Şam çeliğinden bıçak yapma süreci. Şam, şam çeliği, wootz - teknoloji Evde çelik yapımı

Bugünkü yazımızda Şam çeliğinden iyi ve güçlü bir bıçak yapma teknolojisine bakacağız. Bıçak geleneksel tarzda, yani dövülerek yaratılmıştır. Burada bir demirhaneye, bir örse, bir çekice ve çok fazla sabra ihtiyacınız olacak.

Şam çeliğinin özelliği, üretimi sırasında farklı metal türlerinin dövme yoluyla karıştırılmasıdır. Önce plakalar hazırlanır, ardından kaynak yapılır, ısıtılır ve ardından iş parçası her türlü metali karıştırmak için bükülür.

Bıçak sağlığa tehdit oluşturabileceğinden dolayı ruh sağlığı yerinde olmayan kişilere verilmemelidir.

Bıçak yapmak için malzemeler ve aletler:

Malzemelerden:
- en az iki kalite çelik levhalar (yüksek karbon içeriğine sahip çelik kullanılması tavsiye edilir, daha sonra iyi sertleştirilebilir. Yazar iki tür çelik kullanmıştır, 1095 ve 15n20);
- akı (boraksa ihtiyacınız olacak, onu bir hırdavatçıdan satın alabilirsiniz);
- uzun bir çubuk (iş parçasının fırında ısıtılmak üzere kaynaklanabilmesi için gereklidir);
- seçtiğiniz herhangi bir ahşap;
- epoksi yapıştırıcı (tercihen çabuk kuruyan);
- pirinç perçinler;
- keten tohumu yağı veya diğer ahşap emprenyesi;
- çeliğin sertleştirilmesi için bitkisel yağ;
- Demir klorür.

Adım bir. Boşlukları topluyoruz
Bu aşamada yazar boşlukları hazırlar. Plakaları istenilen uzunlukta kesmek gerekir, yazar için bu 7,6x1,2 cm'dir İş parçası ne kadar büyük olursa, ondan bıçak dövmenin o kadar zor olacağını hesaba katmak önemlidir. Kaynak öncesi alanlar pas ve kireçten iyice temizlenmelidir. Plakalar alternatif metallerle istiflenir.

İkinci adım. İş parçasını fırına gönderiyoruz
Artık iş parçası ilk ısıtmaya ve ilk dövmeye tabi tutulur. Yazar bir gaz silindirinden ev yapımı bir korna yaptı. İç kısım refrakter çimento ve koalin yünü ile kaplanmıştır. Demirhanenin boyutu küçük olduğundan istenilen sıcaklıklara kolaylıkla ısınabilir.

Daha sonra iş parçası dövme sıcaklığına kadar ısıtılır, yazara göre bu 1260-1315 o C civarındadır. Metal parlak sarı veya turuncu renkte olmalıdır. İş parçasını çıkarmadan önce, metal soğuduğundan ve kaybedecek zaman olmadığından elinizde zaten bir örs ve çekiç olduğundan emin olmanız gerekir.

Sonuç olarak, dövülerek iş parçası bükülebilecek şekilde gerilir.

Adım üç. Çelik karıştırma
Bu adımda iş parçası birçok kez ısıtılır ve dövülür; bu ne kadar çok yapılırsa metal o kadar iyi karıştırılır. Öncelikle iş parçasının uzunluğu eskisinin iki katı olacak şekilde dövülmelidir. Metali mümkün olduğunca eşit bir şekilde germeniz gerekir. Daha sonra ortada bir keski kullanılarak bir çentik açılır ve iş parçası ikiye katlanır. Bundan sonra tekrar ısıtılır ve iki plaka homojen hale gelinceye kadar dövülür. Toplamda yazar metali 4 kez katlayarak 112 katman elde etti.
Birden fazla katmanı yapıştırırken her zaman boraks kullanmak ve tortuları temizlemek önemlidir.

Katmanları hesaplama formülü şu şekildedir: başlangıç ​​miktarı * 2 üzeri katlama sayısının kuvveti, yani 7 * 2^4 = 112).

Son olarak iş parçası yeniden dövme sıcaklığına ısıtılır, örs oluğuna kenar yönünde yerleştirilir ve spiral şeklinde bükülür. Daha sonra bu spiralin tekrar dikdörtgen şeklinde dövülmesi gerekiyor. Son olarak iş parçasının bir veya daha fazla kenarını zımparalayarak katmanların eşit olmasını sağlayabilirsiniz.

Adım dört. Ana profili dövme
Bu aşamada yazar bıçağın ana profilini dövme yaparak oluşturur. Bu aşamada bıçağın eğimlerini de ayarlayabilirsiniz, böylece daha sonra bir öğütücü veya eğe ile daha az çalışmak zorunda kalacaksınız ki bu ikinci durumda çok üzücü.

