المحتويات
إذن، ما هو فولاذ Wootz؟ تخيل بوتقة صغيرة متوهجة بيضاء اللون في ورشة عمل بجنوب الهند قبل نحو ألفي عام. داخلها، يذوب الحديد والفحم وقطع الزجاج، والأهم من ذلك، قليل من المعادن الغنية بالفاناديوم أو الموليبدينوم، ثم تبرد ببطء شديد. عندما يفتح الحداد البوتقة أخيرًا، تظهر سبيكة معدنية على شكل قرص، تتخللها تموجات غامضة. هذا القرص المتلألئ هو فولاذ ووتز: سبيكة فائقة اليوتكتية (حوالي 1.3-1.7% كربون) يُشكّل تصلبها البطيء شرائط سمنتيتية صغيرة كصفحات كتاب.
لماذا دفعت الجيوش من بلاد فارس إلى بلاد الشام فديةً طائلةً مقابل شفراتٍ مصنوعةٍ من تلك السبائك؟ أولًا، سكاكين ووتز وكانت السيوف تحمل حدًا أكثر حدة من معظم مكاوي بلومري آنذاك، ومع ذلك فقد كانت مقاومة للتشقق أفضل من فولاذ الإخماد الزجاجي الصلب. وقد وضعت الاختبارات الحديثة فولاذ ووتز غير المُخمّد في حدود 55-60 HRC - وهو أمر مثير للإعجاب بالفعل - ولكن بمجرد طحن الحافة، تعمل أشرطة السمنتيت المتباعدة كأسنان منشار مجهرية، مما يُعطي عضّة رائعة على العظام أو الحبال أو الحرير. (نعم، "قطع المنديل" الشهير ليس مجرد خرافة).
لا تنتهي الرومانسية عند هذا العرض. فبينما كان التجار يحملون سبائك ووتز على طريق الحرير، كان الحدادون السوريون يصقلونها إلى شفرات أطلق عليها الأوروبيون لاحقًا اسم دمشق لأنماطها الدوامية. دمشق الحقيقية بهذا المعنى الكلاسيكي هي بوتقة مصبوبة Wootz الصلبليس ذلك اللحام النمطي الطبقي الذي يراه معظم محبي السكاكين اليوم. هذا التمييز مهم: فسكين "دمشق" الملحوم نمطيًا يدين بجماله إلى القضبان المتراصة؛ أما سكين "ووتز" فيدين بجماله إلى الكيمياء والحرارة فقط.
لننتقل سريعًا إلى القرن الحادي والعشرين. أعاد علماء المواد، مثل جون فيرهوفن، بالتعاون مع صانع السيوف آل بيندراي، إنتاج ووتز بتعديل العناصر النزرة إلى أقل من 21%، مما أثبت أن الأساتذة القدماء اعتمدوا على كمية ضئيلة من الفاناديوم لتثبيت خيوط السمنتيت في مكانها. يبيع الآن صانعو الأدوات الصغيرة سكاكين ووتز الفولاذية إلى هواة الجمع الذين يتوقون إلى التاريخ، في حين يستخرج علماء المعادن التقنيات القديمة للحصول على رؤى حول التحكم في الكربيد والسبائك عالية الكربون للغاية.
لذا، في المرة القادمة التي تسمع فيها مصطلح "ووتز"، فكّر فيما هو أبعد من مجرد نمط جميل. أنت تنظر إلى انتصار مبكر في هندسة المواد - انتصار لا يزال يُلهم العلوم الحديثة ويُلهم صانعي السيوف حول العالم. وبصراحة، كم مرة لا يزال اختراع من العصر الحديدي يُحقق نجاحًا في ورش العمل اليوم؟
ال قصة يبدأ in القادم مشبع بالبخار حديد-غني التربة of جنوبي الهند، أكثر على الأرجح in حاضر-يوم تيلانجانا و كارناتاكا ، بعض الاحيان ما بين القادم 3rd قرن البنك المركزي الأوروبي و القادم في وقت مبكر مشترك عصر. محلّي المصاهر موضب صغير طين البوتقات مع أزهار حديد، فحم، زجاج الخبث، و المجففة أوراق تبدأ من الفاناديوم-تحمل النباتات. هم مختوم كل وعاء مع الطين، انزلق it إلى a فحم فرن، و اسمحوا القادم تهمة نقع قرب 1200 °C لـ ساعات on نهاية. متى القادم البوتقات مبرد—و هم تبريد مؤلم ببطء-الحدادون مشقوق هم جاكيت إلى كشف عفريت-شكل سبائك معرق مع باهت خطوط of سمنتيت. Neighborhood ملكية و مرتزق قباطنة قريبا مدفوع in الذهب لـ القادم وعد of شفرات أن سوف عقد an حافة حق من خلال سلسلة البريد.
By القادم أول قرون CE، قوافل كان ينقلون هؤلاء سبائك شمالي إلى القادم الفارسية الخليج العربي الموانئ of صحار و سيراف، then في الداخل على طول القادم حرير الطريق. عربي التجار تسمى القادم متلألئ معدن فولاد; الفرس المفضل بولاد. كل الطريقة، القادم سبائك هبطت in القادم زور of إيران، مركزي آسيا، و-in وقت-سوريا. هناك، in ورش العمل عنقودية حول دمشق الحرفيين مزور القادم كرات الصولجان إلى السيوف المنحنية لمن ماء-مثل أنماط رسم الشهقات تبدأ من صليبي الفرسان. الأوروبيون بدأ دعوة القادم مادة "دمشق فُولاَذ،" ضبابية القادم خط ما بين مكان of تزوير و مكان of الأصل.
علم الآثار الأماكن القادم الولادة-أرض of ووتز صلب in a حزام أن وتمتد تبدأ من القادم ديكان هضبة إلى أسفل إلى القادم جزيرة of سري لانكا. وعاء-شكل بوتقات—رفيع-مسور، الجير-ثري، و لا أكبر من a قهوة كوب—منعطف up in رماد أكوام في الخارج القرى هذه as كودومانال (التاميل نادو) كوناسامودرام (تلانجانا) و جاتيهوساهالي (كارناتاكا). التلألؤ الحراري والكربون المشع (14ج) يرجع تاريخ العديد من هذه الطبقات إلى الفترة ما بين القرن الثالث قبل الميلاد والقرن الرابع الميلادي، مما يشير إلى أن العملية كانت راسخة قبل أن تصل الإمبراطورية الرومانية إلى ذروتها. [student-journals.ucl.ac.uk]
ال المصاهر متهم كل بوتقة مع مشغول-حديد قطعة، فحم، بت of زجاج or كوارتز-و، حاسم، تتبع المبالغ of الفاناديوم-تحمل مصنع يهم or المغنتيت ساعات. هم then مختوم القادم قدور مع الطين، مطوي هم إلى a فحم فرن، و عقد درجات الحرارة حول 1 200 °C لـ عدة ساعات. بطيء فرن تبريد شجع التداول الطويل لوحات of سمنتيت إلى فصل، ضبط up القادم "متلألئ""الري" أن الى وقت لاحق مبهور الفارسية صناع السيوف. نفاية حفر كشف الآلاف of حطم بوتقة الأغطية، ملمحا at an العالمية أن مرة ركض تقريبا حَشد-خط موضة في القادم الدكن. [ويكيبيديا]
سري لانكا المتقدمة انها الخاصة نكهة of القادم حرفة. At سامانالاويوا و القادم يودهاويوا قناة النظام، بوتقة حطام يكمن بجانب التوأم-منفاخ رمح أفران بنيت إلى طبيعي المنحدرات أن وجه القادم موسمي ريح موسمية الرياح. متى القادم جنوب غربي الرياح ركل فوق، هم قاد هواء من خلال بقرة-بشرة منفاخ و أبقى القادم المواقد حار كاف لـ ساعات مع أدنى وقود-an عبقري "رياح-"مدعوم" صلب مصنع قرون قدما of انها مرة. الخبث كيمياء تبدأ من هؤلاء المواقع اعواد الثقاب القادم فرط اليوتكتويد نافذة (≈1.2-1.8% C) أن يحدد صحيح ووتز.hmsjournal.org]
By القادم أول الألفية CE، التجار كان تجميع هؤلاء إبهام-الحجم سبائك إلى عجل عربات ملزم لـ جولكوندا الأسواق و، تبدأ من هناك، على عربي المراكب الشراعية عبور القادم هندي محيط. الفرنسية الجواهري-المسافر جانالمعمد تافيرنيير الى وقت لاحق مسجلة (1679) أن الفارسية الحدادون سوف قبول فقط هؤلاء ديكان الكعك لـ من مشاركة دمشقي شفرات—a شهادة منحوتة ليست in الحجر، لكن in تجارة تفضيل.
