Tecniche di fabbricazione della spada antica d'acciaio di Damasco

L'acciaio di Damasco e l'acciaio annaffiato persiano sono nomi comuni per le spade di acciaio ad alto tenore di carbonio create dagli artigiani della civiltà islamica durante il Medioevo e inutilmente bramate dalle loro controparti europee. Le lame avevano una tenacità e un tagliente superiori e si ritiene che non siano state nominate per la città di Damasco, ma dalle loro superfici, che hanno un caratteristico motivo a turbina di seta acquosa o damasco.

Fatti veloci: acciaio di Damasco

• Nome del lavoro: Acciaio di Damasco, acciaio annaffiato persiano
• Artista o architetto: Fabbri metallurgici islamici sconosciuti
• Stile / Movimento: Civiltà islamica
• Periodo: 'Abbasid (750-945 CE)
• Tipo di lavoro: Armi, strumenti
• Creato / Built: VIII secolo d.C.
• medio: Ferro
• Fatto divertente: La principale fonte di minerale grezzo per l'acciaio di Damasco fu importata dall'India e dallo Sri Lanka e quando la fonte si prosciugò, i fabbricanti di spada non furono in grado di ricreare quelle spade. Il metodo di fabbricazione essenzialmente non è stato scoperto al di fuori dell'Islam medievale fino al 1998.

È difficile per noi immaginare la paura e l'ammirazione combinate generate da queste armi oggi: fortunatamente, possiamo contare sulla letteratura. Il libro del 1825 dello scrittore britannico Walter Scott Il talismano descrive una scena ricreata dell'ottobre 1192, quando Richard Lionheart d'Inghilterra e Saladino il Saraceno si incontrarono per porre fine alla Terza Crociata. (Ce ne sarebbero altri cinque dopo che Richard si ritirò in Inghilterra, a seconda di come conti le tue crociate). Scott immaginò una dimostrazione di armi tra i due uomini, Richard brandendo una buona spada inglese e Saladino uno scimitarra di acciaio di Damasco, "una lama curva e stretta, che brillava non come le spade dei Franchi, ma era, al contrario, una colore blu opaco, segnato con dieci milioni di linee tortuose ... "Questa temibile arma, almeno nella prosa esagerata di Scott, rappresentava il vincitore in questa corsa agli armamenti medievale, o almeno una partita giusta.

Damasco in acciaio: capire l'alchimia

La leggendaria spada conosciuta come l'acciaio di Damasco intimidì gli invasori europei delle "Terre Sacre" appartenenti alla civiltà islamica durante le Crociate (1095-1270 d.C.). I fabbri in Europa hanno tentato di abbinare l'acciaio, usando la "tecnica della saldatura a motivi", forgiata da strati alternati di acciaio e ferro, piegando e torcendo il metallo durante il processo di forgiatura. La saldatura a disegno era una tecnica usata dai fabbricanti di spade di tutto il mondo, inclusi i Celti del VI secolo a.C., i Vichinghi dell'XI secolo d.C. e le spade samurai giapponesi del XIII secolo. Ma la saldatura a motivi non era il segreto dell'acciaio di Damasco.

Alcuni studiosi attribuiscono alla ricerca del processo siderurgico di Damasco le origini della moderna scienza dei materiali. Ma i fabbri europei non hanno mai duplicato l'acciaio Damasco con anima solida usando la tecnica della saldatura a motivi. Il più vicino possibile per replicare la forza, la nitidezza e la decorazione ondulata era incidere deliberatamente la superficie di una lama saldata a motivo o decorare quella superficie con filigrana d'argento o rame.

Wootz Steel e Saracen Blades

Nella tecnologia dei metalli di mezza età, l'acciaio per spade o altri oggetti veniva in genere ottenuto attraverso il processo di fioritura, che richiedeva il riscaldamento del minerale grezzo con carbone per creare un prodotto solido, noto come "fioritura" di ferro combinato e scorie. In Europa, il ferro veniva separato dalle scorie riscaldando la fioritura ad almeno 1200 gradi Celsius, che lo liquificava e separava le impurità. Ma nel processo dell'acciaio di Damasco, i pezzi di fioritura sono stati collocati in crogioli con materiale portante in carbonio e riscaldati per un periodo di diversi giorni, fino a quando l'acciaio ha formato un liquido a 1300-1400 gradi.

Ma soprattutto, il processo del crogiolo ha fornito un modo per aggiungere un alto contenuto di carbonio in modo controllato. L'alto tenore di carbonio fornisce il filo acuto e la durata, ma la sua presenza nella miscela è quasi impossibile da controllare. Troppo poco carbonio e il materiale risultante è in ferro battuto, troppo morbido per questi scopi; troppo e ottieni ghisa, troppo fragile. Se il processo non va bene, l'acciaio forma delle lastre di cementite, una fase del ferro irrimediabilmente fragile. I metallurgisti islamici sono stati in grado di controllare la fragilità intrinseca e forgiare la materia prima in armi da combattimento. La superficie modellata dell'acciaio di Damasco appare solo dopo un processo di raffreddamento estremamente lento: questi miglioramenti tecnologici non erano noti ai fabbri europei.