Sertleştikten sonra çeliğin kırılganlaşmaması için tavlanması gerekir. Bunu yapmak için iş parçası 205 derecelik bir sıcaklıkta fırına yerleştirilir ve bir saat ısıtılır. Daha sonra yavaş yavaş soğumasına izin verilmelidir.

Yedinci adım. Bıçak aşındırma
Kazındığında bıçak karakteristik bir desen alır. Bütün bunlar elektrik kullanılmadan kimyasal olarak gerçekleşiyor. Ferrik klorür talimatlara göre hazırlanmalıdır, yazar için üç kısım su ve bir kısım ferrik klorürdür. Tutma sadece 3-5 dakika sürer.

Ünlü Şam çeliği. Bu muhteşem bıçakların özellikleri nelerdi? Antik teknolojinin sırrı nedir? Şam, kendi dönemi için yüksek mukavemetli metal ve yeni teknolojinin yaratılmasında devrim niteliğinde bir atılımdı. İpek atkıyı kesen efsanevi kılıçlar olağanüstü keskinliğe sahipti. Bu bir efsane değil mi? Yirmi birinci yüzyılın demirhanesi geleneksel teknolojinin alanıdır. Yaratılış prensibi yüzyıllardır değişmedi. Bu üretimin ana unsurları: açık ateş, çekiç, örs, demirci becerisi. Demircilik mesleğinde yeni zamanların habercisi ham maddelerdir. Eskiden zanaatkârlar cevheri kendileri çıkarır, sonra onu metale dönüştürürlerdi. Modern demirciler, kural olarak çeliği alaşım katkı maddeleri ile çalıştırırlar. Bu yabancı maddeler metale bireysel özelliklerini verir.

Şam çeliğinin diğer tüm alaşımlara üstünlüğü yaygın bir efsanedir. Bilim adamları bunun on dokuzuncu yüzyılın başlarındaki yazarların hayal gücünün bir ürünü olduğuna inanıyor. O dönemin tarihi romanlarında Şam bıçaklarının mucizevi özellikleri vardı. Tereyağı gibi kesiyorlar. Tarihçiler ve metal bilimciler bu efsaneleri yalanlıyor. Antik Şam'ın modern çeliğe dayanması pek mümkün değildi. Ancak kimyasal bileşimi biraz daha basitti ve içinde kullanılan çelikler o kadar da ilginç değildi. Günümüz ustalarının yarattığı "Şam", kural olarak, başlangıçta iyi özelliklere sahip yüksek mukavemetli çeliklerin kullanılmasıdır.

Bununla birlikte, zamanının "Şam"ı gerçekten de yüksek gücü ve esnekliği ile öne çıkıyordu. Bu kombinasyon Şam çeliğini mükemmel bir silah haline getirdi. İşin sırrı özel bir alaşımdadır.

Saf haliyle demir çok yumuşak bir metaldir ve uygun değildir. Bu nedenle insanlar alaşımları kullanırlar - demirin diğer kimyasal elementlerle bileşikleri. Bu bileşiklerin önemli bir bileşeni karbondur. Alaşımın sertliğini verir. Örneğin, genellikle bir çivide karbon, toplam metalin yüzde birini (%0,06-0,16) içerir. Demiryolu raylarında ise %0,5 ila %0,7 arasındadır. %2,14'ten az karbon içeren demir alaşımlarına çelik denir. Özel ısıl işlemden sonra bir başka önemli kalite kazanır - elastikiyet.

Şam üretim teknolojisinin ana sırrı, farklı karbon içeriğine sahip alaşımlardan oluşan çok katmanlı bir boşluktur. Şam çeliği tarihteki ilk kompozit yani kompozit malzemelerden biridir. “Şam”, iki, üç veya daha fazla çelik tabakasının basınçla bir araya getirilmesini içeren difüzyonu içeren bir kaynak teknolojisidir. Paketin karbonca zengin çeliklerden oluşan ana kısmı Şam'a özel sertlik kazandırıyor. Gelecekteki ürünün esnekliğinin kaynağı alaşım katkı maddeleri ve demirdir. Böylece, çok yüksek ve çok düşük karbon içeriğine sahip alternatif metal katmanları yeni malzemeye sertlik, esneklik ve darbe dayanımı (darbe yüklerine karşı direnç) kazandırdı.

Bu kokteylin izleri çıplak gözle görülebilmektedir. Şam bıçağının karakteristik deseni, karbonun eşit olmayan dağılımının optik etkisidir. “Şam”ın kendine has bir “yüzü”, kendine has tasarımı, demirden kendine has güzelliği var. Homojen malzeme, renkli bile olsa o kadar ilginç değil. Kural olarak, boyanır veya bir tür görüntü oluşturulur.

