SZENT ISTVN EGYETEM GPSZMRNKI KAR

TUDOMNYOS DIKKRI DOLGOZAT

AZ EREDETI DAMASZKUSZI ACL TECHNOLGIJA

Ksztette: LENDVAI LEVENTE V. vf. hallgat lendvai.levente@gmail.com

Tmavezet(k): DR. OLDAL ISTVN egyetemi adjunktus

Gdll 2008

1

TARTALOMJEGYZK1.Bevezets,clkitzsek...............................................................................................................3 2.Adamaszkusziaclokcsoportostsa...........................................................................................4 2.1.Azeredetiwootz(bulat)acl.......................................................................................................4 2.2.Rtegeltdamaszkusziaclok........................................................................................................7 2.2.1Japnaclok...........................................................................................................................8 2.2.2Knaiaclok.............................................................................................................................9 2.2.3Egybzsiaiaclok...............................................................................................................10 2.2.4Eurpaiaclok......................................................................................................................11 3.Awootzpengkgyrtsaakzpkorban....................................................................................13 3.1.Aclgyrts.................................................................................................................................13 3.2.Feldolgozs.................................................................................................................................14 3.3.Hkezels...................................................................................................................................17 4.Awootzhozzjrulsaamodernanyagtudomnykialakulshoz.............................................18 5.Sajtgyrtstechnolgia...........................................................................................................21 5.1.Awootzellltsa.....................................................................................................................21 5.2.Aztmunkaprbatestekkialaktsa........................................................................................23 5.3.Aszaktprbatestekkialaktsa...............................................................................................24 6.Avizsglatokeredmnyei..........................................................................................................26 6.1.:Kemnysgmrs......................................................................................................................26 6.2.tmunkavizsglat....................................................................................................................27 6.3.Szaktvizsglat ..........................................................................................................................28 . 7.Amrsekkirtkelse.............................................................................................................34 8.Avizsglatoktovbbiirnyai.....................................................................................................34 9.Felhasznltirodalom.................................................................................................................35 10.Ksznetnyilvnts.................................................................................................................36

2

1. BEVEZETS, CLKITZSEK apjainkban a damaszkuszi aclnak nevezett anyag nem azonos a kzpkorban, a keresztesek ltal Damaszkuszrl elnevezett acllal. A szriai vrosrl elnevezett anyagot ma wootznak hvjuk. Az eredeti aclt az oroszok bulat, a klnbz zsiai npek ukku, taban, kara-taban, harasan, tyndy, sham nven emltik. Ezt az aclt ma mr nem lthatjuk, csak a nevesebb mzeumok killtsain. Enne oka, hogy a gyrtstechnolgia a 17. szzad kzepn elveszett. Damaszkuszi aclnak ma a rtegelt pengt nevezik, de ennek csak a kls megjelense hasonlt a wootzra, teljesen ms az sszettele s a megmunklsi mdja. A wootz fegyverek hresek voltak pratlan vglkrl, erejkrl, akkor sem csorbultak ki, ha ms acllal tallkoztak. Emellett rendkvl szvsak is voltak, a legnagyobb terhels s ts hatsra sem trtek el. Az eurpai kovcsok az eredeti damaszkuszi aclt nem tudtk ellltani s megmunklni, de ltvn a mintzatos pengk szpsgt s erejt, hasonlakat akartak kszteni. Az eredeti technolgit nem sikerlt lemsolni, gy a rtegelt eljrssal kszlt aclt amit el tudtak lltani neveztk damaszkuszi aclnak, hiszen a felleti minta hasonl volt, a szvetszerkezetet s az sszettelt pedig nem tudtk vizsglni. Ez a mdszer jelentette a minsgi aclgyrtst a wootz eltnstl a tgelyacl megjelensig, a XVIII-XIX. szzadban. A rtegelt aclokat kt klnbz szntartalm egy alacsony s egy magas acl sszekovcsolsval lltottk el. Az gy kszlt penge rendelkezett bizonyos felleti mintzattal s szilrdsga megkzeltette az eredeti wootz pengk szilrdsgt, de az elksztsi md merben ms volt. A wootz pengket ugyanis egy adott rcbl ksztettk egy klnleges aclgyrtsi s kovcsolsi eljrssal. A technolgia mra eltnt, a pengket mr szinte csak magngyjtemnyekben s a nagyobb mzeumok killtsain csodlhatjuk meg. Az rcet India dli s kzps rszein bnysztk. Itt gyrtottak belle wootz pogcskat, majd szmos helyre, fleg zsia dli, dlnyugati rszre, Perzsiba s a Kzel Keletre exportltk. A legjobb technolgit a perzsa kovcsmesterek fejlesztettk ki. A kardok a klnleges eljrsnak ksznheten rendkvli tulajdonsgokkal rendelkeztek. Az rc egyedi sszettelnek ksznheten (szmos karbidkpz elem volt jelen benne) pedig a pengk felletn marats s polrozs utn hullmos, rvnyes mintzat jelent meg. Az els ilyen pengt (perzsa wootz) i.sz. 500 krl ksztettk el, az utolst pedig 1750 krl. A dolgozat clkitzse az eredeti wootz damaszkuszi acl reproduklsa s a belle ksztett prbatestek segtsgvel a mechanikai s szvetszerkezeti tulajdonsgainak vizsglata. Valamint a vizsglatok eredmnyeinek a mai iparban hasznlatos aclok tulajdonsgaival val sszehasonltsa.