In قصيرة، القادم في المناطق الريفية أفران of جنوب الهند و سري لانكا كان ليست خلف-ماء غرائب؛ هم كان جدا ضبطها الصغرىمسابك لمن الناتج أعيد تشكيله ذو حواف-سلاح التكنلوجيا تبدأ من القاهرة إلى القسطنطينية.
قبل وقت طويل من عبور قوافل التوابل للصحاري، سبائك فولاذ ووتز كانت سفن الصيد تتجه شمالاً وغرباً من هضبة الدكن الهندية. كانت عربات الثور تدوي من الورش قرب حيدر آباد الحالية إلى سوق الماس في غولكوندا؛ ومن هناك، كان التجار يُحمّلون الأقراص الفضية على متن مراكب شراعية عربية في ماتشيليباتنام وموزيريس وباريغازا. كانت المراكب الشراعية تلتقط الرياح الموسمية عبر بحر العرب، ثم تبحر في الخليج العربي إلى موانئ سيراف وصحار، وأخيراً تنقل حمولتها إلى الداخل عبر مسارات الجمال التي تربط البصرة وبغداد وحلب بمدينة دمشق القديمة.
بحلول القرن الثامن، أطلق الحدادون في بلاد فارس وسوريا على السبائك اسم فولاد or بولاداكتشفوا أنه باستخدام طرق التشكيل الدقيقة في درجات حرارة منخفضة وعمليات التلدين المتكررة، يمكن تحويل أشرطة السمنتيت الباهتة في كل قرص إلى موجات متدحرجة - وهو نمط ساحر للغاية بدا وكأنه حي. وسرعان ما أُطلق على الشفرات المصبوبة بهذه الطريقة اسم "فولاذ دمشق"ربط سمعة المعدن بالمدينة التي أتقنت تشطيبه، وليس بالأفران الهندية التي أنتجته.
ازدهرت حركة التجارة بين القرنين العاشر والسادس عشر. حملت القوافل الفارسية صناديق من السيوف المنحنية الجاهزة عبر طريق الحرير إلى سمرقند والقسطنطينية؛ ونقلتها سفن البندقية إلى أوروبا الصليبية، حيث ادعى الفرسان المذهولون أن هذه السيوف قادرة على قطع ريشة في الهواء. كتب مسافرون مثل ماركو بولو وجان باتيست تافيرنييه عن ريش دمشق أن "يقطع الحديد كما لو كان خشبًا"، وازداد الغموض. كيف لسلاحٍ بهذا الجمال أن ينحت بهذه الشدة؟
العبارة "فولاذ دمشقي حقيقي" سرعان ما أصبح اختصارًا للتميز، متغلبًا على كلمة ووتز بمعظم اللغات. ومع ذلك، ظلت سلسلة التوريد مرتبطة بأحواض الصهر الهندية: رفض الحدادون السوريون تشغيل أي معدن سوى تلك الأقراص المميزة عالية الكربون. عندما خنقت التعريفات الاستعمارية البريطانية صادرات الخام الهندي في القرن الثامن عشر، ضاق الشريان؛ ومع ضخ أفران التكسير الأوروبية لقضبان الفولاذ الرخيصة، تضاءل الطلب على السبائك باهظة الثمن. وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، كان التدفق الكثيف لـ ووتز دمشق لقد تباطأت شفرات السكاكين إلى حد الحنين إلى الماضي - تاركة وراءها أسطورة واسمًا وأنماطًا لا يزال صانعو السكاكين المعاصرون يطاردونها حتى يومنا هذا.
بحلول أوائل القرن التاسع عشر، بدأت سلسلة التوريد الأنيقة التي كانت تربط أحواض بوتقة الدكن بمتاجر السيوف السورية بالتآكل. شددت شركة الهند الشرقية البريطانية قبضتها على الخام والأخشاب، فأعادت توجيه رمال الحديد عالية الجودة وفحم الخشب الصلب إلى المسابك الاستعمارية. وبدون هذا المزيج المحدد من الخام المشبع بالفاناديوم والوقود بطيء الاحتراق، وجدت مصاهر جنوب الهند سبائكها تبرد بسرعة كبيرة وتتشقق - ضربات قاضية لـ الصلب wootz الإنتاج.
في الوقت نفسه، كانت ثورة الصلب الأوروبية تتقدم بقوة. أغرقت عملية بوتقة بنيامين هانتسمان في شيفيلد (وبعدها بفترة وجيزة، مُحوّل بسمر) الأسواق العالمية بقضبان أرخص وأكثر تجانسًا. السيف الفارسي والعثماني المشترين، شفرة ملحومة بنمط مزورة من قضبان صناعية تكلف جزءًا بسيطًا من شفرة حقيقية فولاذ دمشق ووتز السيف. الاقتصاد تغلب على الرومانسية.
أنهت موجات الصدمة السياسية المهمة. قطعت الحرب الأنغلو-أفغانية (1839-1842) طرق القوافل؛ وأحرقت ثورة الهند عام 1857 الورش وأغلقت المعارض التجارية الإقليمية حيث كانت السبائك تُنقل من يد إلى أخرى بالعربات. وبحلول سبعينيات القرن التاسع عشر، كانت معظم مناجم الصهر في تلانغانا وسريلانكا صامتة، وقد تحطمت أغطيتها في أكوام الرماد التي صدأت بفعل الأمطار الموسمية.
عندما قام بعض علماء العصر الفيكتوري أخيرًا بجولة بين الأنقاض - ألكسندر كانينغهام في الهند، وبافيل أنوسوف في روسيا - وصفوا الأفران المهجورة، لا الصناعات الحية. لم يُهزم الفن بل قُضي عليه: فقد اختفى الخام المناسب، والفحم المناسب، والسوق المناسب، كل ذلك في أقل من قرن. ما نجا كان أسطورة - ومجموعة متناثرة من الشفرات المبللة بالماء والتي لا يزال هواة جمع التحف يطلقون عليها اسم "...فولاذ دمشقي حقيقي"إنها آخر أصداء التكنولوجيا التي اندثرت مع العصر الصناعي.
اطلب من عشرة من محبي السكاكين أن يحددوا دمشق وستسمع قصتين مختلفتين تمامًا. إحداهما تشير إلى بوتقات قديمة في الهند؛ والأخرى إلى فرن حديث حيث تتألق قضبان فولاذية متراصة تحت مطرقة كهربائية. كلتاهما أنماط قد يبدو الأمر وكأنه منوم، لكن من الناحية الكيميائية والتاريخية، يختلف الأمر تمامًا.
نقطة المقارنة | ووتز (دمشق الحقيقية) | دمشق الحديثة (ملحومة بالنمط) |
---|---|---|
كيف يتم ذلك | ذوبان فردي في بوتقة طينية محكمة الغلق. حديد عالي الكربون + فحم + كميات ضئيلة من V/Mo، مُبرَّد ببطء شديد، ثم مُشكَّل في درجة حرارة منخفضة. | طبقات من اثنين أو أكثر من الفولاذ التجاري الملحومة والمطوية والملتوية لإظهار الخطوط. |
محتوى الكربون | 1.2–1.8% كربون (هايبر يوتكتويد). | يختلف حسب السبائك المختارة؛ غالبًا ما يكون 0.6-1% كربون في الطبقات عالية الكربون. |
مصدر النمط | أشرطة من السمنتيت تنفصل أثناء التصلب، ثم يتم الكشف عنها لاحقًا عن طريق الحفر. | طبقات متناوبة من سبائك مختلفة محفورة بألوان مختلفة. |
سلوك الحافة | تأثير "المنشار" الدقيق من شرائط السمنتيت؛ ~55–60 HRC بدون إخماد. | يعتمد على الطبقة الخارجية: يمكن أن تكون شديدة الصلابة إذا تم استخدام قلب عالي الجودة (على سبيل المثال، VG-10). |
الفترة التاريخية | حوالي 300 قبل الميلاد – 1850 ميلادي، الدكن وسريلانكا → بلاد فارس → سوريا. | إحياء السبعينيات وما بعدها؛ تقريبًا أي نوع من أنواع المسبك المخصص في جميع أنحاء العالم. |
التوفر اليوم | حدادون نادرون يتبعون وصفات فيرهوفن/بيندراي. | شائع في سكاكين المطبخ وشفرات EDC؛ النمط جمالي في الأساس. |
لماذا الارتباك؟ التقى الأوروبيون في العصور الوسطى بالسبائك لأول مرة في الأسواق السورية وأطلقوا على النصال اسم "فولاذ دمشق". وعندما اندثرت تجارة البوتقات في القرن التاسع عشر، أصبحت الكلمة دمشق ظلت هذه الظاهرة قائمة. أعاد صانعو السيوف في القرن العشرين تفسيرها على أنها "لحام نمطي" متعدد الطبقات، لأن الشكل المائي بدا مشابهًا - على الرغم من أن علم المعادن كان مختلفًا تمامًا.tms.org] [المهووسين بالسكين الصلب]ايهما افضل؟ إذا كنت تتوق إلى الأصالة التاريخية، فلا شيء يتفوق عليها فولاذ دمشقي حقيقي—ووتز مُشكَّل بأشرطة سمنتيتية شبحية مثبتة في مكانها. ولكن إذا كنت ترغب في سكين مطبخ متينة، فإن اللحام النمطي الحديث يتفوق على ووتز القديم ببساطة لأن صانعه يستطيع وضع فولاذ فائق الجودة حول قلب متين. باختصار:
إن معرفة التمييز بين الشفرات يمنعك من دفع أسعار باهظة مقابل شفرة جميلة، ويسمح لك بتقدير كل شفرة على حقيقتها.