Belirli bir Şam çeliği bıçağın yüksek nitelikleri ilk aşamada belirlenir. Bir “paket” oluşturmak için mükemmel bir tarif yoktur. Kaynak malzemelerin seçimi, oranları, kombinasyon ilkesi, eski zamanlarda bu sürecin unsurlarından herhangi biri ustanın sırrıydı, silahlarının üstünlüğünün temeliydi.

Şam çeliğinden yapılmıştır; her avcı için gurur kaynağıdır. Üretim teknolojisi sayesinde böyle bir alet en sert doğal malzemeleri ve kumaşları keser. Avantajını iyi koruyor. Ancak bu ustaların ürünü nadiren amacına uygun olarak kullanılmaktadır. Çelik işlerinin ana işlevi dekoratiftir.

Bunu yapmak için kendiniz küçük bir taş soba yapabilirsiniz. Tüm prosedür fazla zaman almayacak ve böyle bir sobayı uzun yıllar kullanabilirsiniz, özellikle de Şam çeliği ve ondan bıçak yapma süreci sizi büyülüyorsa.

Demir cevheri ve sıradan hazırlayın. Taş ocağını alın. Demir cevheri ve odun kömürünü karıştırın, malzemeleri bir taş ocağına yerleştirin ve en az 1100-1200 dereceye kadar ısıtın. böyle bir ısıtma ile oksijen açığa çıkacak ve azalacak ve odun kömürü ile reaksiyon sonucunda süngerimsi homojen bir kütle oluşacaktır.

Fırından çıkarın ve soğumaya bırakın. Ortaya çıkan sünger demirdeki tüm yabancı maddeleri dövme yoluyla sıkın. Bu adımların sonucunda karbon içeriği çok düşük olan küçük bir ferforje parçası elde etmelisiniz. Elde edilen demir parçalarını ısıtmak için kilden bir kap hazırlayın; kapalı bir kil potasında ısıtmak mükemmel bir seçenek olacaktır.

Potayı soğutun; bu yavaş yavaş, yavaş yavaş, soğutulmuş bir fırında belirsiz bir süre bırakılarak yapılmalıdır. Ortaya çıkan külçeyi çıkarın.

Ortaya çıkan malzemeden (külçe) bir bıçak yapın. Bunu yapmak için, külçeyi en az 650 dereceye kadar ısıtın (plastik hale gelecektir) ve dövün, ardından istenen sonucu elde ettikten sonra, sertleştirmek için elde edilen bıçağı su veya tuzlu suyla hızla soğutun.

Konuyla ilgili video

Kaynaklar:

• Evde Şam çeliği

Bulat, benzersiz üretim tekniği sayesinde artan elastikiyet ve sertlik sağlayan özel bir yüzey yapısı kazanan bir çeliktir. Antik çağlardan beri, bu malzeme yüksek kaliteli kenarlı silahların üretiminde kullanılmıştır, çünkü modern malzemeler benzer bir sertlik, esneklik, kenar tutma yeteneği ve dövülebilirlik kombinasyonuna sahip değildir.

Talimatlar

Kimyasal parametreler açısından şam çeliği, bileşimindeki yüksek karbon içeriği bakımından sıradan çelikten farklıdır, ancak fiziksel özellikleri açısından şam çeliği, düşük karbonlu çeliğin karakteristik dövülebilirlik özelliklerini korur ve metalin sertleştirilmesinden sonra olur. Şam çeliğinin iç yapısından dolayı düşük karbonlu metalden bile daha serttir. Görünüşe göre şam çeliği, kristalleşme sırasında oluşan yüzeyde kaotik bir desenin varlığı nedeniyle her zaman ayırt edilebilir.

Şam çeliği oluşturmanın hem modern hem de geleneksel birçok yolu vardır. Bugün şam çeliği eritiliyor. Çelik eritme fırınını şam çeliği bileşenleriyle yükleyin: yaklaşık 1650 derecelik sıcaklıklarda eriyen düşük karbonlu çelik veya demir. Daha sonra erimiş metale ekleyin.

Herhangi bir uygar kişi, efsanevi silah çeliklerinin (Şam, şam çeliği ve wutz) özelliklerini en azından kulaktan dolma bilgilerle bilir. Bunlar metalurji mesleğinin ustalarının eşsiz yeteneklerinin kanıtıdır.

Bu muhteşem alaşımların sırrı nedir, kim üretti, ne zaman ve nasıl işledi? Görünüşe göre modern bilim bu soruların cevaplarını bulmuş.

"Metalurji ve Zaman" ansiklopedisinden yayın serisinin devamı.

Serinin önceki makaleleri:




, )

"Dökme ütüleme" ve "çelikleştirme"

Dövme kaynağı sırasında kırılmış dökme demirin toz olarak kullanılmasıyla yüksek karbonlu katmanlara sahip bir metal yapı elde edilebilir.