N

3

2. A DAMASZKUSZI ACLOK CSOPORTOSTSA

wootz acl nevt az Indiai ukku (acl) sz angolostsval kapta. Az orosz tudsok bulatnak neveztk, ez perzsul (pulat) szintn aclt jelent. A wootz aclbl kszlt pengkkel az eurpaiak szmos alkalommal tallkoztak az kori s kzpkori trtnelem sorn. Elszr Makedniai Alexandrosz (Nagy Sndor), aki hdtsai sorn eljutott Indiba is, ahol a dli tartomnyok urtl, Porus kirlytl, 100 talentum (250 kg) wootz aclt kapott ajndkba, amely tbbet rt ugyanennyi sly aranynl. [16] Ezt kveten az eurpaiak a keresztes hadjratok alkalmval kerltek kapcsolatba a wootz pengkkel (innen ered a damaszkuszi acl elnevezs). A mohamedn hadak ugyanis szmos ilyen pengt hasznltak, melyek sokkal ersebbek voltak a keresztesek kardjainl. 1.bra:BoroevicsSzvetozr,azIsonz hadseregparancsnoknakbulat Oroszlnszv Richrd s Saladin prbaja nagyon j szablyja. [9] plda az eurpai s a kzel-keleti fegyverek kztti klnbsgek bemutatsra. A Sir Walter Scott ltal kitallt prbaj a harmadik keresztes hadjrat idejn, Jeruzslem kapui eltt zajlik. A kt vezr egyarnt be akarta mutatni fegyvere erejt. Elszr Oroszlnszv Richrd csapott kett egy ers csapssal egy vaskos (1 inch 38 mm tmrj) aclrudat. Saladin ekkor felllt, lprnjt feldobta a levegbe s egy knnyed vgssal kettszelte azt. A prna gy hullott al, hogy a levegben nem vlt kett. Az r rszletes lerst ad a szaracn vezr szablyjrl: ...The Sultan had a curved and narrow blade which glittered not like the swords of the Franks, but was, on the contrary, of a dull blue colour, marked with ten millions of meandering lines A szultn tbb tz milli kgyz vonal szabdalta, keskeny, grbe pengje nem gy fnylett, mint a frank acl, hanem tompa kk fny volt. [15, sajt fordts]

A

2.1. Az eredeti wootz (bulat) acl

4

A klnleges anyag fegyverrel tbb hres irodalmi szemly is rendelkezett. Szeretlek, trm, h trsam, hideg, villog damaszkuszi penge. Valamely mla grz bosszra ksztett, szabad cserkesz fent dz kzdelemre. [20] Everything is mine, told the gold, Everything is mine, told the bulat. Will buy everything, told the gold, Will take everything, told the bulat. Minden az enym, szlt az arany, Minden az enym, mondta a bulat. Mindent megveszek, szlt az arany, Mindent elveszek, mondta a bulat. [1, sajt fordts] Ksbb mg a magyar irodalomban is tbb helyen emltik: Ht mr itt tartanak. Szztvenezernyi emberarc fenevad. Nagyobb rszket a zsenge gyermekkortl nyilazsra, lvsre, falmszsra, tbori letre neveltk. Kardjuk Damaszkuszban kszlt, vrtjk derbendi acl, lndzsjuk hindosztni mesterkovcsoktl val, gyikat Eurpa legjobb nti alkotjk meg, puskaporuk, golyjuk, fegyverk mrhetetlen s megszmllhatatlan. [6] Jkai Mr A kszv ember fiai cm regnyben is megjelenik egy kivteles fegyver: A harmadik szoba, amelybe tvezette a zsibrus Richrdot, egy teljes gyjtemnyt tartalmazott a vilg minden nemzeteinek fegyverzetbl Tudtam, hogy megakad rajta a szeme az igazi mrtnek. Ez egy igazi Crivelli-penge. Tz aranyat knltak mr a pengrt, de nem adom tizentn alul S azzal a kard pengjt reszket kezeivel meghajtva, Richrd derekt v gyannt fogta vele krl Van itt valami rossz puska, ami nem sokat r?... Richrd kivlasztott egyet kzlk, a legnehzkesebbet, s azt harntkosan megtmaszt, szjval a glnak, agyval a padlatnak. Most krem, lljon n flre! A zsibrus flrellt, s vrta, mit akar ez elkvetni. Richrd pedig egyet suhintott a levegben a karddal, s azzal lecsapott a puskacsre. A puskacs ktfel szelve esett jobbra-balra Nzze n, egy csorba sem esett az ln