المرحلة | فولاذ ووتز المصبوب في بوتقة | فولاذ "دمشق" الملحوم بنمط |
---|---|---|
شحنة خام | قطع من الحديد المطاوع أو الحديد الزهر + فحم الخشب الصلب + الزجاج/الخبث + كميات ضئيلة من الفاناديوم/الموليبدينوم (من خام أو رماد النبات). | قطعتان أو أكثر من الفولاذ النهائي (على سبيل المثال، 1084 + 15N20) مقطوعة إلى قضبان مسطحة. |
الذوبان / اللحام الأولي | مُعبأة في بوتقة طينية بحجم الإبهام، وغطاؤها مُغلق بغطاء طيني. تذوب الشحنة بالكامل عند درجة حرارة حوالي ١٢٠٠ درجة مئوية داخل فرن فحم. | قضبان مكدسة في كتلة، مصهورة، مسخنة إلى حوالي 1 درجة مئوية، وملحمة بالطرق تحت المطرقة أو المكبس. |
التحكم في الكربون | ينتشر الكربون من الفحم إلى المصهور، مستقرًا عند نسبة تتراوح بين ١٫٢ و١٫٨٪. لا يمكن إجراء أي تعديلات لاحقة. | يعتمد الكربون النهائي على طبقات الكربون العالية المختارة؛ ويمكن لصانع المنتج تخصيص التركيبة في منتصف العملية عن طريق تبديل السبائك. |
نشأة النمط | أثناء التبريد البطيء (ساعات)، ينفصل السمنتيت عن السائل ويشكل صفائح متوازية. لاحقًا، تُمدّد عملية التشكيل الصفائح إلى الأشرطة "المائية" الشهيرة. | كل عملية لحام/طي تضاعف عدد الطبقات؛ الالتواء أو قطع السلم يشوه الطبقات إلى أشكال معقدة يمكن رؤيتها بعد النقش. |
التوحيد والتزوير | يتم إعادة تسخين السبائك بشكل دقيق (< 900 درجة مئوية) وتشكيلها تحت ضغط منخفض لمنع التشقق؛ وتعمل عمليات التلدين المتكررة على إيقاف نمو السمنتيت. | يمكن تشكيل السبيكة ساخنة وبطريقة عدوانية؛ وقد يقوم الحداد بتقسيمها وإعادة تكديسها وإعادة لحامها عدة مرات لتحسين النمط. |
المعالجة الحرارية | غالبًا لا يوجد إخماد - تبريد الهواء إلى حوالي 55–60 HRC، والاستفادة من شبكة الكربيد المفرطة التكتونية؛ وتلطيف درجات الحرارة المنخفضة في بعض الأحيان. | يعتمد على الطبقة الخارجية أو القلب: يمكن تبريده بالزيت لمدة تزيد عن 60 ساعة أو تركه أكثر ليونة من أجل الصلابة. |
الكشف عن النمط | يؤدي التلميع الناعم، ثم الحفر الحمضي أو القلوي إلى تغميق الفريت بينما يظل السمنتيت لامعًا، ويكشف عن تموجات دقيقة أو "سقي". | يقوم الحفر بتباين الطبقات الغنية بالنيكل (الساطعة) مع الطبقات عالية الكربون (الداكنة)، مما يؤدي إلى إنتاج خطوط جريئة أو فسيفساء أو قطرات مطر. |
عتبة الوقت والمهارة | أسابيع أو أشهر لإتقان كيمياء الذوبان ومنحنى التبريد البطيء؛ هناك خطر كبير من إتلاف السبائك. | ساعات إلى أيام بمجرد أن يتوفر في المتجر معدات اللحام؛ تكون خسارة الخردة أقل ويمكن إعادة إنتاج الكتل. |
البصمة التاريخية | القرن الثالث قبل الميلاد - القرن التاسع عشر الميلادي، الهند ← بلاد فارس ← سوريا؛ حددت طرق التجارة نطاقها. | من القرن الثالث الميلادي وحتى الآن في الدول الإسكندنافية، ولكن شعبيتها الحديثة ترجع إلى إحياء السكاكين المخصصة في سبعينيات القرن العشرين. |
التوفر الحديث | نادرة؛ تم إنتاجها بواسطة مجموعة من الحدادين وفقًا لوصفات فيرهوفن/بيندراي؛ يتم تسعيرها كعمل فني. | شائع في المصنع و سكاكين مخصصة؛ تم تقديرها أكثر للدراما البصرية من الابتكار المعدني. |
خِتاماً
إن معرفة الطريقة التي تم بها إنتاج الشفرة لا تخبرك فقط بمظهرها، بل تخبرك أيضًا بكيفية سلوكها عندما تستخدمها في العمل الحقيقي.
1. كروسيبل كاست ووتز (دمشق الحقيقية)
عندما تبرد الشحنة المنصهرة داخل بوتقتها المغلقة، لا يمكن للكربون الهروب؛ وبدلاً من ذلك، ينتقل إلى صفائح منظمة من كربيد الحديد (السمنتيت). يسمح التصلب البطيء -الذي يستغرق أحيانًا يومًا كاملاً من السائل إلى المحيط- لصفائح السمنتيت هذه بتأطير كل شجيرة فرعية أولية. فكر في الأمر كمطر متجمد على أغصان الأشجار: كلما زادت البرودة، زادت سماكة التزجيج. لاحقًا، يعيد الحداد تسخين السبيكة إلى ما دون درجة الحرارة الحرجة (≈ 800 درجة مئوية) ويطرقها برفق، مما يؤدي إلى تمدد الصفائح إلى شرائط تمتد على طول الشفرة. يؤدي التلميع النهائي والحفر الحمضي إلى تعتيم الفريت مع ترك السمنتيت فضيًا لامعًا، بحيث تظهر الشرائط المتراصة كموجات "ماء" أو "سلم" متدحرجة. يتم خبز النمط حرفيًا أثناء التبريد؛ ولا يمكن لأي قدر من الصنفرة إزالته دون طحن الفولاذ نفسه.
2. لحام النمط (دمشق الحديثة)
هنا، يُنحت الشكل، وليس يُصب. يُكدس الحداد قضبانًا متناوبة - عادةً ما تكون من فولاذ عالي الكربون مثل 1080 وسبائك غنية بالنيكل مثل 15N20 - ثم يُلحم الكومة في قالب واحد. كل طية لاحقة تُضاعف عدد الطبقات (10 طيات = 1 طبقة). هل تريد أشكالًا حلزونية أم قطرات مطر؟ لف القالب، أو احفر أخاديد ضحلة، أو قطع أخاديد سلمية قبل التسوية. أثناء النقش، تظل الطبقات الحاملة للنيكل ساطعة بينما تتحول الطبقات عالية الكربون إلى اللون الأسود الفحمي، كاشفة عن خطوط جريئة أو فسيفساء. نظرًا لأن التباين موجود عند الواجهات بين السبائك، فإن الطحن بعمق شديد يمكن أن يمحو النمط، على الرغم من أن نقشًا آخر عادةً ما يُعيده - أحد أسباب إعلان سكاكين المطبخ المصنعة عن "أكثر من 024 طبقة" لضمان بقاء المظهر بعد الشحذ.
