Acier Damas

Acier Damas est un chaud forgée acier utilisé dans du Moyen-Orient swordmaking d'environ 1100 à 1700 AD. Épées de Damas étaient de netteté légendaire et la force, et ont été apocryphe prétendu être en mesure de couper à travers moindres épées européennes de qualité et même le rock. La technique utilisée pour créer l'acier Damas originale est maintenant une question de conjecture historique. De nombreuses matières premières, et les recettes des orfèvres, ne sont plus disponibles. Le fondement de l'acier de Damas est Wootz acier, qui est né en Inde et plus tard étendu à la Perse . Du 3ème siècle au 17 e siècle, l'Inde était expédition lingots d'acier au Moyen-Orient pour une utilisation dans l'acier de Damas.

Le terme général "Damas" se réfère à métal avec un motif de grain visible, parfois avec une texture. Damas moderne est une stratification des aciers pliés sélectionnés avec des qualités cosmétiques, avec meulage et de polissage spécifiquement pour exposer les couches. Damas vrais motifs sont formés lorsque des éléments de traces de carbone forment des tourbillons visibles dans la composition de l'acier, que les propriétés de changement lorsque le travail durci (forgés).

Avant l'avènement des alliages métalliques modernes coulé et laminé à chaud à la taille des faisceaux de la construction, de l'antiquité swordmakers produits en acier par la poignée. Fusion et de coulée un bon alliage de la taille d'une épée était difficile. Hollywood a décrit un événement fictif où un croisé jette son épée coulée qui a brisé, une épée damascène, remportant les aciers durs et mous pliés, changer swordmaking européenne pour toujours. En réalité, pliage / forgeage était bien connu. Mais cette découverte de mieux la métallurgie se est passé au début de l'ère de l'alchimie, et ainsi la légende de l'acier de Damas est né.

Plusieurs autres techniques de production d'acier, tels que Wootz se traduisent également par des surfaces à motifs et ont souvent été vendu comme l'acier Damas acier damassé et l'acier parfois arrosé (Japon). La technique la plus courante aujourd'hui pour produire ces matériaux est motif soudage, qui est largement utilisé pour la coutume coutellerie. Damas moderne est habituellement de deux aciers à outils, une inoxydable et un atome de carbone. Un de nickel supérieur, l'autre apparaissant plus gris alors que les aciers alternance produisent rayures clair-obscur. Le traitement de l'acier ou pickeling après polissage améliore le motif avec un ternissement contrôlée qui ne affecte pas l'un des aciers. Pliage et de torsion tout en marteau de forge contrôle le motif rayé et est souvent une marque déposée. Qualifié forgerons peuvent manipuler les modèles en couches pour imiter les dessins complexes trouvés dans la surface de l'acier d'origine médiévale Damas. Certains artistes de couteaux commencent par empilement des fils d'acier et par pliage peut produire des images répétitives le long d'une lame, comme un des drapeaux américains croisés. Empilable fils est une spécialisation de la technique Câble Damas, un nouveau développement de l'âge. L'avènement du câble d'acier (1830) a fourni forgerons mi-ouest un moyen de rendre les machettes de moissonneuse de maïs (couteaux de câbles).

Une explication des propriétés légendaires de l'acier Damas est que le modèle se compose d'une alternance de bandes très dur mais fragile carbure de fer ou cémentite et de fer plus souple plus douce. Une autre possibilité est que l'acier contient une petite quantité de vanadium , ce qui serait théoriquement renforcer la lame. L'acier légendaire peut avoir été un heureux hasard par des méthodes de production limitées. Damas origine billettes d'acier a été formé à partir d'un petit disque qui a été plié marteau / forgée dans sa forme finale. Contrairement aux méthodes d'Europe du Nord, la technique ferro-fusion en Perse au Moyen Age impliqué petits creusets de type bol avec couvercles, cuits dans un four de type butte souvent utilisé pour le pain. Contrôler le contact de l'air à la masse fondue, ainsi que des oligo-éléments trouvés sur place, le tout combiné pour produire une lame sensiblement mieux que ses contemporains en acier.