5

Ez a kard nem Crivelli szlt Richrd, visszanyjtva a kardot a zsibrusnak ez valsgos Al-Bohaen damaszkpenge; az ra szz arany. [7] Az idzett irodalomban a damaszkuszi acl mg az eredeti, Kzel Keletrl Eurpba kerlt aclt jelenti. A wootzot nem csak fegyverek gyrtsra hasznltk, hanem alapanyagknt szobrszatban is. Az India fvrosban, j-delhiben ll oszlop (amely korrzillsgrl hres) teljes egszben wootzbl kszlt. Az oszlop 7,21 m magas, 41 cm tmrj s tmege tbb, mit 6 tonna. Az oszlop egykor Siva templomban llt, melyet II Chandragupta emeltetett a IV-V. szzad forduljnak krnykn. [24] Ma megklnbztetsl ezt az aclfajtt wootznak vagy eredeti damaszkuszi aclnak nevezzk. Ez egy nagy tisztasg (kiv. foszfor), magas szntartalm (1,3-2,1%), India bizonyos terletein bnyszott s gyrtott acl. (Mai besorols szerint hipereutektoidos sszettel, tvzetlen szerszmacl.) Az elgyrtmnyokat 2.bra:Azjdelhibenll oszlopAkorrzill (hokikorong mret aclpogcsk) egsz zsiba s a Kzel csoda[24] Keletre exportltk. Az anyagbl klnleges feldolgozsi technolgival kardokat, trket, esetleg vrtezeteket ksztettek. A technolgia hinya miatt az eurpai kovcsok nem tudtk megmunklni akkor sem, ha hozzjutottak, gy Eurpba csak a ksztermkek kerltek. A damaszkuszi aclt a penge anyagnak klnleges felleti mintzatrl lehet felismerni. A f szvetelem (perlit) stt htterben a cementit (Fe3C) vilgos, rvnyes formban vlik lthatv a polrozs s marats utn. Ez a mintzat vletlenszer, ellenttben a kvetkez fejezetben bemutatott rtegelt aclokval, amikben az alkalmazott gyrtstechnolgia miatt mindig felfedezhet bizonyos rendezettsg. A mintzat a wootz esetben akkor lthat, ha a gyrts sorn ausztenit fzisban lv anyag szvete elegenden durva. Ekkor a hmrsklet cskkensekor a szemcsk hatrn cementit vlik ki. Ebbl nem szabad azt a kvetkeztetst levonni, hogy a nem lthat mintzat jobb anyagtulajdonsgot eredmnyezne, mivel a durva szvetszerkezet a megmunkls sorn finomm alakul. Mindssze az eredeti durva szemcseszerkezet krvonala ltszik a felleten. Az rott forrsok szerint az utols wootz penge az 1750-as vekben kszlt. A technolgia eltnst szmos tuds prblta magyarzni, legvalsznbbnek az tnik, hogy a kovcsmester a technolgit szjhagyomny tjn adta tovbb segdjnek, gy kevs rsos forrs maradt fenn. Az rclelhelyek a 18. sz. krnykn kimerltek. [3] A technolgia feleslegess vlt, mert csak bizonyos rcek6 3.bra:Azangolmegszllktnkreteszikaz indiaiipart[15]

esetben alakult ki a megfelel anyagi minsg. A kovcsmesterekkel egytt gy a technolgia is kihalt. A msik lehetsges indok, hogy India angol megszllsa ebben az idben kezddtt meg. Az angol megszllk sajt iparuktl prbltk fggv tenni legjabb gyarmatukat, ezt pedig legegyszerbben gy lehetett elrni, hogy a mr meglv ipargakat a szksges mrtkben tnkre teszik, s a sajt jl bevlt technolgijukkal ptik jj. Ez all a virgz nehzipar (aclgyrts, kovcsmhelyek, stb.) s termkei sem voltak kivtelek. Miutn a hdtk jjptettk a lerombolt ipart, az elnyomott mesterek mr nem tudtk, vagy nem is akartk ellltani a wootzot (klnsen azutn, hogy lttk megsemmislni elksztett mveiket). [4] Erre azrt is szksg volt, mert itt is ltezett a Perzsiban hasznlthoz hasonl technolgia, gy a pogcskbl itt is el tudtk lltani a hrhedt pengket. Az angol gyarmatosts ellen elszntan kzd Tipu szultn (1782-1799) 100 darabos szemlyi fegyvertrnak 40 darabja indiai wootzbl kszlt. A szultn buksa utn fhadiszllst feldltk, kifosztottk a brit katonknak ez a mvelet kt napig tartott , a fegyvertrat felosztottk. A krt az akkori oklevelekben 1 143 216 angol fontban llaptottk meg. Tovbbi rdekessgknt szolglhat, hogy a kzelmltban felbukkant ennek a gyjtemnynek egy darabja a londoni Christies aukcis hz egyik rversn. A kard 2004-ben 15 milli Indiai rpirt (mai rfolyamon tbb mint 350 000 USD) tallt gazdra.