مفتاح الوجبات الجاهزة: أنماط ووتز تنشأ من الكيمياء + التبريدفي حين أن أشكال اللحام النمطية تأتي من الطبقات + تصميم رقص الحدادةكلاهما ساحر، لكنهما ولدا من قصص معدنية مختلفة تمامًا. الأداء المقاييس: حافة احتفاظ، صلابة، تآكل
متري | ووتز المصبوب في بوتقة (دمشق الحقيقية) | نمط اللحام "دمشق" (على سبيل المثال، 1084 / 15N20) |
---|---|---|
الصلابة النموذجية | 55–60 HRC في الحالة المزورة (لا يتطلب إخمادًا) المهووسين بالسكين الصلب | 58–61 HRC بعد إخماد الزيت/التلطيف المهووسين بالسكين الصلب |
اختبارات الاحتفاظ بالحافة | دراسة CATRA التي أجراها فيرهوفن: حوالي 750 شوط TCC - أفضل من الفولاذ منخفض الكربون، وأقل من سبائك الكروم والكربيد مثل 52100 | هواة السكاكين والفولاذ التجارب: سبيكة 1084/15N20 ~800 TCC؛ يمكن أن تتجاوز صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ عالية السبائك (مثل نوى AEB-L) 1100 TCC |
آلية التآكل الأساسية | "منشار" مجهري من شرائط السمنتيت (السمنتيت ≈ 640 HV)؛ يفقد قوته أسرع من الفولاذ المصنوع من كربيد الفاناديوم أو الكروم المهووسين بالسكين الصلب | مصفوفة مارتنسيتية مع بيرليت مشتت (1084) + طبقات غنية بالنيكل؛ معدل التآكل يمليه القلب الأكثر صلابة، وليس خطوط 15N20 الساطعة |
الصلابة (شاربي، غير محززة) | متوسط: 5-8 جول عند 55 HRC؛ قدرة إيقاف التشقق محدودة بشبكة كربيد مستمرة | ارتفاع لـ 1084/15N20: 15–20 جول عند 59 HRC—يعزز النيكل والكربون المنخفض اللدونة |
المقاومة للتآكل | مماثل للكربون العادي 1095؛ سريع التآكل والتآكل دون الحاجة إلى التزييت. | يختلف: تتآكل الكتل المصنوعة من الكربون مثل 1095؛ وتقاوم الفسيفساء المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو المصنوعة بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ الصدأ بشكل جيد تقريبًا مثل VG-10 leeknives.com |
يسلب
وباختصار، فولاذ دمشق ووتز يضفي هذا اللحام طابعًا تاريخيًا غامضًا، في حين يتيح نمط اللحام الحديث للحداد تحقيق التوازن بين الصلابة والمتانة والتآكل الذي تتطلبه المهمة. كيميائي تعبير & المجهرية of ووتز الفولاذ وصفة عالية الكربون للغاية. صواب ووتز هو فولاذ بوتقة مفرط اليوتكتويد التي تقع في نافذة كربونية ضيقة - عادةً 1.2 – 1.8% وزناً من الكربونوالباقي عبارة عن حديد نقي تقريبًا (≈ 98%)، ولكن هناك مكونان صغيران يوجهان السحر:
إن هذه القائمة الهزيلة هي السبب وراء قيام مصاهر الدكن بحماية عروق الخام الغنية بالقدر المناسب من الفاناديوم: تغيير الرواسب، والتخلي عن النمط.
التصلب يحدد النمط. داخل الوعاء الطيني المُحكم، يبرد المصهور على مدار ساعات طويلة. يكون الكربون أعلى بكثير من نقطة اليوتكتويد، لذا يُطرد الكربون الزائد من السائل. كصفائح مسطحة من السمنتيت (Fe₃C) على طول أذرع شجيرات الأوستينيت. صورة لتكوين الصقيع على ألواح النوافذ - مُرتّبة لكن دقيقة. عندما يُشكّل الحداد السبيكة لاحقًا عند درجة حرارة أقل بقليل من 850 درجة مئوية، تمتد هذه الألواح بشكل متوازي. أشرطة السمنتيت بمسافة 30-70 ميكرومتر، العلامة التجارية "الري" التي تظهر بعد النقش. tms.org
المصفوفة + النطاقات = محرك ثنائي الطور. تحت المجهر قسم مصقول من فولاذ دمشق ووتز البرامج:
مرحلة | المظهر بعد النقش | وظيفة |
---|---|---|
مصفوفة الفريت / البيرلايت | الرمادي الداكن | عمود فقري قوي ينحني بدلاً من أن يتشقق. |
أشرطة السمنتيت | أشرطة فضية بيضاء | أسنان "منشار دقيق" شديدة الصلابة (~640 HV) تعض في الحبل أو الجلد أو الحرير. |
تؤكد أعمال المجهر الإلكتروني الماسح الحديثة أنه حتى عند نسبة 2-3% فقط من المساحة، فإن هذه الأشرطة تعمل على تعزيز عدوانية التقطيع الشهيرة للسبائك، على الرغم من أنها تخلق أيضًا مسارات شقوق تحد من صلابة التأثير.
حاشية حول البنية النانوية. وقد رصدت دراسات المجهر الإلكتروني عالي الدقة أسلاك نانوية من السمنتيت وبقايا أنابيب الكربون النانوية في بعض الشفرات العتيقة، يُرجَّح أنها تكوَّنت نتيجة تحلل الحالة الصلبة على مدى قرون من المعالجة الحرارية وإعادة الاستخدام. وبينما لا يزال هذا الاكتشاف محل جدل، إلا أنه يُسلِّط الضوء على مدى الغنى الكيميائي لهذا النظام "البسيط" ظاهريًا، المُكوَّن من الحديد والكربون.
لماذا يعد التكوين مهمًا اليوم؟ الحدادون المعاصرون الذين يعيدون الإنتاج ووتز دمشق الصلب اتبع وصفة فيرهوفن بدقة متناهية: حافظ على نسبة الفاناديوم أقل من 0.03% وزناً، واضغط على دواسة الوقود والكهرباء، ثم برّد البوتقة في الرماد لمدة 12 ساعة. إذا أغفلتَ أياً من هذه الإشارات، فستحصل إما على قرص هوكي متشقق أو قضيب باهت بلا ملامح. ثبّت هذه الإشارات، وستستقبلك السبيكة بأمواج شبحية - نفس النمط الذي صنعته. فولاذ دمشقي حقيقي حسد ترسانات العصور الوسطى.
"الصلصة السرية" لـ Wootz ليست السبائك الغريبة ولكن كمية كافية من الكربون أكثر من فولاذ الأدوات العادي، ولكن ليس لدرجة أن تتفتت السبيكة. من الناحية المعدنية، يُطلق على أي شيء أعلى من نقطة اليوتكتويد 0.77% اسم فرط اليوتكتويد. يجلس ووتز أعلى المنحدر، في الممر الضيق 1.2 – 1.8 % وزناً من ممر الكربونلماذا هذا النطاق وليس 2% أو 1%؟
مستوى الكربون | ماذا يحدث في البوتقة | النتيجة بعد التشكيل |
---|---|---|
<1.0٪ | كمية قليلة جدًا من الكربون الزائد؛ ألواح السمنتيت متناثرة أو متقطعة. | تتمتع الشفرة بحافة دقيقة، لكن "الري" الشهير لا يظهر إلا قليلاً. |
1.2 - 1.8٪ | يُجبر تشبع الكربون المفرط صفائح السمنتيت على الترسيب أثناء التبريد البطيء. يُثبّتها عنصر V/Mo في مكانها. | أشرطة متواصلة ذات مظهر لامع؛ تكتسب الحافة قوة عض المنشار الدقيق بينما تظل المصفوفة قوية. |
> 1.8٪ | يتجمع الكربون مبكرًا، مُشكِّلًا شبكاتٍ سميكة تُسبِّب هشاشة السبيكة. تُسبِّب إجهادات التبريد شقوقًا شعاعية (ما يُشبه "شبكة العنكبوت" المُخيفة). | غالبًا ما تتحطم السبيكة عند أول ضربة مطرقة؛ وإذا نجت، فإن الشفرة تتشقق عند الاستخدام. |
لماذا النافذة ضيقة
كيف حققت المصاهر القديمة هدفها
لم يكن حدادو ديكان قادرين على تشغيل أجهزة قياس الطيف، إلا أن حُفر الخبث تُظهر اتساقًا ملحوظًا: فقد حُشرت نسبة ثابتة من حديد الزهر منخفض الفوسفور إلى الفحم، ورشّوا زجاجًا مكسورًا (مادة صهر)، والأهم من ذلك، أغلقوا البوتقة. انتشر الكربون من الفحم حتى وصل المصهور إلى نسبة توازن قريبة من 1.5%. يُنفَّس غاز ثاني أكسيد الكربون الزائد عبر الطين المسامي، ليعمل كمنظم طبيعي. تقع النسخ الحديثة التي تستخدم نماذج الديناميكية الحرارية في نفس نطاق الكربون عند إشعال البوتقة عند 1 درجة مئوية لمدة 200-3 ساعات وتبريدها في الرماد لمدة 4-10 ساعة. إذا كانت النسبة أقل من واحد بالمائة، تصبح الشفرة غير مستوية؛ وإذا كانت النسبة أعلى من واحد بالمائة، تنفجر السبيكة. ابقَ في... 1.2–1.8% ج ويمكنك فتح النمط المتلألئ الذي حوّل Wootz إلى "فولاذ دمشقي حقيقي".