Kaynak sıcaklığında, dökme demirdeki karbon anında kireçle birleşerek oksijeni yok eder. Sonuç olarak, kireç yerine karbondioksit ve indirgenmiş demir oluşur ve bunlar, sıvı dökme demirin karbonuyla temas ederek hemen karbürlenir. Bu durumda dökme demir, kaynak sıcaklığında eridiği ve karbonun çözünmüş, kimyasal olarak daha aktif bir formda olduğu için kömürden daha verimli bir karbon kaynağı görevi görür. İş parçasının yüzeyine yayılan sıvı dökme demir, onu kireçten temizler, aynı zamanda karbonunu kaybeder ve bunun sonucunda sertleşir. Sonraki dövme sırasında, sıvı dökme demirin bir kısmı sıkıştırılır, ancak oldukça sert, karbonu tükenmiş dökme demir ve yüksek karbonlu çelikten oluşan ince tabakalar kalır.

Paketin daha fazla dövülmesi, yüksek karbonlu katmanların erimemesi için biraz daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir, bu nedenle bazı silah ustaları, paketi kaynaklamadıklarını, ancak dökme demir ile "lehimlediklerini" söylüyor. Bir metalin yüzeyinin erimiş dökme demir ile karbürlenmesine "dökme ütüleme" veya "su verme" adı verilir. Sonuç, viskoz demir, çelik ve son derece sert beyaz dökme demirden oluşan bir alternatif katmandır; Şam çeliğinin “nihai” versiyonu. Klasik Japon bıçak yapma yöntemi tam olarak molibden içeren demir, çelik (bazı kaynaklara göre Çin'den ithal edilmiştir) ve kırılmış dökme demirin kullanılmasıydı.

Dökme çelik dövme

İki tür silah çeliğinin (döküm ve kaynaklı) tarihsel bir arada bulunması, iki dövme teknolojisine karşılık geliyordu. Dövme işleminden önce boş Wutz'un küçük bir kütleye (1 kg'dan fazla olmayan) sahip olduğu bilinmektedir.

Orijinal iş parçasının hafifliği, ustaların ürünün ısınmasını hızlandırmasına ve daha sonraki dövme işlemleri için parçaların yerel ısıtılmasından geniş ölçüde yararlanmasına olanak sağladı.

Wootz'un yüzeyinde ortaya çıkan mikrofiberlerin durumuna yakından bakarsanız, karmaşık dövme tekniklerinin kullanılması sonucunda yalnızca "girdaplarını" değil, aynı zamanda parçalanmalarını da görebilirsiniz. Bu durum, daha önce kırma için uygun koşullara getirilmiş lifler üzerinde güçlü bir "tek seferlik" etkinin dövülmesinin belirli bir aşamasında uygulandığını gösterir. Görünüşe göre, şam çeliğinin nihai kalitesi ve olağanüstü özelliklerinin tamamı üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olan bu dövme işlemiydi.

Aynı zamanda birçok uzman, şam çeliğinin doğru şekilde dövülmesinin koşulunun "kademeli" olduğunu belirtiyor. Dövme ne kadar yavaş olursa şam bıçağının kalitesi de o kadar yüksek olur. Çok sayıda ısıtma gerektiren düşük sıcaklıklarda dikkatli dövme, desenlerin kontrastının artmasına neden olur. Isıtıldığında, küçük karbürler ve büyük karbürlerin keskin kenarları çözülür ve daha sonra soğutulduktan sonra, yüksek karbonlu güçlü bir fiberde büyük parçacıkların yüzeyinde karbon yeniden salınır. Bu nedenle başlangıçta bulanık olan desen keskinlik ve kontrast kazanır.

Şam dövme

Heterojen Şam'da makro yapının türü bıçağın özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Farklı ülkelerde düzinelerce ve belki de yüzlerce kalitede kaynak çeliği geliştirilmiştir. Bu kadar çokluğa rağmen tüm bu çeşitler, oluşum prensibine göre “yabani”, “damgalı” ve “bükülmüş (Türkçe)” olmak üzere birkaç gruba ayrılarak sıralanabilir.

Şam'ın "vahşi" deseni, basit el dövmesi sonucu metalin rastgele karıştırılmasıyla oluşuyor. En iyi ustalar, "damgalı" Şam'dan düzenli bir desenle bıçak dövmeyi tercih ettiler. Desen, Almanya'da özel bir damga uygulanarak oluşturulma yöntemine dayanarak "damga" olarak adlandırıldı - boş bıçak ağzına kesin olarak sıralanmış bir kabartma damgası, bunun sonucunda dövme sırasında katmanlar belirli bir şekilde çarpıtıldı. emir. Bu durumda oluşan birkaç desen türü vardır: kademeli, dalgalı, eşkenar dörtgen (örgü) ve halkalı. Kademeli desen, bıçak boyunca uzanan nispeten dar çizgi şeritleriyle karakterize edilir.