rtegelt aclokat tvesen damaszkuszi aclnak nevezik. Ugyan mutat felleti mintzatot, de annak kialakulsa a gyrtsi eljrs sorn felhasznlt acloknak ksznhet. Az eljrs sorn kt klnbz szntartalm aclt kovcsolnak s hajltnak ssze. Az egyik acl szntartalma magas, a msik pedig alacsony volt. A kt aclt felhevtettk, sszekovcsoltk, majd sszehajtottk s ismt teljes hosszra kikovcsoltk. Az eljrst addig ismteltk, mg megfelel szm rteget rtek el. A rtegek szma a legjobb minsg kardoknl akr 220 is lehetett. Ezt kveten pengv kovcsoltk az anyagot, mely gy jl alakthat s kellen kemny lett. A rtegek pedig jl kivehet mintt adtak. Az gy kszlt kardok hasonl mechanikai tulajdonsgokkal brtak, mint az eredeti damaszkuszi pengk. A technolgia azonban kultrrl kultrra vltozott. Az albbi tblzatban nhny rtegelt eljrssal kszlt mtrgy anyagi sszettelt foglalom ssze: Mtrgy A gzai piramisban tallt fmlemez Knban gyrtott rtegelt penge Meroving kard A kszts ideje I. e. 275 I. sz. 100 1. anyag 0,2% szntartalm acl Elhanyagolhat mennyisg szenet tartalmaz acl Elhanyagolhat mennyisg szenet tartalmaz acl7

A

2.2. Rtegelt damaszkuszi aclok

2. anyag Kovcsoltvas Kis szntartalm acl

I. sz. 2-12. szzad

sznvas

Mtrgy Japn kard Indonziai kris

A kszts ideje I. e. 400- napjainkig I. sz. 14. szzad

1. anyag 1% szntartalm acl 1% szntartalm acl

2. anyag 2% szntartalm acl Meteorvas (kis szntartalm)

2.2.1 Japn aclokapnba is exportltak wootz pogcskat, de itt sem tudtk megfelelen megmunklni [16]. A japn kovcsok a rtegelt (hajtogatott) aclgyrtsi technolgit hasznltk. A japn katank (szamurj kardok) elksztsnek technolgija nem veszett el a trtnelem folyamn, a kovcsok mg mindig mvszi fokon zik a mestersget (ma mr llami tmogatssal). A kardokat mg ma is a rgi hagyomnyok szerint ksztik s ellenrzik, s az si aclgyrtsi mdszer is l. A kardok elksztshez szksges vasat elszr hagytk rozsdsodni a fld alatt, az alapanyagot gyakran mg a kovcsmester eldje sta el. A megmunkls sorn gyakran az alapanyag ktharmad rszt is elveszhetett mire katana lett belle. 4.bra:Egyjapnkatana[23] Kovcsols kzben a mester kikalaplta a szennyezdseket s a felesleges sznmennyisget a kard anyagbl. A ksz kardokat eztn a majdani tulajdonosa a vsrls eltt kiprblhatta. A kiprblsnak tbb mdja is ltezett. Az ellenrzsek rendszerint nem kis mennyisg vr kiontsval jrtak egytt. Erre a clra legtbbszr rabokat, parasztokat, vagy idegeneket (klfldieket) hasznltak. Az egyik ilyen md a keresztvgs volt. A keresztvgs elnevezs a szakrtk vlemnye szerint kt dolgot jelenthetett. Az egyik szerint a kardot az tkeresztezdsben elszr szembejv paraszton prbltk ki. A msik elmlet szerint a keresztvgst sz szerint kell rtelmezni. A karddal az ldozatot egy fggleges s egy vzszintes vgssal kellett levgni. [13] A msik mdszer lnyegesen tbb vrrel jrt. Itt az ellenrzs sorn tz rabot (vagy holttestet) kellett a katannak kettvgnia (vagy a fejket kellett levgni, vagy pedig derkban kellett az ldozatokat kettvgni). A prbkat a pengnek kicsorbuls, vagy trs nlkl 5.bra:Akatanktesztelse[15] kellett killnia. Ezrt gyakran elfordult, hogy a tizedik8