العنصر | المستوى النموذجي في شفرات المتحف | ماذا يفعل في Wootz | إذا كان المستوى مرتفعًا جدًا… |
---|---|---|---|
الفاناديوم (الخامس) | 0.004 – 0.025% وزنًا | يُكوّن نوى بولي فينيل كلوريد (VC) بسمك دون الميكرون، تُثبّت صفائح السمنتيت في مكانها خلال فترة التبريد التي تستغرق ١٢ ساعة، مما يمنعها من التكتل والتشكّل في جزر خشنة. يُضفي على الأشرطة تحديدًا حادًا للغاية، ويضيف بعض نقاط الصلابة. | تتكتل مادة الفينيل؛ يتحول النمط إلى بقع وتظهر شقوق التشكيل. |
الموليبدينوم | 0.010 – 0.030% وزنًا | يُبطئ انتشار الكربون ويُعيق تكوين البيرلايت، مما يُبقي صفائح السمنتيت رقيقة ومتصلة. يعمل كبديل عند ندرة V. | يؤدي فائض الموليبدينوم (> 0.05٪) إلى دفع الكربون إلى كربيدات أولية ضخمة؛ ويتحطم السبيكة تحت المطرقة. |
الكروم (الكروم) | آثار في معظم سبائك الدكن؛ تصل إلى ١٪ وزنًا في بعض بوتقات "بولاد" الفارسية من القرن العاشر | جرعة خفيفة (≤ 0.2%) تُساعد على تكوين الشرائط وتُعزز مقاومة التآكل. لاحقًا، جرّب الحدادون الفرس نسبة 1% تقريبًا من الكروم، وأنتجوا فولاذًا كروميًا مُبكرًا قبل قرون من ظهور الفولاذ المقاوم للصدأ. | يؤدي ارتفاع نسبة الكروم (> 2%) إلى تدمير المظهر المائي الكلاسيكي وتحويل السبائك إلى فولاذ أداة متجانس. |
لماذا هذه الكميات الصغيرة مهمة؟
مراقبة الجودة القديمة والتكرار الحديث
تحمل الخامات من رواسب معينة في منطقة الدكن وسريلانكا هذه العناصر النزرة بشكل طبيعي، وهذا هو السبب وراء إصرار التجار والحدادين السوريين على هؤلاء سبائك فقط. تُضيف التعديلات الحديثة (وصفة فيرهوفن-بندراي) أقل قدر ممكن 0.02% ف إلى الحديد فائق النقاء والفحم لإعادة إنتاج النمط المتحفي؛ إذا فاتك الجرعة بشعرة، فإن السبيكة تصبح إما عديمة الملامح أو متقشرة.ResearchGate]
باختصار، الجمال الشهير فولاذ دمشقي حقيقي (ووتز) إنها تتعلق بشوائب طفيفة للغاية لدرجة أنها قد تختفي من جهاز قياس الطيف الروتيني - وهو دليل على أنه قبل ألفي عام، كان الحدادون يمارسون بالفعل هندسة العناصر النزرة قبل وقت طويل من وجود المصطلح.
التبريد البطيء داخل بوتقة محكمة الغلق يسمح للمادة المنصهرة بالتجمد. ووتز سبيكة فصل الكربون إلى صفائح مسطحة من السمنتيت (Fe₃C) تتكوّن هذه الصفائح على جزيئات غنية بالفاناديوم. مع تصلب السائل على مدى 10-12 ساعة، تنمو هذه الصفائح للخارج من كل شجيرة أوستينيتية كصفحات كتاب. بمجرد إعادة تسخين السبيكة إلى ما دون 850 درجة مئوية بقليل وتشكيلها برفق، تتمدد الصفائح لتشكل شرائط متصلة - عادةً ما تكون المسافة بين الشرائط 30-70 ميكرومتر - تمتد على طول النصل. تحت المجهر، يكون التأثير مركبًا ثنائي الطور: مصفوفة فيريت/بيرلايت داكنة توفر المتانة، وأشرطة سمنتيتية لامعة تبلغ حوالي 640 فولت هابط، مما يضيف قوة عض على الحافة. ولأن الشرائط مميزة كيميائيًا، حتى... جدا يكشف التلميع الخفيف عن خطوط شبحية خافتة قبل النقش.
كشف النمط:
نظرًا لأن أشرطة السمنتيت تخترق السُمك الكامل للفولاذ، فإن الشكل لا "يُصقل" أبدًا؛ بل سيظهر مرة أخرى في كل مرة يتم فيها إعادة تشطيب الشفرة - وهي علامة مميزة واحدة تفصل دمشق الحقيقية (ووتز) من التقليد المحفور على السطح.
رصيد الفيديو: FZ- صناعة السكاكين
فيما يلي شرح واضح وسهل الاستخدام لورشة العمل عملية تصنيع الفولاذ ووتز كما تم إعادة إنشائها من قبل الحدادين المعاصرين وتم توثيقها في كل من علم الآثار والنسخ المعملية.
# | المرحلة | ما يحدث | الغرض / النقاط الرئيسية |
---|---|---|---|
1 | حدد الشحنة الخام | • 900-1 جرام من الحديد المطاوع منخفض الفوسفور أو حديد بلومري < 000% P/S • 180-220 جرام من فحم الخشب الصلب (ينتج ≈ 1.4-1.6٪ كربون) • رشة بحجم الإبهام من رماد الحديد أو رماد النبات الغني بـ V/Mo (≈ 0.02٪) • 3-5 جرام من الكوارتز المطحون أو الزجاج المكسور كمادة خام | يضرب نافذة فرط التكتونية 1.2-1.8% كربون؛ تتبع دبابيس V/Mo السمنتيت أثناء التبريد. |
2 | تعبئة البوتقة | ضع طبقة من الحديد ➜ الفحم ➜ الحديد، ثم ضع فوقها زجاجًا وقطعة من الفحم لامتصاص الأكسجين. اضغط برفق لتجنب الفراغات. | تضمن الطبقات المكدسة عملية التكسير المتساوية مع ذوبان الشحنة. wootzsmithforum.com |
3 | ختم ووضع في الفرن | غطاء بسدادة طينية؛ اطلِ الجزء الخارجي من البوتقة بطبقة من الطين والرماد. ادفنها في فرن فحم بحيث يظهر الغطاء فقط. | يحافظ الختم المحكم للغاز على الكربون بالداخل ويمنع دخول الهواء الذي من شأنه أن يؤدي إلى إزالة الكربون من المصهور. |
4 | تذوب وتتجانس | سخّن الفرن إلى درجة حرارة تتراوح بين 1 و150 درجة مئوية لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات. ثبّت الفرن حتى يتوقف الفوران الداخلي (اختبار الشعيرات الزجاجية). | في هذه المرحلة يصبح الحديد والكربون منصهرين بالكامل؛ ويذوب V/Mo في المحلول. buffaloriverforge.com |
5 | التبريد البطيء (الخطوة الحاسمة) | قم بقطع الانفجار، ثم املأ حلق الفرن بالرماد، واترك البوتقة حتى تصل إلى درجة حرارة الغرفة لمدة تتراوح بين 8 إلى 12 ساعة. | يؤدي التبريد البطيء للغاية إلى ترسيب صفائح السمنتيت على طول الشجيرات - ولادة "الري". |
6 | اكسر القرص | اطرق الغطاء؛ افصل الطين؛ استخرج "كعكة" قطرها ٥٠-٨٠ مم تحمل خطوطًا شعاعية باهتة. ابرد وجهًا صغيرًا - الرماح الفضية في مصفوفة رمادية تؤكد وجود خطوط. | ارفض الكعكات ذات الشقوق الشعاعية أو جزر الجرافيت الفقاعية. |
7 | صهر على نار هادئة | أعد تسخينه إلى ٧٨٠-٨٣٠ درجة مئوية (أقل بقليل من Acm). اطرق برفق، مع سحب القرص إلى قضيب؛ ثم عد إلى أقل من ٧٥٠ درجة مئوية كل بضع مرات. | يحافظ على أشرطة السمنتيت سليمة؛ حيث يؤدي التشكيل الساخن إلى درجة حرارة تزيد عن 900 درجة مئوية إلى إذابتها وقتل النمط. |
8 | التطبيع والتلدين | دورة ثلاثية 830 درجة مئوية ➜ تبريد الهواء إلى 400 درجة مئوية؛ الانتهاء بنقع 700 درجة مئوية، تبريد الفرن. | يقوم بتنقية مصفوفة البيرلايت، ويخفف من ضغوط التشكيل. |
9 | تشكيل الشفرة | اصقل القضيب المُعدّل على شكل سكين أو سيف، مع الحفاظ على درجة حرارة أقل من 850 درجة مئوية. صقل خشن بعد كل جلسة تشكيل. | يؤدي تمديد الشريط إلى إطالة السمنتيت إلى شرائط متواصلة والتي ستظهر على شكل موجات سائلة. |
10 | المعالجة الحرارية | يتجاهل العديد من الحدادين عملية التبريد الكامل؛ بل يبدؤون بتبريده بالهواء من ٧٨٠ درجة مئوية، ثم يُخففونه إلى ٢٥٠ درجة مئوية. ينتج ما بين ٥٥ و٦٠ درجة مئوية. | توفر مصفوفة الهايبرويوتكتويد بالإضافة إلى السمنتيت صلابة دون هشاشة. |
11 | التشطيب والحفر | صقل حتى 1200 حصى أو أكثر؛ انقش لمدة 60 ثانية في محلول نيتريك 3% (أو 4 جم/لتر من كلوريد الحديدوز)؛ حَيِّد؛ كرر العملية حتى يظهر التباين. أغلق السطح بالزيت أو شمع رينيسانس. | يصبح الفريت داكنًا، ويظل السمنتيت لامعًا، ويكشف عن نمط "مائي" أصيل لا يتلاشى أبدًا. موقع ScienceDirect |
لماذا هذا مهم اليوم
التكاثر ووتز التقليدية مزيجٌ من علم المعادن والصبر. إذا لم تُجرّب منحنى التبريد أو جرعة العناصر النزرة، فستحصل إما على قطعةٍ بسيطةٍ بلا ملامح أو قرصٍ محطم. دقّق في كل خطوة، وستحصل على نفس الفولاذ اللامع الذي سلّح المحاربين من بلاد فارس إلى بلاد الشام - رابطٌ حيّ بين العلم القديم وحرفة السكاكين الحديثة.