À la fin de 2006, un groupe de scientifiques dirigé par Peter Paufler trouvé des preuves directes de nanotubes et nanofils dans un échantillon d'une épée du 17ème siècle forgée à partir d'acier de Damas. Le processus complexe de forgeage et recuit est pensé pour avoir représenté les structures à l'échelle nanométrique.

Les origines du nom de Damas reste quelque peu controversé. Acier Damas a été faite en utilisant le minerai avec une certaine composition chimique d'une mine qui est maintenant épuisé, donc les tentatives de reproduction sont difficiles, au mieux.

Il semble évident que le nom fait référence à Damas épées forgées à Damas , mais il ya plusieurs autres sources possibles de ce nom. L'un est le nom du forgeron lui-même: l'auteur al-Beruni se réfère à des épées faites par un homme qu'il nomme Damashqi. Un autre auteur, al-Kindi, se réfère à des épées faites à Damas Damascène. Ce mot a souvent été employé comme épithète dans diverses légendes d'Europe orientale (Sabya Damaskinya ou Sablja Dimiskija signifie «épée Damascène"), dont peut-être les plus connus sont les légendes serbes de Prince Marko, une figure historique de la fin du 14e siècle dans ce qui est maintenant la République de Macédoine .

Fabrication

Les épées originales en acier Damas peuvent avoir été faites dans les environs de Damas , la Syrie , dans la période de 900 AD à aussi tard que 1750 AD . Acier Damas est un type d'acier alliage qui est à la fois dur et flexible, une combinaison qui fait l'idéal pour la construction de épées. Il est dit que lorsque les épées de Damas fabriqués ont d'abord été rencontrés par les Européens pendant les croisades , il a recueilli une réputation presque mythique une lame en acier Damas a dit être en mesure de couper un morceau de soie dans la moitié comme il est tombé au sol, ainsi que d'être en mesure de couper à travers les lames normales, ou même le rock, sans perdre son tranchant. Récents métallurgiques expériences, sur la base Des études au microscope de lames en acier Damas conservés, ont affirmé à reproduire un acier très similaire via reconstructions possibles du processus historique.

Lors de la formation d'un lot d'acier, des impuretés sont ajoutées à contrôler les propriétés de l'alliage résultant. En général, notamment à l'époque de l'acier Damas, on pourrait produire un alliage qui était dur et cassant à un extrême en ajoutant jusqu'à 2% de carbone ou carbone mou et malléable à l'autre, avec environ 0,5%. Le problème pour un forgeron, ce est que le meilleur acier devrait être à la fois dur et malléable - dur, de façon à maintenir un bord aiguisé fois, mais malléable de sorte qu'il ne serait pas briser en frappant un autre métal en combat. Ce ne était pas possible avec les procédés normaux.

Orfèvres dans l'Inde et le Sri Lanka peut-être dès 300 avant JC ont développé une nouvelle technique appelée Wootz qui a produit un acier à haute teneur en carbone de pureté exceptionnellement élevée. verre a été ajouté à un mélange de fer et de charbon de bois, puis chauffé. Le verre agirait en tant que flux et se lient à d'autres impuretés dans le mélange, leur permettant de remonter à la surface et laissent un acier plus pur quand on refroidit le mélange. Des milliers de sites de fabrication de l'acier ont été trouvés dans la zone Samanalawewa au Sri Lanka qui a fait d'acier haute teneur en carbone dès 300 avant JC. (Juleff, 1996). Ces fours de fabrication de l'acier ont été construites face ouest vents de mousson et la turbulence du vent et aspiration a été utilisé pour créer de la chaleur dans le four. Acier faire des sites au Sri Lanka ont été datés à 300 avant JC en utilisant technologie de datation au carbone. La technique propage très lentement à travers le monde, atteignant moderne Turkménistan et l'Ouzbékistan environ 900 AD, puis le Moyen-Orient vers l'an 1000.