J

ldozat maga a kovcsmester volt. Ez persze csak ritka esetben fordult el, ha a vev nem volt elgedett a penge minsgvel (a kard kicsorbult a mindenre kiterjed tesztels sorn). [13] A kardokat ma mr ms mdszerrel vizsgljk, ma a rabok teste helyett hasonl vastagsg s ellenlls prbatesteket hasznlnak, ami ndbl, vagy rizsszalmbl kszl. A kardokat a tulajdonosa egsz letben viselte. A legrtkesebb kardokat tbb genercin t fltve riztk, s mr-mr vallsos tisztelet vezte ket. A legregebb kardokban a hagyomny szerint a szamurj lelke lakott (ezeket a kardokat katsujinken-nek, l pengnek neveztk). A katant csak bkeidben hordtk, kialaktsa nem teszi lehetv a hossz pengevltsokat [13]. A kardot pp ezrt lvel felfel, az vbe tzve hordtk. Az v szerepe az, hogy a katana ms kemny fellettel (sisak, pncl) tkzve el ne trjn, valamint, hogy a penge knnyebben elhzhat legyen hvelybl. Ha a kard csata kzben mgis eltrt, a harcok vgeztvel az sszes trtt kardot eltemettk, hogy soha tbb ne tallhassanak rjuk. A katank elksztshez nem ritkn ngy klnbz szntartalm aclt hasznltak. A kard kpenye kt magasabb szntartalm aclbl (mivel ez a rteg volt felels a kemnysgrt s a vgl tartssgrt). A bels mag (a rugalmassg miatt) pedig kt alacsonyabb szntartalm aclbl kszlt. A kt-kt aclt a rtegelses eljrssal sszekovcsoltk, majd kovcshegesztssel sszemunkltk. A kovcsok az cskavasbl rendkvl j minsg pengket tudtak ellltani. A gyrtstechnolgia aprl fira, mesterrl tantvnyra rkldtt. A kardok pengje a hajltsok utn akr tbb tzezer rtegbl is llhatott. A penge felletn a marats utn jellegzetes mintzat alakult ki, mely mg a pengk azonostsra is alkalmas lehet. A pengk edzsre is egy klnleges folyamat keretein bell kerlt sor. A ksz forr penge testt agyaggal vontk be (az lt nem), s gy tettk a htvzbe a pengt. Az agyag hszigetel kpessge elg volt ahhoz, hogy az l a kritikus hlsi sebessgtl gyorsabban hljn, mg a penge teste ez alatt a sebessg alatt maradjon. [13] Ms pengket raml levegn htttek. Ekkor a pengre ugyangy felvittk az agyagrteget, majd egy lovas kezbe adtk, aki vgtra fogta a lovat, s a penge a menetszl segtsgvel hlt ki. [15]

2.2.2 Knai acloknban is hasznltak rtegelt pengket, st egyes felttelezsek szerint a japn kovcsok tlk vettk t a kardkszts tudomnyt. [12] A kardok ksztsnek mvszete itt csaknem kihalt, mert egy idben tiltott tudomnynak szmtott a rtegelt pengk elksztsnek mdja. St mg az is elfordult, hogy a knai csszr egyik-msik hborja eltt Japnbl rendelt kardokat a katoni szmra. [13] A knai hskorban azonban hrom mdszert is kidolgoztak a kardok ksztsre. Az els tpust baogangnak, burkolt (wrapped) aclnak neveztk. Az ezzel a mdszerrel kszlt kardok esetben a szvs magot (ami gyakran a hajtogatsos technolgival kszlt) sszehegesztettk egy rideg, V alakban meghajltott rtegelt burokkal, mely a penge lt alkotta. Ennek a rtegnek kellen vastagnak kell lennie, klnben a penge az id mlsval (a szmos lezsnek ksznheten) elvesztette volna lnek tartssgt.9

K

A msodik tpus a qiangang, vagy beszrt (inserted) acl. Itt a magas szntartalm, rideg lt a szvsabb, rtegelt pengetesbe illesztettk be. A harmadik tpus az, melyet nyugaton (a vikingek) is hasznltak, a csavarsos (twistcore) eljrssal kszlt penge. Ezt a pengt gy ksztettk, hogy nhny klnbz szntartalm rudat kovcsoltak ssze (a rdkteg kzepn helyeztk el a nagy szntartalm, kvl pedig a kisebb szntartalm rudakat). Az sszekovcsols utn jra megmelegtettk a kteget, majd pedig az egszet megcsavartk. Ezen kardok mintzata sokkal szebb volt, mint a msik 6.bra:AknaiHandinasztiakorabelirtegeltdamaszkuszi lovassgipallos[20] kett, vagy a japnban kszlt pengk nyers mintzata, mert a csavars miatt a mintzat rvnyl lett. Taln ezek a pengk hasonltanak leginkbb a wootz felleti mintzathoz.