تبدأ عملية تسخين ووتز قبل إشعال الفرن بوقت طويل، حيث يستخدم ميزانًا فنيًا ومجموعة مختارة بعناية من الخردة. فيما يلي المزيج الذي يستخدمه معظم الحدادين المعاصرين بعد دراسة تحليلات السبائك العتيقة ونسخ فيرهوفن-بندراي.
المكون الفعال | الوزن النموذجي لـ 1 كجم منصهر | لماذا يهم |
---|---|---|
قطع الحديد المطاوع النظيفة (أو الحديد الزهر منخفض الفسفور) | 900–1 جرام | يوفر كمية منخفضة للغاية من الفوسفور والكبريت؛ ويؤدي غيابهما إلى منع السبيكة من التشقق بسبب الحرارة القصيرة. |
فحم الخشب الصلب، مطحون ناعماً | 180-220 جم (ينتج ~1.4-1.6٪ وزنًا من الكربون) | يقوم الفحم بنشر الكربون في المصهور حتى يستقر في نافذة فرط التكتونية 1.2-1.8٪ - "النقطة المثالية" لتكوين السمنتيت. |
"توابل" العناصر النزرة (رمل المغنتيت أو رماد النبات الغني بـ V/Mo) | نصف ملعقة صغيرة - حوالي 2 جرام | يُثبّت ٠.٠٢٪ فقط من الفاناديوم أو الموليبدينوم ألواح السمنتيت بحيث تبقى رقيقة ومتوازية. إذا قلّلت الكمية، فسيتعكّر النمط؛ وإذا أضيفت أكثر من اللازم، فسيتشقق السبيكة. |
التدفق: رقائق زجاجية شفافة مسحوقة أو رقائق كوارتز | 3-5 جرام مرشوش في الأعلى | يذوب الزجاج مبكرًا، مكونًا بركة لزجة تمتص الخبث وتعزل السطح عن الهواء. كما يذيب أكاسيد الصهر، تاركًا فولاذًا أنظف. iforgeiron.com |
رقاقة فحم مزيلة للأكسجين | رقاقة واحدة بحجم الإبهام، توضع فوق الزجاج | يحترق أخيرًا، ويولد ثاني أكسيد الكربون الذي يطرد الأكسجين المتبقي، ويمنع إزالة الكربوكسيل أثناء النقع في درجات حرارة عالية. مجموعة من التشدد غير المخفف |
تعبئة الوعاء
يقوم سميث بتوزيع الشحنة على طبقات - الحديد، الفحم، الحديد، التوابل - وينتهي بالمادة المصهرة ورقاقة الفحم. يُزيل الدك الخفيف الفراغات ولكنه يمنع تفتيت الفحم، الذي قد يطفو ويُسبب ضغطًا قصيرًا في حوض الخبث. وأخيرًا، يُغلق سدادة طينية البوتقة؛ تُظهر العديد من المواقع التاريخية معجونًا طينيًا إضافيًا مُلطخًا حول الغطاء، مما يدل على أن المصاهر كانت تُقدّر الوعاء المُحكم الإغلاق.الأكاديمية الوطنية الهندية للهندسة]
ماذا يفعل التدفق حقًا
عند درجة حرارة ١٢٠٠ درجة مئوية، يسيل الزجاج إلى بركة زرقاء ياقوتية. يطفو على المعدن، فيؤدي إلى:
يُفضّل سميثز زجاج الزجاج الشفاف أو الأخضر؛ فالشظايا البنية تحمل أكاسيد الحديد التي قد تُلوّث الفولاذ. يلجأ البعض إلى الكوارتز المطحون عندما يرغبون في الحصول على تدفق ذوبان أعلى يبقى سليمًا أثناء التبريد البطيء.Bladesmithsforum.com]
قم بإدخال تلك الجرامات القليلة من الكربون، وتتبع V/Mo، وقليل من الزجاج، وسوف يقوم البوتقة بالباقي: درس في الفيزياء لمدة اثنتي عشرة ساعة ينتهي بقرص بحجم راحة اليد تم إدخاله من خلال الري الشبحية التي يأمل كل جامع أن يراها في الواقع. فولاذ دمشق ووتز.
مدى الذوبان. تتفق التكرارات الحديثة والنماذج الديناميكية الحرارية على أن البوتقة المغلقة يجب أن تصل إلى 1200 - 1300 ° C (حوالي ٢٢٠٠ - ٢٤٠٠ درجة فهرنهايت) طويلة بما يكفي لتسييل شحنة الحديد والكربون بالكامل. يستخدم العديد من الحدادين فرنًا يعمل بالبروبان أو الفحم ≈ 1590 درجة مئوية / 2900 درجة فهرنهايت لمدة ٢٠-٣٠ دقيقة، ثم يُحفظ في منطقة ١٣٠٠ درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين حتى تتوقف الفقاعات ويتشكل غطاء زجاجي من الخبث. يسمح هذا النقع بانتشار الكربون بالتساوي ويضمن وجود الفاناديوم أو الموليبدينوم في محلول صلب قبل بدء التبريد.
لماذا يجب أن يكون البرودة بطيئة ومؤلمة. لا يظهر "الري" الأسطوري إلا إذا أتيحت لصفائح السمنتيت الوقت الكافي للنمو بشكل رقيق ومنظم. تُظهر اختبارات فيرهوفن المعملية أن أشرطة الكربيد تتلاشى إذا بردت السبيكة بسرعة كبيرة بين 900 و600 درجة مئوية؛ ويحدث هبوط تدريجي لـ 1-3 درجة مئوية في الدقيقة في تلك الفترة الزمنية، يكون الوضع مثاليًا. فالمعدلات الأسرع تُحبس الكربون في كتلة متجانسة؛ أما المعدلات الأبطأ من حوالي ١٢ ساعة فتؤدي إلى تكوّن كربيدات خشنة ومتكتلة تتشقق تحت المطرقة.
حيل عملية للفرن.
نتيجة. اتبع هذا المنحنى وستفتح قرصًا مزينًا بشرائط سمنتيت متوازية محكمة - القماش الخام لأنماط مائية أصلية. استعجل البرودة، وستحصل إما على قطعة بلا ملامح أو كعكة ممزقة. ضبط درجة الحرارة بشكل صحيح هو الجزء الهادئ من صنع حقيقي. فولاذ دمشق ووتزويأتي الضرب في وقت لاحق.