Desen geliştirme şeması (a) ve damga şam yapımı için ana topuk türleri (b)

Yaygın bir “damga” deseni türü, iki çeşidi olan eşkenar dörtgendir. Bunlardan biri, iş parçasının yüzeyinin bir keski ile çapraz olarak kesilmesiyle elde edilir, bu nedenle desen, "vahşi" Şam'dan yapılmış bir bıçağın üzerine atılan ipliklerden dokunmuş bir ağ gibi görünür. Buna göre desene “örgü” adı verilir. İkinci çeşit, Almanya'da “küçük güller” olarak adlandırılan bir desendir. Açık eşmerkezli eşkenar dörtgenler biçimindedir ve piramidal çıkıntılara sahip bir damga ile damgalanmıştır. Halkalı tipteki "damga" desenine ABD'de "tavus kuşu gözü" denir, ancak daha çok "tavus kuşu kuyruğuna" benzer, çünkü çok sayıda eşmerkezli daire bıçak üzerinde net bir sırayla düzenlenmiştir.

"Türk" veya "pembe" şam

“Türk” şam deseni özellikle güzel kabul ediliyor. Yani XVII-XVIII yüzyıllarda. Avrupa'da yerel kaynak metali çeşitlerinden Doğu'dan getirilen kılıçları gördüklerinde bu isimle anılmıştır. Deseninin gül çiçeklerine benzerliğinden dolayı diğer adı “pembe” damaskodur.

“Türk” Şam'ın ayırt edici bir özelliği, bıçakların önceden sıkı bir şekilde bükülmüş heterojen metal çubuklardan dövülmesiydi. Desenlerin son derece çeşitli ve tuhaf olduğu ortaya çıktı. 1829'da yayınlanan “Türk Tipi Şam Bıçakları Üzerine” kitabının yazarı Berualdo Bianchini şunları yazdı: “... bugün Şam bıçakları oluşturmak için kullanılan kütle, tamamen sıradan bıçakların yapımında kullanılanla tamamen aynıdır, yani . ikiye bir oranında çelik ve demirin düzgün bir karışımı.

Bükümlü Türk damaskosunda desen gelişim aşamaları

İki kez rafine edilmiş işlenmemiş parçaların bir şerit halinde çekilmesi ve ardından bıçağın iki kalıp arasında dövülmesi, normal bir bıçağın imalatında olduğu gibi gerçekleşir. Tek fark, şam damgasının bıçağa aktarılması tavsiye edilen çeşitli kabartmalarla donatılması gerektiğidir. Çekiçli dövmede, birbirini izleyen çelik levhalar ve bıçağın demiri kalıbın girintilerine bastırılır, bu da girintilere veya kabartmalara neden olur ve bunlar daha sonra kesildiğinde istenen deseni üretir.

Silah çeliğinin sertleştirilmesi

Şam çeliği ürünlerine yönelik ısıl işlem rejimleri her zaman araştırmacıların yakın ilgisini çekmiştir. Yüzyılların derinliklerinden gelen en fazla sayıda efsane ve gizemle çevrili olan, üretim teknolojisinin bu aşamasıdır.

Ve nispeten yakın zamanlarda, örneğin 19. yüzyılda, birçok metalurji uzmanı şam çeliğini sertleştirme yöntemlerine büyük önem verdi ve hatta bunları şam çeliğinden silah yapmanın ana sırları olarak gördü.

O zamanlar metalin neden daha da güçlendiğini ve sertleştiğini kimse açıklayamıyordu, ancak pek çok sertleştirme tarifi vardı: neredeyse her ustanın kendi sırrı vardı.

Söndürme ortamı olarak hem kaynak suyunun hem de maden kaynaklarından elde edilen suyun yaygın olarak kullanıldığı bilinmektedir. Suyun sıcaklığı ve içinde çözünen tuzlar, ürünlerin soğuma hızı üzerinde büyük etkiye sahipti, bu nedenle suyun alındığı yer ve sertleşme sırasındaki sıcaklığı kesinlikle gizli tutuldu. Yüksek karbon içerikli çelikten yapılmış bıçakların soğuk suda sertleştikten sonra darbeden kolayca kırılması nedeniyle İran'da ıslak kanvas üzerinde kenarlı silahlar sertleştirilmeye başlandı. Isıl işlemden önce bıçağın, ısı yalıtımı için çeşitli yabancı maddeler içeren kalın bir özel kil tabakası ile kaplandığı iyi bilinen bir sertleştirme yöntemi vardır. Bileşim yalnızca suda sertleştirilmek üzere bıçaktan çıkarıldı. Her atölyede ortaya çıkan "sınır belirleme" çizgisine, bıçaklı silahı yapan ustayı ayırt etmenin mümkün olduğu benzersiz bir özgün tasarım verildi.

