hogy mar Nagy Sándor idejében (i.e. 323 korul) is használták őket. Nevük nem származási helyükre utal, hanem arra a varosra, ahol az európaiak először találkoztak vele a keresztes háborúk idején. A wootz-ként ismert acélt magát Indiában készítették, s mindenfele kereskedtek vele öntvények vagy jéghoki korong méretű pogácsák formájában. A legjobb pengéket – úgy tartják – Perzsiában készítettek az indiai wootz-ból, amit pajzsok és páncélzat kovácsolására is felhasználtak. Bár a damaszkuszi acél földrajzi elterjedése általában követte az iszlám elterjedését, de a középkori Oroszországban is ismerték, ahol bulat volt a neve.

A damaszk acél `gyártása`

Mint minden más acélgyártási folyamat, a wootz gyártása is magába foglalta az oxigén kivonását a vasércből, amely tulajdonképpen vasoxid; ezután a redukált vashoz szénet adtak, ami azt erőssé tette, acéllá alakította át. A szénet faszénből, fából vagy falevelekből nyerték. A vasérc faszén keveréket kőből készült kohóban 1200 C-fokra hevítették (fújtató segítségével!). A vasércből az oxigént a faszén szénével való reakció vonta ki. A keverek faszéntartalmától függően lett a termek nagyon alacsony széntartalmú kovácsoltvas, vagy 4%-nal több szénet tartalmazó nyersvas (ez utóbbit használták az európai kovácsok). Az indiai acélkészítők vagy úgy készítettek wootzot, hogy a kovácsoltvashoz szénet adtak, vagy úgy, hogy a nyersvasból kivontak a szénet (az európaiak is kivontak a szénet, csak ők többet).

A gyártás folyamata könnyebben megérthető a kovácsoltvasból készült wootz-nál. A vas redukálásával kapott szivacsos szerkezetű anyagból a szénnyeződéseket kalapálással távolították el. Az így kapott kis fémdarabokat porrá őrölt faszénnel keverték össze egy 7-8 centiméter átmérőjű és 15 centiméter magasságú lezárt agyagedényben. A tégelyt ezután 1200 C-fokra hevítették. Ezen a hőmérsékleten a kovácsoltvas meg szilárd, de kristályai lapcentrált kockák, amelyek a vasatomok közötti hézagokba szénatomokat képesek felvenni. Így a szén fokozatosan diffundált a vasba, s egy manapság ausztenitnek nevezett ötvözet keletkezett. A szén hozzáadása csökkentette a fém olvadáspontját. Amikor a széntartalom a kovácsoltvas darabok felületén körülbelül két százalékra növekedett, a darabokon vékony fehér öntöttvasolvadék-réteg kezdett kialakulni. Az olvadt anyag jelenlétét a tégely megrázásakor hallható tocsogó hangról lehetett felismerni; ez jelezte, hogy a vasban nagyobb mennyiségű szén feloldódott.

A tégelyt ekkor nagyon lassan hűteni kezdtek. A gyakran napokig tartó fokozatos lehűlés következtében az 1,5-2%-nyi szén igen egyenletesen oszlott el az acélban. Amikor a fém hőmérséklete kb. 1000 C-fokra alá esett a szén egy része kivált az oldatból, s az ausztenit szemcsék körül cementit-, vaskarbid (Fe3C) hálót alkotott.

Mivel a lassú lehűlés következtében a szemcsék viszonylag nagyra növekedtek, a cementitháló durva volt. Végül is, ez a durva hálózat alakította ki a damaszkuszi kardok felületi mintázatát. A cementitnek azonban bizonyos negatív tulajdonságai is vannak. Bar nagyon kemény, de szobahőmérsékleten rendkívül rideg. A hálós szerkezet a ridegségét még fokozhatta volna, hiszen az a repedések terjedésének utakat biztosíthatott. A damaszkuszi kardok mégsem ridegek, éppen ellenkezőleg, szívósak voltak. A wootz azonban csak a megmunkálás után lett szívós, amikor a cementit hálózat az alapos kovácsolás hatására feltört. A damaszkuszi acélokat nyilván elég alacsony hőmérsékleten kovácsoltak pengékké.