1 ▸ توحيد الحرارة الأولى
بمجرد أن يبرد قرص البوتقة إلى درجة حرارة الغرفة ويتم إزالة المقياس السطحي، يرفعه الحداد بحذر إلى 780 - 830 ° C-مجرد أقل من Acm - لتجنب ذوبان ألواح السمنتيت حديثة الولادة. تُوضع السبيكة بشكل مستقيم على سطح صغير وناعم، وتُطرق بضربات خفيفة، "لعجنها" حتى تصبح قضيبًا قصيرًا. الحرارة الحمراء الباهتة هي القاعدة؛ الأصفر القشّي ساخن جدًا. أي عمليات تشكيل تزيد عن 900 درجة مئوية تقريبًا تُزيل الري الذي استغرق 12 ساعة لنموه.
2 ▸ دورات السحب ذات درجات الحرارة المنخفضة
بعد كل ضربة مطرقة، يُبرَّد القضيب بالهواء إلى حوالي 400 درجة مئوية، ثم يُعاد تسخينه إلى نفس نافذة ما دون Acm. تُطيل دورتان أو ثلاث من هذه الدورات السبيكة إلى كتلة قابلة للاستخدام، مع تمدد ألواح السمنتيت في الوقت نفسه إلى شرائط طويلة ومتوازية. يُتجنب تمامًا الإخماد السريع - فالصدمة الحرارية بالإضافة إلى شبكة كربيد متصلة تُؤدي إلى شقوق عنكبوتية.
3 ▸ التطبيع
عندما يصل حجم القطعة إلى ~15 × 35 × 150 مم، تبدأ عملية التطبيع:
يؤدي هذا إلى تخفيف الضغوط الناتجة عن عملية التشكيل وتنقية مصفوفة البيرلايت دون إذابة بنية الشريط.
4 ▸ التلدين من أجل قابلية التصنيع
نقع نهائي في 700 ° C لمدة ساعة واحدة، يتبعها تبريد الفرن إلى 400 درجة مئوية، يحول أي بيرلايت ضال إلى شكل كروي ويخفض الصلابة إلى ± 22 HRC - وهو ما يكفي لينًا لقطع أكتاف المناشير الشريطية وحواف الطحن الخشنة.
5 ▸ تشكيل الشفرة وإزالة المخزون
يُعاد تسخين السبيكة المُلدَّنة (أقل من 830 درجة مئوية) وتُشكَّل على شكل سكين أو سيف. تُحافظ التسخينات القصيرة، والتنظيف المتكرر بالفرشاة السلكية، وسطح المطرقة اللطيف على شكلها. بعد التشكيل، تُصقل الشفرة بحبيبات خشنة حتى 220، مع الحفاظ على سمكها النهائي بحدود 1 مم - وإذا صقلتها أكثر من اللازم، فسيصبح النمط رقيقًا إلى الأبد.
6 ▸ المعالجة الحرارية
يقوم معظم الحدادين بتبريد الهواء من 780 درجة مئوية ثم يقومون بتعديلها إلى حوالي 250 درجة مئوية، ليصلوا إلى 55-60HRC- صلبة بدرجة كافية لعضها لفترة طويلة، ولكنها ليست هشة لدرجة أن شبكة الأسمنت تتسبب في تقطيعها إلى شظايا.
7 ▸ التلميع والحفر: الكشف الكبير
خطوة | أيقونة | لماذا |
---|---|---|
البولنديّة | اعمل على حبيبات بحجم 400 → 1، ثم استخدم عجلة من اللباد الصلب مع أحمر خدود أخضر ليعكس اللون. | الأسطح الملساء تجعل التباين المحفور واضحًا. |
النقش الأساسي | 3% نيتريك في الكحول (نيتال) أو 3 جرام FeCl₃ / لتر ماء، 30-60 ثانية. | يتحول لون الفريت إلى اللون الداكن، ويظل لون السمنتيت فضيًا. |
شطف / تحييد | حمام صودا الخبز، ثم الماء الدافئ. | يوقف الأحماض ويمنع البقع الناتجة عن الحفر. |
رفع التباين | تلميع خفيف بحبيبات 2؛ غمسة ثانية لمدة 000 ثانية؛ كرر ذلك حتى تظهر الموجات. | تضاعف طبقات العمق الداكن/الفاتح من قدرة تشاتويانس. |
ختم | شمع النهضة أو الزيت الآمن للطعام. | يعمل على إصلاح المصفوفة عالية الكربون ضد الصدأ المفاجئ. |
نظرًا لأن أشرطة الأسمنتيت تخترق السُمك الكامل للشفرة، فإن الشكل المائي سوف دائما العودة بعد إعادة التشطيب - السمة المميزة لـ فولاذ دمشقي حقيقي (ووتز)إن الانضباط الدقيق في درجة الحرارة خلال كل مرحلة من مراحل التشكيل والمعالجة الحرارية هو ما يحافظ على تلك الموجات الشبحية سليمة من البوتقة إلى حافة القطع.
أسطوري الأداء: لماذا ووتز شفرات وقف خارج
أقسم المسافرون في العصور الوسطى دمشق سيفٌ قادرٌ على شقّ منديلٍ حريريٍّ طائرٍ في الهواء، ثمّ شقّ خوذةٍ حديديةٍ دون أن يفقد عضّته. وبغضّ النظر عن المبالغة، فإنّ السيفَ المصبوبَ في بوتقةٍ الصلب wootz لقد تفوقت حقًا على معظم مكاوي بلوميري في عصرها، بل وتفوقت على العديد من سبائك القرن العشرين. إليك السبب:
هل تفوق ووتز في قطع الفولاذ الفائق الحديث؟ كلا. سبائك الفاناديوم المستخدمة في مسحوق المعادن تتفوق عليه في مقاييس التآكل القياسية. ولكن عند مقارنتها بأي شيء شارك في ساحة المعركة في العصور الوسطى، صحيح... دمشق ووتز قدّمت هذه السكينة ثلاثية نادرة: صلابة عالية دون إخماد، وأسنان كربيد ذاتية الشحذ، ومرونةً كافيةً لتحمل صدًا عنيدًا. هذه الخيمياء - التي تجمع بين علم المعادن والغموض - تُفسر لماذا كان التجار يدفعون في الماضي سبائكٍ ثمينةٍ مقابل شفرةٍ واحدةٍ لامعة، ولماذا لا يزال هواة جمع التحف يلهثون وراءها حتى اليوم.
الفولاذ والمعالجة الحرارية | صلابة (hrc) | احتفاظ حافة CATRA* | ما تظهره الاختبارات |
---|---|---|---|
ووتز، شفرات المتحف (مبردة بالهواء) | ٢٠٢٤/٢٠٢٣ | ~450 مم (اختبار 40 قطعًا) - أفضل من AEB-L/1086 بنفس الصلابة | تعطي أشرطة الأسمنتيت "لدغة أولية" طويلة، حتى قبل الإطفاء. |
ووتز الحديثة، مطفأة بالماء + 450 درجة فهرنهايت | ٢٠٢٤/٢٠٢٣ | ≈ 750 مم - متطابق تقريبًا مع 52100 في نفس المسار | وجد لارين توماس أن قطعة Wootz الفارغة المخططة "تتطابق مع 52100 لإجمالي قطع الورق المقوى". |
ووتز الحديث، كما هو مُطفأ (غير مُعتدل) | ٢٠٢٤/٢٠٢٣ | لم يتم اختباره (هش للغاية بالنسبة للسكاكين) | يُظهر الكربون العالي للغاية أنه يمكن أن يصل إلى Rc مرتفع للغاية، ولكن يجب أن يتم تقويته مرة أخرى للخدمة. |
1084/15N20 دمشق، مطفأة بالزيت | ٢٠٢٤/٢٠٢٣ | ≈ 800 مم (نمط عشوائي) | تساوي الصفائح ذات السبائك المنخفضة أو تتفوق على Wootz في اختبارات التآكل مع الحفاظ على أرقام تأثير أعلى. |
1084/15N20 دمشق، نمط السلم | ٢٠٢٤/٢٠٢٣ | ≈ 900 ملم | "تأثير قطع دمشق": تعمل قطع السلم على قلب الطبقات عبر الحافة وإضافة 10-15% من TCC. |
1084/15N20 دمشق، صلابة شاربي | - | - | ~34 قدمًا رطلاً عند 60 HRC - حوالي 4 × طاقة تأثير Wootz المطفأة عند Rc مماثلة. |
*CATRA TCC = إجمالي ملليمترات من بطاقة السيليكا بنسبة 5% مقطوعة في 60 ضربة؛ الأرقام الأعلى = عمر تقطيع أطول.
الماخذ الرئيسية
تضع هذه الأرقام الأسطورة في سياقها: لقد قطعت Wootz بالفعل مسافة أطول من معظم الفولاذ المزروع في عصرها، ولكن الفولاذ الدمشقي الحديث أو الفولاذ أحادي السبائك المنخفض يمكنه الآن أن يساوي - أو يتجاوز - أدائه المقاس.
رصيد الفيديو: الكثير من التاريخ.