tegelt eljrssal kszlt pengket zsia egyb terletein is ksztettek, br ezek mennyisgk miatt nem voltak olyan nagy jelentsgek, mint az elz fejezetekben emltettek. Indiban ott ksztettek a Japnban hasznlatos technolgival damaszkuszi mintj trgyakat, ahol nem tudtak wootzot ellltani. Ezek a legritkbb esetben voltak fegyverek, ltalban csatok, hajtk kerltek el. Az egyik legrdekesebb rtegelt penge Indonzibl kerlt el a holland gyarmatostk jvoltbl. A tradicionlis kris egyik alkoteleme ugyanis a meteorvas, mg a msik kb. 1% szntartalm acl [4]. A meteorvas egy nagyon egyedi sszettel s rendkvl ritka svny, mely fmmeteorok becsapdsakor kerl a Fldre. Az rc nagy mennyisg (5-20%) nikkelt s amennyiben van benne, rendkvl kis mennyisg szenet tartalmaz. Az rcet tbb helyen is hasznltk, viszont a belle ksztett trgyak, fegyverek szma pontosan nem hatrozhat meg. Ennek oka, hogy a kzpkorban a fegyvereket a harcos mell temettk. A talajnedvessg viszont knnyen korrodlja a meteorvasat (a benne lv nikkel miatt), a visszamarad rossz minsg leletbl pedig nem lehet megllaptani, hogy milyen anyagbl kszlt. Ma szmos ilyen meteort riznek a vilg mzeumaiban. A leghresebb ilyen meteorok az 1818-ban Grnland szaki rszn, a York foknl csapdtak be, s jelenleg a New York Mzeumban tallhatk. Az slakosok a N (3 tonna tmeg), a Stor (30 tonna) s a Kutya (0,4 tonna) nevet adtk nekik. [15]

R

2.2.3 Egyb zsiai aclok

10

2.2.4 Eurpai aclokurpban is tbben prblkoztak damaszkuszi acl ksztsvel. Az egyik ilyen np Eurpban elsknt a germn harcosok npe, a viking volt. A legkevesebb damaszkuszi trgy tlk maradt rnk (ez a szm vilgszerte kb. 1000, a trgyakat nagyobb mzeumok killtsain csodlhatjuk meg) [7]. Ez azrt van, mert harcos np lvn a fegyvereket a halott harcos mell temettk el. A viking fegyverekre jellemz volt az egyszersg, a cl sokkal inkbb a 7.bra:Rtegeltvikingpengerszlete[21] hatkonysg volt, mint a szpsg s a mves pengk ksztse. A mintzatos pengket sem felttlenl szpsgk, mint inkbb tartssguk s erejk miatt hasznltk. A vikingek kalandozsaik sorn valsznleg Knba is eljutottak, gy alkalmuk addott ellesni a gyrtstechnolgit a tvol keleti kovcsmesterektl. A fegyvereket a knai csavarsos technolgihoz hasonl mdon lltottk el. A klnbsg az, hogy a vikingek nem ismertk olyan mlysgig a kovcsmestersget, mint knai trsaik. gy a legtbb penge minsge nem rte el a knai csavart pengk minsgt. A gyrts sorn a viking kovcsok szintn tbb, klnbz szntartalm aclrudat kovcsoltak ssze, majd csavartak meg, de a rtegek szma lnyegesen kisebb volt, mint a knai kardok. Tovbb a vikingek kevsb fejlett technolgival lltottk el az elgyrtmnyokat, teht azok anyagi minsge s sszettele lnyegesen rosszabb volt. [21; 22] A kardok azonban gy is legendsak voltak, a germn mitolgia nagy hseinek fegyverei valsznleg ezzel a technolgival kszltek. Egy kicsivel dlebbre, a Frank birodalom terletn is foglalkoztak rtegelt eljrssal kszlt fegyverek gyrtsval. A pengket itt klnleges, vegyes eljrssal ksztettk. A kovcsmesterek ugyanis rjttek, hogy a mintzat szablyossga nagyban fgg az alkalmazott rtegezsi mdtl. A frank kovcsok a leggynyrbb mintzat pengket ksztettk, gy, hogy a hajtogatsos technolgit tvztk a csavarsossal. A pengk minsge nem sokkal volt jobb a vikingek ltal ksztett pengknl, mivel a csavars itt is nagymrtkben ronglta a kialakul szemcseszerkezetet. Fontos megemlteni tovbb a messze fldn hres toledi aclt is. A toledi eljrsnak nevezett folyamatot Spanyolorszg mr megszllsnak idejn dolgoztk ki s a technolgia segtsgvel mg ma is kivl minsg pengket lltanak el. A fegyvereket nem11

E

rtegelses eljrssal lltottk el, viszont az ltaluk feltallt bettedzsnek ksznheten szvsak s ltartk voltak. A kzpkori Toledban kszlt raprokat (trkardokat) hasznltk a francia elkelsgek testrei, s a musktsok is.