Ce processus a été affinée au Moyen-Orient avec des aciers produits localement. Le processus exact reste inconnu, mais autorisé la précipitation des carbures comme micro-particules disposées dans des feuilles ou des bandes dans le corps d'une lame. Les carbures sont beaucoup plus dur que l'acier à bas carbone environnante, permettant au forgeron pour faire un bord qui serait découper des matériaux durs avec les carbures précipités, tandis que les bandes d'acier doux a permis l'épée dans son ensemble de rester résistant et flexible.

Les précipités de carbure bagués apparaissent dans la lame comme un motif tourbillonnant. En manipulant le lingot d'acier d'une certaine manière pendant le forgeage, de divers modèles intentionnels peuvent être induits dans l'acier. Le plus commun d'entre eux était un motif de bandes latérales, souvent appelée «Échelle de Mahomet», probablement formé en coupant ou en forgeant des encoches dans la surface du lingot, puis forge dans la forme de la lame (ce est la méthode Pendray (ci-dessous) utilisé pour reproduire le motif).

Une équipe de chercheurs basée à l' Université technique de Dresden qui utilise les rayons X et microscopie électronique à examiner acier Damas a découvert la présence de cémentite nanofils et des nanotubes de carbone. Peter Paufler, un membre de l'équipe de Dresde, dit que ces nanostructures donnent acier Damas ses propriétés distinctives et sont le résultat du processus de forgeage.

La perte de la technique

Pour des raisons qui ne sont pas tout à fait clair, mais peut-être parce que les sources de minerais contenant des traces de tungstène et / ou de vanadium nécessaire pour sa production ont été épuisées, le processus a été perdu aux orfèvres de du Moyen-Orient vers 1750 AD. Il a été avidement recherchée par beaucoup depuis ce temps.

Il a longtemps fait valoir que la matière première pour Damas épées d'acier a été importé de l'Inde, parce que l'Inde était le seul centre connu des aciers de creuset-feu comme wootz. Toutefois, cette conclusion est devenu suspect lorsque les fours au Turkménistan ont été découverts, ce qui démontre au moins que la technique se déplaçait à partir de l'Inde. Le wootz peut avoir été fabriqué localement dans la région de Damas, mais jusqu'à présent, aucun vestige des fours de Wootz distinctifs sont apparus. Le travail de Verhoeven et al. soutient l'hypothèse que le wootz utilisé était de l'Inde, que plusieurs impuretés clés qui semblent donner acier Damas ses propriétés soulignent notamment les minerais disponibles seulement en Inde.

Le russe bulat acier possède de nombreuses propriétés similaires, au moins dans la nature si ce ne est en cours. Récemment divers groupes ont affirmé avoir recréé l'acier avec des propriétés compatibles avec de véritables lames de Damas, à travers archéologie expérimentale, si même ils admettent qu'ils ne peuvent pas être certain comment il a été créé à l'origine. Verhoeven et al. (1998) ont fait valoir que les touches sont minerais avec certains oligo-éléments, contrôlées cyclage thermique après la forgeage initial, et un procédé de broyage pour révéler le motif damassé finale. Une technique quelque peu différente a été proposée par Wadsworth et Sherby (1980; 2001 également).