عصر | اللاعبون الرئيسيون والإنجازات | ما أثبتوه |
---|---|---|
الثمانينيات - الثمانينيات | بافيل أنوسوف، ترسانة زلاتوست، روسيا | وبعد عقد من التجارب، نجح في إنتاج مدفع بولات وسيوف ذات ري حقيقي، ونشر أول ملاحظات علمية حول التحكم في الكربون في بوتقة الفولاذ (1838). forpost-sz.ru |
٢٠٢٤/٢٠٢٣ | مايكل فاراداي وجيمس ستودارت، المؤسسة الملكية، لندن | صهر العشرات من "أزرار ووتز" باستخدام تدفق الزجاج، واكتشف أن الإضافات الصغيرة من السبائك (الموليبدينوم والخامس) غيرت شكل النقش - مما وضع الأساس للصلب السبائكي على الرغم من أن شفراتها لا تزال تفتقر إلى الأشرطة المثالية. worldsteel.org |
الثمانينيات - الثمانينيات | وادزورث وشيربي (الولايات المتحدة) | أظهرت دراسة أن الفولاذ عالي الكربون (1.5% كربون) يمكن أن يتحول إلى مادة بلاستيكية فائقة عند 800 درجة مئوية، وهو ما يشير إلى نفس المصفوفة المكونة من البيرلايت والكربيد التي تم استغلالها في السبائك القديمة. |
1990 | جون فيرهوفن وآل بيندراي (الولايات المتحدة الأمريكية) | فكّوا شفرة "الفاناديوم النزر": حافظوا على V ≈ 0.02% وبردوا عند درجة حرارة 1 مئوية/دقيقة لتثبيت شرائط السمنتيت. ضاعفت سكاكينهم عملية الريّ القديمة ووصلت إلى 60 HRC في الاختبارات المعملية. المهووسين بالسكين الصلب |
الثمانينيات - الثمانينيات | ريك فورير، تيم زوادا، جوها بيرتولا | أفران غاز معدلة وأجهزة قياس حرارة حديثة لمصاهر تزن كيلوغرام واحد؛ جداول تشكيل منشورة يمكن للهواة الحدادين اتباعها في منازلهم. |
2024 | سبنسر سانديسون ولارين توماس (نايف ستيل نيردز) | أظهر تحليل OES + CATRA سكين wootz متبل بالنيوبيوم يطابق 52100 من حيث تآكل الحافة (~750 مم TCC) ورسم خرائط لعقبات المعالجة الحرارية (غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى إخماد الماء). |
2025 وما بعده | مصانع الصهر الصغيرة (Zladinox، Acharya، Evans) ومختبرات الأبحاث التي تستخدم بوتقات الحث وبطانيات الأرجون | تجارب باستخدام إضافات التيتانيوم النانوية للحصول على نطاقات أدق؛ تهدف الأعمال المبكرة على "الووتز المطبوع" المصنوع باستخدام الإضافات إلى وضع طبقات من السمنتيت طبقة تلو الأخرى - النتائج معلقة على مراجعة الأقران. |
هل يمكنك شراءه؟ نعم، ولكنه قطاع متخصص. يتراوح سعر قِطعة "غيوتو" أو "بوي" المطبخية من طراز "بندراي" بين 900 و2,000 دولار، وتُباع الكتل بسرعة لأن كل كيلوغرام واحد منصهر يستغرق يومًا كاملاً في الفرن بالإضافة إلى أسابيع من التشكيل على درجة حرارة منخفضة. توقع صلابة تتراوح بين 1 و58 HRC، وأنماطًا بصرية تتراوح بين "السلم" و"الوردية"، كل منها فريد من نوعه بفضل منحنى التبريد الخاص به.
التحقق من الواقع بنفسك.
لذا، في حين أن علم المعادن الحديث قد فك شفرة الوصفة، يظل فولاذ ووتز الحقيقي مسعى حرفيًا، والتي تحظى بتقدير أقل لأدائها الذي لا مثيل له وأكثر لكيمياء إقناع بنية دقيقة لامعة عمرها 2000 عام بالحياة في ورشة اليوم.
تاريخيًا، نعم، كان التجار في العصور الوسطى في سوريا يصنعون سبائك من خشب الوتز الهندي في شكل سيوف منحنية، وبدأ الزوار الأوروبيون يطلقون على النصال النهائية اسم "فولاذ دمشق". أما اليوم، فقد أصبحت كلمة "فولاذ دمشق" مرادفة للكلمة. دمشق عادةً ما يكون اختصارًا للصفائح الملحومة الحديثة (طبقات 1084/15N20، أنوية VG-10، وما إلى ذلك). صحيح الصلب wootz هي سبيكة مصبوبة في بوتقة واحدة؛ حديثة دمشق عبارة عن شطيرة من أنواع مختلفة من الفولاذ ملحومة معًا بالطرق. تذكر القاعدة العامة: ذوبان واحد، معدن واحد = ووتز؛ طبقات عديدة، سبائك عديدة = لحام النمط.
تظهر سيوف ووتز العتيقة أحيانًا في المزادات، لكن القطع المعروضة في المتاحف تبدأ من حوالي خمسة أرقام. للحصول على سكين عاملة، يقوم عدد قليل من الصاغة (في الولايات المتحدة وأوروبا والهند) بإعادة إنتاجها. سكاكين ووتز الفولاذية باستخدام مصاهر الفاناديوم المُتحكم بها ودورات تبريد مدتها ١٢ ساعة؛ توقع قوائم انتظار وأسعارًا تتراوح بين ٨٠٠ و٢٠٠٠ يورو لغيوتو أو باوي. مصانع السوق الشامل لا تفعل ذلك. ليست تقدم wootz حقيقية - إذا كان الكتالوج يقول فقط "دمشق"، فمن المؤكد تقريبًا أنه لحام نمطي.
يقع فولاذ ووتز في ملتقى طرقٍ بارز بين الفن والكيمياء والتاريخ. وُلد في معادن جنوب الهند، وصُقل على طول طرق تجارة طريق الحرير، ثم أُعيد إحياءه في مصانع حديثة، وهو يجمع بين نمطٍ "مائي" ساحر ومهارة قطعٍ فائقة. وعلى عكس اللحامات النمطية الطبقية، فولاذ دمشق ووتز إنها عبارة عن سبيكة منصهرة واحدة، تمتد شرائطها الأسمنتية إلى عمق الجلد: إذا قمت بتلميعها أو شحذها بعد عشر سنوات من الآن، فإن الأمواج ستظل موجودة.
لهواة الجمع، قطعة أصلية سكين ووتز الفولاذية يقدم هذا الكتاب أكثر من مجرد ذكريات الماضي، بل يقدم عرضًا حيًا لكيفية تنافس العناصر النزرة، والتبريد المُتحكم فيه، والتشكيل الدقيق على حرارة منخفضة مع العديد من السبائك المعاصرة. إن فهم هذه القصة يُمكّنك من تقدير كل تموج في النصل، ويُذكرنا بأن علم المعادن الجيد لا يزول أبدًا.
المؤلف: أليكس نيمتسيف | صانع سكاكين بخبرة تزيد عن 10 سنوات | تواصل معي على لينكيدين
المراجع:
Wootz الصلب en.wikipedia.org
ووتز (فولاذ) هندي دمشقي وبوتقة britannica.com
رحلة لأكثر من 200 عام: دراسات مبكرة على سبائك Wootz والنتائج الجديدة المتعلقة بصلابتها ومرونتها ومقاومتها المتميزة. ScienceDirect.com
فولاذ WOOTZ: مادة متقدمة في العالم القديم. dtrinkle.matse.illinois.edu
"دراسة EBSD للمصنوعات الفولاذية الهندية Wootz لاستنتاج المعالجة الميكانيكية الحرارية." دراسة عن مصنوعات Wootz القديمة، المصنفة على أنها فولاذ بوتقة عالي الكربون (hypereutectoid) يتميز بالقوة العالية والصلابة ومقاومة التآكل ونمط سطحه الجذاب
لغز شفرات دمشق بقلم جون د. فيرهوفن Scientificamerican.com
الصلب البوتقة في السيوف الأوروبية والهندية في العصور الوسطى / آلان ويليامز
شكر وتقدير للمساعدة في كتابة المقال: ميشال تشيرني.
مرحبًا، لقد وجدت موقع الويب الخاص بك للتو، عمل رائع من wootz! اعتقدت أنني قد أشارك هذا معك. إنها آلة حاسبة wootz عبر الإنترنت قمت ببرمجتها.
أحاول المشاركة مع الجميع حتى يتمكن الأشخاص من اكتساب الوعي حول wootz والحصول على حرية الوصول إلى الأدوات والمعلومات.