Az oldal alapvetően 1024*768-as méretre van készítve!

A cikk egyébként talán a Tudomány c. folyóiratban jelent meg, néhány évvel ezelőtt.

Több szén volt bennük, mint a legtöbb modern acélban. A mesteri kovácsoláson kívül ez eredményezte a damaszkuszi kardok híres szívóságát, keménységet, 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 csodalat tárgya volt és állandó kihivasd jelentett a damaszkuszi acél az európai kovácsok szamara, 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% szenet 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 készítettek, s mindenfele kereskedtek vele öntvények vagy jéghoki korong méretű pogácsák formájában. A legjobb pengéket - úgy tartják - Perzsiában készítették az indiai wootz-ból, amit pajzsok és páncélzat kovácsolására is felhasználták. 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 tulajdonkeppen vasoxid; ezután a redukált vashoz szenet adtak, ami azt erőssé tette, acéllá alakította át. A szenet faszénből, fából vagy falevelekből nyerték. A vasérc faszén keveréket kőből készült kohoban1200 C-fokra hevítették (fujtató segítségével!). A vasércből az oxigént a faszén szenével való reakció vonta ki. A keverék faszén tartalmától függően lett a termék nagyon alacsony széntartalmú kovácsoltvas, vagy 4%-nal több szenet tartalmazó nyersvas (ez utóbbit használták az európai kovácsok). Az indiai acél készitők vagy úgy készítettek wootzot, hogy a kovácsolt vashoz szenet adtak, vagy úgy, hogy a nyersvasból kivonták a szenet (az európaiak is kivontak a szenet, csak ők többet).A gyártás folyamata könnyebben megérthető a kovácsoltvasból készült wootz-nál. A vas redukálásával kapott szivacsos szerkezetű anyagból a szennyeződéseket kalapálással távolították el. Az igy 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 még szilárd, de kristályai lapcentrált kockák, amelyek a vasatomok közötti hézagokba szénatomokat képesek felvenni. Igy 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 öntöttvas olvadék-réteg kezdett kialakulni. Az olvadt anyag jelenlétet a tégely megrázásakor hallható tocsogó hangról lehetett felismerni; ez jelezte, hogy a vasban nagyobb mennyiségű szén feloldódott. A tégelyt ekkor nagyon lassan hűteni kezdték. 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 cementit háló durva volt. Végül is, ez a durva hálózat alakította ki a damaszkuszi kardok felületi mintázatát. A cementitnek azonban bizonyos negatív tulajdonságai is vannak. Bár nagyon kemény, de szobahőmérsékleten rendkívül rideg. A hálós szerkezet a ridegséget megfokozhatta volna, hiszen az a repedések terjedésének utakat biztosíthatott.

Egy jatagán mintázata

A damaszkuszi kardok mégsem ridegek, éppen ellenkezőleg, szívósak voltak. A wootzazonban csak a megmunkálás után lett szívós, amikor a cementit halózat az alapos kovácsolás hatására feltört. A damaszkuszi acélokat nyilván elég alacsony hőmérsékleten kovácsolták pengékké. A középkori kovács nem tudta pontosan mérni a kemence, vagy a kovácstűz hőmérsékletét, ezért az izzó fém szinét használta támpontként. A jellegzetes kovácsolási tartomány az acélok esetében a fehérizzástól (1200 C-fok) a narancs-izzásig (900 C-fok) terjedt, de a wootz-ot, úgy tünik, a cseresznye-izzás (850 C-fok) es a vérvörös-izzás (650 C-fok) között kovácsolták. 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 karbid szemcsék meg mindig ellátták az acél megerősítésének a feladatát, de miután már nem alkottak folyamatos hálózatot, a fém nem volt rideg. A damaszkuszi kardoknál tapasztalható, hogy alaposan kikovácsolták az acélt; az öntecs magassága a penge kikalapálásakor kb. harmad-nyolcad részére csökkent. Egyik kísérletünkben kimutattuk, hogy az ultranagy széntartalmú acélok valóban jól kalapálhatók, nyújthatók és könnyen kovácsolhatók 850 C-fokon. Készítettünk 1,3; 1,6 és 1,9 százalékos széntartalmú öntvényeket, majd egyetlen lépesben egyharmadukra nyomtuk ezeket. Egyetlen öntecs sem mutatott semmiféle repedést. Ezzel szemben a magasabb (2,3%) széntartalom miatt ridegebb öntöttvas öntecs ugyanekkora deformáció hatására a szélei mentén megrepedezett. Az európai kovácsoknak valószínűleg azért volt olyan sok bajuk a damaszkuszi pengék készítésével - még akkor is, ha importált wootz-cal dolgoztak -,mert megszokták, hogy alacsony széntartalmú, magasabb olvadáspontú acélokat formáljanak. Ezért az indiai acélt is fehérizzásban próbálták kovácsolni, amikor az részben megolvadt. Az ilyen erőfeszítésnek a valószínű eredményeit 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 tér-centrált ferrit elkezd lap-centrált ausztenitté átalakulni), majd vízbe vagy más folyadékba mártva gyorsan lehűtík. 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 tér-centrálttá válnak, de kocka alakúból tetragonálissá torzulnak. Ez a martenzitnek nevezett szerkezet meg mindig tartalmaz szénatomokat, ennel fogva kemeny.... Modern metallurgiai elméletek szerint általában is igaz, hogy a legkeményebb és a legszívósabb acélok szemcséi és alkotórészei a legfinomabb eloszlásúak. Irónikusnak latszik, de igaz lehet, hogy a damaszkuszi kardok közül azok voltak a legjobbak, amelyekről hiányzott a jellegzetes damaszk mintázat.

A középkori kovácsok szamara a jellemző felületi mintázat ketségkivül minőségellenőrzésre szolgált. Egyrészt a damaszk sávozottság volt a bizonyítéka a magasszén-tartalomnak, ami szilárddá tette a penget, másreszt 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 mikrostrukturája már olyan finom, hogy szabad szemmel már nem is látható, még szilárdabb és még szívósabb.