Kızıl saçlı çocuğun sidiği ve genç kölenin kalçası

Metalurji uzmanları çeliğin sudan daha hızlı soğuduğu ortamları aradılar ve bulmayı başardılar. Böylece idrar ve diğer tuz çözeltileri, sıcak metalden ısıyı en soğuk suya göre daha hızlı alır.

Bu özelliği fark eden ortaçağ metalurjistleri çeşitli sertleştirme seçenekleri geliştirdiler ve bazen önemli başarılar elde ettiler. Theophilus, “cam ve yumuşak taşları” kesen çeliğin tavlanmasını şöyle anlatıyor: “Üç yaşında bir koç alıp onu bağlıyorlar ve üç gün boyunca ona hiçbir şey yemiyorlar. Dördüncü gün sadece eğrelti otu ile beslenir. İki gün boyunca böyle bir beslemeden sonra, ertesi gece koç, alt kısmında delikler açılmış bir fıçıya yerleştirilir. Bu deliklerin altına koyun idrarının toplandığı bir kap yerleştirilir. Bu şekilde iki veya üç gece boyunca yeterli miktarda toplanan idrar uzaklaştırıldı ve alet, adı geçen koyun idrarında sertleştirildi." Şam bıçaklarının, oğlunu emziren bir annenin sütünde, kızıl saçlı bir çocuğun idrarında, üç yaşında bir kara keçinin vb. idrarında temperlendiğine dair efsaneler vardır.

Efsaneye göre, Eski Suriye'de bir bıçak şafağın rengine kadar ısıtıldı ve genç bir kölenin kalçasına 6 kez saplandı. Bir domuzun, koçun veya buzağının vücudunda soğutularak çeliğin bu şekilde sertleştirilmesi için bilinen yöntemler vardır. Şam'da kılıç bıçakları yükselen güneşin rengine kadar ısıtıldı ve öldürülen Nubyalı bir kölenin kanıyla sertleştirildi. Ve işte Küçük Asya'daki tapınaklardan birinde keşfedilen ve 9. yüzyıla kadar uzanan bir hançeri sertleştirme tarifi: “(bıçağı) çölde doğan güneş gibi parıldayana kadar ısıtın, sonra rengi değişene kadar soğutun. Kraliyet moru, kaslı bir kölenin vücuduna dalıyor. Kölenin hançere dönüşen kuvveti, metale sertlik verir.”

Eski demirciler, sertleşme için ısıtma döneminde metali oksidasyondan korumanın yollarını da biliyorlardı. Demirci boğa boynuzlarını aldı, ateşte yaktı, elde edilen küllere tuz karıştırdı ve bu karışımı ürünlerin üzerine serpti, daha sonra ısıtılıp su veya domuz yağıyla sertleştirildi.

Dökme Çeliğin Gizemi

Paradoksal olarak, insan şam çeliğinin özünü, benzersiz özelliklerinin doğasını ve üretim teknolojisinin özelliklerini henüz tam olarak anlayamamıştır. Ve bu, uzun süre şam çeliğinden yapılmış ürünleri kullanmasına, onu geliştirmesine, imalat sırlarını kaybetmesine ve tıpkı 19. yüzyılın ortalarında yaptığı gibi şam çeliğinin sırlarını yeniden ortaya çıkarmasına rağmen. Rus metalurji uzmanı P.P. Anosov.

P.P. Eserlerinde, aldığı şam çeliğinin en iyi Asya şam çeliğinden aşağı olmayan yüksek niteliklerine defalarca dikkat çeken Anosov, Hint wootzunun sırrını açığa çıkardığını asla söylemedi; Üstelik o zamanlar yerleşik olan "Şam çeliği" konseptini terk etti ve yeni bir kavram olan "Rus şam çeliği"ni öne sürdü.

Bir demircinin oğlu olan Michael Faraday da dahil olmak üzere pek çok önde gelen Avrupalı ​​bilim adamı, dökme silah çeliğinin sırrını çözmeye çalıştı. 1819'da dökme çelik örneklerini inceledi ve olağanüstü özelliklerinin az miktarda silikon ve alüminyum varlığından kaynaklandığı sonucuna vardı. Bu sonucun hatalı olduğu ortaya çıksa da, Faraday'ın makalesi, Paris Darphanesi Tahlil Memuru Jean Robert Bréant'a çeliğe çeşitli elementler kattığı bir dizi deney yapması için ilham verdi. Dökme silah çeliğinin alışılmadık mukavemetinin, dayanıklılığının ve görünümünün yüksek karbon içeriğinden kaynaklanması gerektiğini ilk kez 1821'de öneren Bréant'tı. Yapısının koyu bir arka plan üzerinde karbürlenmiş çelikten açık alanlara sahip olduğunu buldu ve buna kısaca çelik adını verdi.