A középkori kovács nem tudta pontosan mérni a kemence, vagy a kovácstűz hőmérsékletét, ezért az izzó fém színét használta támpontként. A jellegzetes kovácsolási tartomány az acélok esetében a fehérizzástól (1200 C-fok) a narancsizzásig (900 C-fok) terjedt, de a wootz-ot, úgy tűnik, a cseresznyeizzás (850 C-fok) és a vérvörös izzás (650 C-fok) között kovácsoltak. Magasabb hőmérséklet újra feloldotta volna a cementitet az ausztenitben. Másfelől a wootz-pogácsának 850 C-fok alatt történő kovácsolása gömbszerű részecskékre törte fel a folyamatos cementit hálózatot. A karbidszemcsék meg mindig ellátták az acél megerősítésének a feladatat, de miután már nem alkottak folyamatos hálózatot, a fém nem volt rideg. A damaszkuszi kardoknál tapasztalható, hogy alaposan kikovácsoltak az acélt; az öntécs magassága a penge kikalapálásakor kb. harmad-nyolcad részére csökkent. Egyik kísérletünkben kimutattuk, hogy az ultranagy széntartalmú acélok valóban jól kalapálhatók, nyújthatók és könnyen kovácsolhatok 850 C-fokon. Készítettünk 1,3; 1,6 és 1,9 százalékos széntartalmú öntvényeket, majd egyetlen lépésben egyharmadukra nyomtuk ezeket. Egyetlen öntécs sem mutatott semmiféle repedést. Ezzel szemben a magasabb (2,3%) széntartalom miatt ridegebb öntöttvas öntécs ugyanekkora deformáció hatására a szelei menten megrepedezett.

Az európai kovácsoknak valószínűleg azért volt olyan sok bajuk a damaszkuszi pengek készítésével – meg akkor is, ha importalt wootz-cal dolgoztak -, mert megszoktak, hogy alacsony széntartalmú, magasabb olvadáspontú acélokat formáljanak. Ezért az indiai acélt is fehérizzásban próbálták kovácsolni, amikor az részben megolvadt. Az ilyen erőfeszítésnek a valószínű eredményét írja le Breant, aki megfigyelte, hogy `fehérizzásban (a damaszkuszi acél) elmállik a kalapács alatt`.

Kovácsolás után a damaszkuszi pengéket rendszerint hőkezeléssel edzették. Az acélt úgy edzik, hogy 727 C-fok fölé melegítik (ez az a hőmérséklet, amelynél a tércentrált ferrit elkezd lapcentrált ausztenitté átalakulni), majd vízbe vagy más folyadékba mártva gyorsan lehűtik. Ha az ultranagy széntartalmú acélokat lassan hűtik le, az ausztenites állapotból az ausztenit – akárcsak a wootz készítésekor – perlitté alakul át: szénszegény ferritből és szénben gazdag cementitből álló rétegek váltakoznak benne. Ha azonban az acélt fürdőben gyorsan lehűtik, az ausztenit nem alakul perlitté. A vaskristályok tércentrálttá válnak, de kocka alakúból tetragonálissá torzulnak. Ez a martenzitnek nevezett szerkezet meg mindig tartalmaz szénatomokat, ennélfogva kemény.

… Modern metallurgiai elméletek szerint általában is igaz, hogy a legkeményebb és a legszívósabb acélok szemcsei és alkotórészei a legfinomabb eloszlásúak.

Ironikusnak látszik, de igaz lehet, hogy a damaszkuszi kardok közül azok voltak a legjobbak, amelyekről hiányzott a jellegzetes damaszk mintázat. A középkori kovácsok számára a jellemző felületi mintázat kétségkívül minőségellenőrzésre szolgált. Egyrészt a damaszk sávozottság volt a bizonyítéka a magas széntartalomnak, ami szilárddá tette a penget, másrészt a jól kovácsolt szerkezetet tanúsította, amelynek szívósságát köszönhette. A damaszk mintázat csak akkor látható, ha az acélban a cementit részecskék eléggé durvák és eléggé egyenlőtlen az eloszlásuk. Az olyan penge, amelynek a mikrostruktúrája mar olyan finom, hogy szabad szemmel mar nem is látható, meg szilárdabb és meg szívósabb.

Hát ennyi lenne. A mintázatát megpróbálom elküldeni egy másik levélben.

Miki


A szerző más irásai
Hozzászólások

A hozzászóláshoz be kell jelentkezned.
 

» Ugrás a fórumtémához