L'acciaio di Damasco era costituito da una materia prima chiamata acciaio di wootz. Wootz era un eccezionale acciaio al minerale di ferro prodotto per la prima volta nell'India meridionale e centro-meridionale e nello Sri Lanka forse già nel 300 a.C. Wootz è stato estratto dal minerale di ferro grezzo e formato con il metodo del crogiolo per fondere, bruciare le impurità e aggiungere ingredienti importanti, tra cui un contenuto di carbonio tra l'1,3-1,8 percento del ferro lavorato in peso ha in genere un contenuto di carbonio di circa lo 0,1 percento.

Alchimia moderna

Sebbene i fabbri e i metallurgisti europei che hanno tentato di fabbricare le proprie lame alla fine abbiano superato i problemi inerenti ad un alto contenuto di carbonio, non sono stati in grado di spiegare come gli antichi fabbri siriani abbiano raggiunto la superficie filigrana e la qualità del prodotto finito. La microscopia elettronica a scansione ha identificato una serie di aggiunte intenzionali note all'acciaio di Wootz, come la corteccia di Cassia auriculata (usato anche per abbronzare pelli di animali) e le foglie di Calotropis gigantea (un milkweed). La spettroscopia di Wootz ha anche identificato minuscole quantità di vanadio, cromo, manganese, cobalto e nichel e alcuni elementi rari come fosforo, zolfo e silicio, le cui tracce presumibilmente provenivano dalle miniere dell'India.

La riproduzione riuscita di lame damascene che corrispondono alla composizione chimica e possiedono la decorazione in seta acquosa e la microstruttura interna è stata segnalata nel 1998 (Verhoeven, Pendray e Dautsch) e i fabbri sono stati in grado di utilizzare questi metodi per riprodurre gli esempi illustrati qui. I perfezionamenti dello studio precedente continuano a fornire informazioni su processi metallurgici complessi (Strobl e colleghi). Un vivace dibattito sulla possibile esistenza di una microstruttura a "nanotubi" di acciaio di Damasco sviluppato tra i ricercatori Peter Paufler e Madeleine Durand-Charre, ma i nanotubi sono stati ampiamente screditati.

Recenti ricerche (Mortazavi e Agha-Aligol) sulle placche in acciaio traforato Safavid (XVI-XVII secolo) con calligrafia fluente sono state realizzate anche in acciaio wootz usando il processo damasceno. Uno studio (Grazzi e colleghi) di quattro spade indiane (tulwars) dal 17 ° al 19 ° secolo usando misure di trasmissione di neutroni e analisi metallografiche è stato in grado di identificare l'acciaio di wootz in base ai suoi componenti.

fonti

• Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Du Fer Primitif Aux Aciers Modernes. Parigi: Presses des Mines, 2007. Stampa.
• Embury, David e Olivier Bouaziz. "Compositi a base di acciaio: forze motrici e classificazioni." Annual Review of Materials Research 40.1 (2010): 213-41. Stampa.
• Kochmann, Werner, et al. "Nanofili in acciaio antico di Damasco." Journal of Alloys and Compounds 372.1-2 (2004): L15-L19. Stampa.
• Reibold, Marianne, et al. "Scoperta di nanotubi nell'antico acciaio di Damasco." Fisica e ingegneria dei nuovi materiali. Eds. Cat, DoTran, Annemarie Pucci e Klaus Wandelt. Vol. 127. Atti Springer in Fisica: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Stampa.
• Mortazavi, Mohammad e Davoud Agha-Aligol. "Approccio analitico e microstrutturale allo studio delle placche storiche in acciaio ultra-alto contenuto di carbonio (Uhc) appartenenti alla Biblioteca Nazionale di Malek e all'Istituto dei musei, Iran". Caratterizzazione dei materiali 118 (2016): 159-66. Stampa.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner e Wolfgang Scheiblechner. "Nuove combinazioni di acciaio prodotte con la tecnica di Damasco." Advanced Engineering Forum 27 (2018): 14-21. Stampa.
• Strobl, Susanne, Roland Haubner e Wolfgang Scheiblechner. "L'intarsio d'acciaio di Damasco su una lama di spada: produzione e caratterizzazione." Key Engineering Materials 742 (2017): 333-40. Stampa.
• Verhoeven, John D. e Howard F. Clark. "Diffusione del carbonio tra gli strati nelle moderne pale di Damasco saldate a motivo." Caratterizzazione dei materiali 41.5 (1998): 183-91. Stampa.
• Verhoeven, J. D. e A. H. Pendray. "Origine del modello damascato in lame d'acciaio di Damasco." Caratterizzazione dei materiali 47.5 (2001): 423-24. Stampa.
• Wadsworth, Jeffrey. "Archeometallurgia legata alle spade." Caratterizzazione dei materiali 99 (2015): 1-7. Stampa.
• Wadsworth, Jeffrey e Oleg D. Sherby. "Risposta ai commenti di Verhoeven sull'acciaio di Damasco." Caratterizzazione dei materiali 47.2 (2001): 163-65. Stampa.