Zaten iyi bilindiği gibi, süper erdemlerin ve kutsal sırların efsanevi havasıyla çevrelenen şam çeliğinden eski silahların üretimi, Hint wutz'undan gerçekleştirildi. İran ve Suriye pazarlarına ikiye kesilmiş dökme çelikten bir "pasta" şeklinde tedarik edildi. Wootz'un karbon içeriği çok yüksekti. Böylece, P.P.'nin emriyle gerçekleştirilen wutz'un kimyasal analizi. Anosov, ağırlıkça %1,7-2,0 oranında bir karbon içeriği gösterdi. ve dahası.

Hint Wutz ham maddesinin çapı yaklaşık 12,5 cm, kalınlığı yaklaşık 1 cm ve ağırlığı yaklaşık 1 kg idi. Buna ek olarak Wutz külçelerinin, bitmiş bıçaklardaki desenden farklı, kendine özgü desenleri vardı. Uzmanların çoğuna göre en iyi kılıçlar 7.-12. yüzyıllarda dövülüyordu. Hint bıçağının bıçağı keskinleştikten sonra inanılmaz derecede yüksek kesme kabiliyeti kazandı. İyi bir bıçak, gazlı bezi havada kolayca kesebilirken, en iyi çelikten yapılmış modern bıçaklar bile yalnızca kalın ipek kumaş türlerini kesebilir. Doğru, sıradan bir çelik bıçak wootz sertliğine kadar sertleştirilebilir, ancak cam kadar kırılgan olacak ve ilk darbede parçalara ayrılacaktır.

Ne yazık ki, Eski Hindistan'da eritmenin sırrını ve bıçak yapma teknolojisini o kadar dikkatli sakladılar ki sonunda onları tamamen kaybettiler. Zaten 12. yüzyılda. mesela taban ne Hindistan'da, ne Suriye'de, ne de İran'da yapılamazdı. Şu anda dünyada tek bir zanaatkar veya şirket, örnekleri hala Avrupa'daki bazı müzelerde korunan en iyi Hint çeliği türlerini yeniden üretemez. Müstahzarları için geniş bir pazarın varlığında Hint wootz'u üretmenin sırlarının kaybı, wootz üretme teknolojisine sahip olan sınırlı sayıda zanaatkarın yanı sıra, teknolojinin zamanı, verimi ve tekrarlanabilirliği açısından oldukça yüksek verimlilik göstergelerine işaret ediyor. wootz üretmek için. Bunu hesaba katarak aşağıdakileri varsayabiliriz: Bir Hint wootz külçesi üretme teknolojisi oldukça basitti (muhtemelen olması gerektiği gibi, aksi takdirde onu bu kadar dikkatli bir şekilde saklamaya değerdi) ve formdaki şekil O uzak zamanlarda, bitmiş yarı ürünü temsil etmenin tek doğru yolu yassı bir pastaydı.

Orta Çağ'da, belirli bir bıçağın avantajlarını belirlerken, gerçek ustalar şam çeliğinin deseninin kabalığını (liflerin genişliği), kabartmanın doğasını, örgüyü ve lif sayısını, kazınmış arka planın rengini değerlendirdiler. Bıçağın rengi ve renk tonları, vurulduğunda bıçağın çıkardığı sesin yüksekliği ve süresi, esnekliği vb. Bu kalite kontrol kriterlerinin, özellikle bıçağın kesme özellikleri hakkında bilgi sağlayarak derin bir anlama sahip olduğu büyük ölçüde açık görünüyor. Yüksek karbonlu liflerin genişliği, yalnızca şam çeliği üretmek için kullanılan yöntemi değil, aynı zamanda bıçağın kesme özelliklerini, esnekliğini ve kendiliğinden keskinleşme yeteneğini de karakterize ediyordu.

Şam çeliği bıçağın keskinleştirilmesi ve parlatılmasından sonra, bileşenlerinin kenarın uzunluğu boyunca değişen sertliği ve aşınma direnci nedeniyle kesici kenarının zaten tırtıklı bir kabartmaya sahip olduğu açıktır. Her bir yüksek karbonlu şam çeliği elyafının, kesme kenarına ulaştığında belirli bir eğrilik profiline sahip olduğunu dikkate alırsak - bıçağın kesme kabiliyetini önemli ölçüde artıran bir faktör, o zaman eski ustalar basitçe değerlendirmek zorunda kaldılar bıçağın kesici kenarına ve sapına göre liflerin yönü.