La découverte récente de nanotubes de carbone dans la composition de l'acier a également mis en lumière une nouvelle hypothèse qui pourrait expliquer la perte de la technique. Les nanotubes de carbone (peut-être le matériau le plus résistant et plus rigide connu), tout en apparaissant au hasard dans la nature (feux de camp simples produisent des nanotubes), exige assez de haute technologie, des méthodes de production de haute énergie pour être utiles en tant que matériaux de structure. Par conséquent, anciens forgerons, avec le niveau de la technologie à leur disposition, peuvent difficilement contrôler la formation de ces structures de carbone à l'échelle nanométrique. Un élément de hasard (forgeage, composition de l'alliage, traitement thermique, processus de fusion, les particularités de l'environnement, etc.) pourrait avoir été responsable de la formation de ces structures, qui pourrait non seulement expliquer certains de leurs qualités "légendaires", mais aussi la raison pour laquelle, à ce jour, ces propriétés ne ont jamais été imité avec succès.

Les tentatives de reproduction

Dès le début, les capacités supérieures d'épées de Damas attiré beaucoup d'attention, et de nombreuses tentatives ont été faites pour reproduire soit les performances ou l'aspect des lames de Damas. Depuis motif soudage était une technique très répandue, et les modèles produits de surface similaires à ceux trouvés sur les lames de Damas, beaucoup de gens pense que les lames de Damas ont été faites en utilisant un modèle technique de soudage. Cette croyance a été contestée dans les années 1990, lorsque JD Verhoeven et AH Pendray publié un article sur leurs expériences sur la reproduction des caractéristiques élémentaires, structurelles et visuels d'acier Damas.

Verhoeven et Pendray commencé avec un gâteau d'acier qui correspondait aux propriétés de l'acier wootz originale de l'Inde, qui a également adapté un certain nombre d'épées de Damas originaux qu'ils avaient accès. Le wootz était dans un doux, état recuit, avec une structure à gros grains, et de nombreuses perles de pur carbure de fer, qui sont le résultat de la Etat hypereutectoïde du wootz. Ils avaient déjà déterminé que les grains sur la surface de l'acier étaient des grains de carbure de fer, de sorte que leur question était comment reproduire les motifs fins de carbure de fer qu'ils ont vu dans les lames de Damas des gros grains dans le wootz.

Bien que ce matériel pourrait être travaillé à basse température pour produire le motif Damascène strié entremêlées ferrite et cémentite bandes (d'une manière identique à l'acier Damas motif soudé), un traitement thermique suffisant pour dissoudre les carbures détruiraient le motif de façon permanente. Cependant, Verhoeven et Pendray découvert que dans des échantillons de vrai acier Damas motif Damascène pouvait être récupéré par le vieillissement à une température modérée. Leurs enquêtes ont révélé que certains éléments de carbure formant (chef de ce qui était vanadium), qui, dans le wootz étaient concentrés dans les régions de carbure et ont été formés en un motif strié pendant le forgeage tout comme le carbure de fer lui-même, ne se dispersent pas jusqu'à ce que des températures plus élevées que celles nécessaire pour dissoudre les carbures. Par conséquent, si un traitement à la chaleur élevée peut retirer la preuve visible de structuration associée à des carbures il n'a pas retirer le motif sous-jacent du carbure éléments de formage, et un inférieur traitement thermique de température suivant (à une température à laquelle des carbures sont encore stable) pourrait récupérer la structure identique par la liaison de carbone par ces éléments.

Motif acier soudé "damasquiné"

Motif soudé couteau de poche "en acier damasquiné"

Il était cru que l'acier de Damas a été faite à l'aide parce que le modèle de soudage superposition révélé par gravure d'une lame de motif soudé dans de l'acide est similaire à celle de l'acier damassé.

Motif acier soudé est communément vendu aujourd'hui comme "l'acier de Damas», se il semble que l'acier de Damas d'origine n'a pas été créé avec cette technique. Motif Damas soudé est fait de plusieurs types de tranches acier et de fer, qui sont ensuite soudées ensemble pour former une billette. Les modèles varient en fonction de ce que le forgeron fait à la billette. La billette est extrait et plié jusqu'à ce que le nombre souhaité de couches sont formées. Le résultat final, si bien fait, ressemble beaucoup à l'aspect de surface d'une véritable lame de Damas, bien que la structure interne est complètement différente.