12

3. A WOOTZPENGK GYRTSA A KZPKORBAN

3.1. Aclgyrts minsg kardokat tudtak kszteni a kzpkori kovcsok a rendelkezskre ll bizonytalan minsg alapanyagokbl is az elz fejezetben bemutatott eljrsokat alkalmazva. Kivl minsg pengket azonban csak kivl minsg alapanyagbl lehet gyrtani. Ilyen aclt elszr az indiai kohszoknak sikerlt ellltani a kzpkor elejn. Ehhez az indiai bnykbl nyert egyedi sszettel rc is rendelkezskre llt, azonban csak a megfelel gyrtsi 8.bra:Akovcsoksolvasztrokltalhasznltvasszn llapotbra[14] procedra utn lett belle wootz. A wootz gyrtsa Tipu szultn halla utn is folytatdott. 1800-ban egy brit utaz Buchanan tlersban emltst tesz a wootzgyrtshoz hasznlt kemenckrl. A lersban szerepl kemence egy kunyhban volt elhelyezve. Egy tzhelybl s egy hamugyjt verembl llt s az egsz a fldszint al volt sllyesztve. A gdrt egy vzszintes jrattal egy nagyobb, a kunyhn kvl elhelyezett veremmel ktttk ssze, ebbe kapartk ki a hamut, ha a 9.bra:ABuchananltallertkemence rekonstrukcisvzlata[15] bels gdr megtelt. A tzhely egy dnttt fal mlyeds volt, mely a fld szintjtl a hamugyjt verem aljig rt. A tzhely s az olvasztr kz egy agyagbl kszlt falat emeltek a hszgetels miatt gy csak a mester kt keznek vgott nylson keresztl lehetett a tzhelyhez frni. A mester kt kezt egy-egy agyaggal bevont, krbrbl kszlt tml vdte a htl. [15] Az India dli tartomnyaiban bnyszott vasrcet a bnyk kzelben dolgoztk fel s wootzot ksztettek belle. A kibnyszott vasrcet elszr redukltk fa-, vagy ksznnel. Ezt kveten az rc a vasntdkbe kerlt, ahol ismt felhevtettk, majd pedig klnbz adalkanyagokkal kezeltk, hogy a kn s foszfor tartalma cskkenjen. Az olvaszts itt is fasznnel, ksznnel trtnt, de a mhkas alak kemenckbe helyi shonos nvnyek (legfkppen a Cassia Auriculat s a Calotropis Gigantea) rszeit is betettk. [3] A nvnyekben lv szennyezket s a hevtshez hasznlt szn egy rszt a vasrc magba oldotta, s gy alakult ki a klfldre (zsia klnbz rszeire) exportlt hoki korong mret pogcsa, vagy13

J

a nyers kard alak elgyrtmny, amit mg hkezelsnek vetettek al (hasonl, mint a mai rtelemben vett normalizls). Az exportlt alapanyag ra meglehetsen borsos volt, minl tvolabb kerlt az anyaorszgtl, annl drgbb lett. Mr az elgyrtmnyok birtoklsa is presztzskrds volt, a perzsa uralkodk egy ideig nem engedtk tovbb exportlni az indiai aclokat. Az 1600-as vekben a Perzsiba exportlt acl mennyisge hatalmas mreteket lttt. Csak 1657-ben 10.bra:Wootzpogcsa[15] (az eurpai keresked trsasgok szerint) az indiai aclexport meghaladta a 10 000 fontot (4 500 kg). A Holland kereskedhajk szlltmnyonknt 20 000 pogcst vittek Perzsia kiktibe. [15] A wootz minsgt exportls eltt mg leellenriztk. A mesterek rjttek, hogy a klnbz minsg aclok klnbzkppen reaglnak a mgnesre s a megmunkls kzben egy adott hmrskleten megvltozik az acl srsge, s az alakthatsga (- talakuls). gy egy egyszer minsgbiztostsi rendszert tudtak kialaktani. Ehhez csak egy termszetes mgnesre s a vas-szn tvzetek izztsi sznskljra volt szksg. A kovcs- s ntmesterek a megmunkls sorn feljegyzseket ksztettek, melyek sszestsbl a 8. bra llt ssze. [11] A korabeli utazk gy gyakran tallkozhattak olyan vndor kereskedkkel, akik ezekkel a pogcskkal kereskedtek. Egyikk, William Foster, gy rja le a pogcst, mint egy nagy krtt, melynek legnagyobb tmrje 5 legkisebb pedig 3. A pogcskat termszetesen tvtelkor leellenriztk. Az ellenrzs egyszer volt. A kovcsmester felhevtette s kettvgta a krtt. Ha megfelelt a kovcs elvrsainak megvette s kt fegyvert ksztett belle.

3.2. Feldolgozsz Indiban kszlt wootz pogcskat a perzsa kovcsok a balgalai (kis-zsiai telepls) eljrst felhasznlva ksztettk el. A folyamatot a falu templomban tallt tekercsek rjk le: The Bulat (Damascus steel) must be heated until it does not shine, just like the rising Sun in the desert, after which it has to be cooled to the color of a kings purple, then dropped into the body of a muscular slave the strength of the slave was transferred to the blade and this is the one that gives the metal its strength.11.bra:Aclokizztsisznsklja[5]