Şam çeliğinin doğasını kesinlikle bilimsel olarak açıklayan ve onu bu şaşırtıcı çeliğin özellikleriyle ilişkilendiren ilk kişi, seçkin Rus metalurji uzmanı Dmitry Konstantinovich Chernov'du. Çeliğin sertleştiğinde iki farklı demir ve karbon bileşiğine ayrıldığına inanıyordu; bu bileşimler "bıçaklar için bu tür çeliğin amacında çok önemli bir rol oynuyor: sertleşme sırasında daha sert olan madde güçlü bir şekilde sertleşir ve diğer madde zayıf kalır." sertleştirilmiştir, ancak her iki madde de ince tabakalar olduğundan ve lifler birbirine sıkı sıkıya bağlı olduğundan, sonuç hem büyük sertliğe hem de yüksek viskoziteye sahip bir malzemedir. Böylece şam çeliğinin diğer yöntemlerle hazırlanan en iyi çelik kaliteleriyle kıyaslanamayacak kadar üstün olduğu ortaya çıktı.”

Efsanevi kompozit

Yani şam çeliği kompozit bir malzemedir. Bu tür materyalleri yaratma fikrinin insan tarafından doğadan ödünç alındığını belirtelim.

Birçok doğal yapı (ağaç gövdeleri, insanların ve hayvanların kemikleri ve dişleri) karakteristik bir lifli yapıya sahiptir. Nispeten plastik bir matris maddesinden ve lif formunda daha sert ve daha dayanıklı bir maddeden oluşur. Örneğin ahşap, ahşaba yanal sertlik kazandıran bir organik madde (lignin) matrisi ile bağlanan, boru şeklinde bir yapıya sahip yüksek mukavemetli selüloz elyaf demetlerinden oluşan bir bileşimdir. İnsan ve hayvanların dişleri sert ve sert bir yüzey tabakası (mine) ve daha yumuşak bir çekirdekten (dentin) oluşur. Hem mine hem de dentin, yumuşak bir organik matris içine gömülü iğne şeklinde inorganik hidroksilapatit mikrokristalleri içerir.

Artık şam çeliğinin tesadüfen olmadığını ve sanıldığından çok daha erken keşfedildiğini güvenle söyleyebiliriz. Bronz Çağı metalurjistleri, bronz külçelerin balıksırtı yapısına dikkat etmeden duramadılar. Aynı balıksırtı yapısına sahip ilk demir külçeyi alan antik ustalar, muhtemelen onu bronz gibi dövmeye başladılar. Tabii ki dağıldı. Ancak bu, eski metalurjistleri durdurmadı ve bir süre sonra deneyim kazandıktan sonra bir çözüm bulmayı başardılar.

Şam çeliğinin benzersizliği, temelde yeni bir kompozit malzeme sınıfını temsil etmesi gerçeğinde yatmaktadır. Şu anda aralarında lifli, katmanlı ve dispersiyonla güçlendirilmiş tanımlamaların yapıldığı bilinen ve bilimsel olarak tanımlanmış doğal ve yapay kompozit türlerinin hiçbirine atfedilemez. Şam çeliğinin özel özellikleri, elyafların ve matrisin ortak termomekanik işlenmesi ve ardından kompozitin bireysel bileşenlerinin ve bunlarda meydana gelen işlemlerin karşılıklı etkisi yoluyla termal sertleşmesinin bir sonucu olarak elde edilir.

Sonuç olarak, belirli koşullar altında homojen bir eriyikten desenli bir külçe elde edilebileceğini not ediyoruz. Bu, boyutu birkaç milimetreye ulaşabilen büyük kristal taneciklerinin büyüdüğü, yüksek karbonlu bir alaşımın yavaş kristalleşmesiyle elde edilir. Bu dendritik kristallerin sınırları boyunca karbürler salınarak bir sementit ağı oluşturulur. Bu kadar iri taneli bir metalin düşük sıcaklıklarda dövülmesi, katı bir sementit ağının küçük parçacıklara bölünmesini ve gözle görülebilen bir desen oluşturmasını mümkün kılar. Araştırmacılar şu anda bu şekilde elde edilen desenli metali, külçenin kristalleşmesinin dendritik doğasına dayanarak "dendritik" çelik veya karbon ayrışmasından kaynaklanan desen oluşum mekanizmasına dayanarak "sıvılaştırılmış" şam çeliği olarak adlandırıyor. Modern demirciler, "sıvılaştırılmış" şam çeliğinden bıçakları 850 °C'yi aşmayan sıcaklıklara ısıtarak dövüyorlar. Bu bir önkoşuldur; aksi takdirde daha güçlü ısıtmayla karbür parçacıkları tamamen çözülür ve sihirli desenler kaybolur.