A

14

A bulatot addig kell hevteni, mg el nem ri a sivatagban felkel nap sznt, eztn le kell hteni a kirlyi bbor sznre, majd egy ers rabszolga testbe kell mrtani a rabszolga ereje tvndorol a pengbe, s ez adja a fm hatalmt. [4, sajt fordts] Az idzet segtsgvel pontos kpet kaphatunk az acl megmunklsnak technolgijrl. A kovcsok nem rendelkeztek mg a mai technolgival, s a ma hasznlatos izztsi sznsklval, gy a kzismert jelensgek (sivatagi felkel nap) s trgyak szneit (kirlyi bbor) hasznltk. Mai terminolgival lve az aclt az izztsi sznskla vilgosvrs sznig (kb. 850 C) hevtettk, itt megmunkltk. Ha a kard kszen volt hagytk szabad levegn lehlni a sznskla 12.bra:Hipereutektoidosaclmetastabilistalakulsa[11] sttvrs (kb. 650 C) sznig. Az edzst pedig egy kb. 37 C hmrsklet, magas startalm kzegben vgeztk. Ezen a hmrskleti tartomnyon trtnt a megmunkls is. A megmunkls sorn a wootz pogcskbl fegyvereket ksztettek. A kovcsols az alapanyag szemcseszerkezett finomtja. Kovcsolskor a kard alakjt egy hevtssel nem tudtk kialaktani, az jrahevtskor azonban az anyag szemcsi durvultak, amit a kvetkez kovcsolssal ismt finomtottak, a kovcsols sorn trekedni kell a minl kevesebb hevtssel trtn megmunklsra. A kovcsols szemcsefinomt hatst azonban lehet fokozni. Ultrafinom szemcseszerkezet (nanoszemcss acl) elrshez az aclt alacsony hfokon kell megmunklni, gy az anyag tulajdonsgai nagymrtkben javthatk. [17] Hagyomnyos kovcsolssal ilyen mrtk szemcsefinomods nem rhet el, mert jrahevtskor a szemcsk durvulnak. A hipereutektoidos wootzot azonban alacsonyabb hfokon kovcsoltk, gy kerlvn el a szemcsedurvulst. A hipereutektoidos aclok hlsekor az ausztenit-perlit talakuls sorn cementit is keletkezik, mely a szemcsehatrokon vlik ki. Ezek a szemcsk mg durvk, mivel az anyag hmrsklete magas. Ezek a cementit krisztallitok csak akkor olddnak jra fel, ha az acl ismt elri ezt a hfokot (az jrakritlyosodsi hmrsklet az acl szntartalmnak nvekedsvel egyre magasabb lesz a hipereutektiodos tartomnyban). A kovcsols hmrsklete azonban jval ez alatt az rtk alatt marad. Ennek kvetkeztben szemcsedurvuls nem jn ltre, valamint a kivlt cementitszemcsk felaprzdnak. A wootz megmunklsa 650-850 C hmrsklettartomnyban trtnt sokszoros jrahevtssel s kovcsolssal. Ennek kvetkeztben a szemcseszerkezetet egyre finomabb vlt, s a munkafolyamat vgn egy ultrafinom szemcsj anyagot kaptak. Az gy kszlt pengk a ms eljrssal elrhetetlen szvssgot az ultrafinom szemcseszerkezetnek, ltartsgukat pedig a cementitnek ksznhettk. Napjainkban is szmos kutats folyik az ultrafinom szerkezet anyagok ellltsval kapcsolatban. Ezen kutatsok sorn tbbfle mdszert is kidolgoztak a szemcseszerkezet finomtsra (HPT, ECAP, ARB, RCS, MF). A mdszerek kzs alapokon nyugszanak. A folyamatok sorn az aclt termomechanikai terhelsnek teszik ki. A perzsa eljrshoz leginkbb az HPT (High Pressure Torison) eljrs hasonlt. Itt ugyanis az aclt az Ac3 hmrsklet fl15

hevtik, majd fjt levegvel Ac1 (600 C[13. bra]) al htik majd megmunkljk, teht hideg-melegalaktsrl van sz. A megmunkls utn (kb. 51%-os alakts), raml levegn lehtik, majd, ha szksges megeresztik. A megereszts utn a szemcse tovbbi finomtsra van lehetsg, ha az eljrst megismteljk. A szemcsemret azonban nem finomthat a vgtelensgig [11]. A valsgban a folyamat kovcsmester kalapcsnak s izomerejnek ksznheten ment vgbe. A hls s megmunkls kzben az tvzetbl elszr azok a karbidok vlnak ki, melyek affinitsa a sznhez nagyobb, mint a vasnak (titn, krm, nibium, volfrm, stb.). Majd 13.bra:AW9anyagmikroszerkezetnek kialaktsa[18] a vas-karbid ezekhez a karbidokhoz kapcsoldva vlik ki az ausztenit krisztallitok szemcsehatrain. A megmunkls mdja s az tvzet sszettele miatt ezek a fm-karbid csrk rtegesen helyezkedtek el. A rtegek tvolsga a hevtsek szmtl s a wootz pogcsa sszetteltl is fggtt (A Zschokke ltal vizsglt pengknl kb. 46 m) [17]. A rtegek a kard hossztengelye mentn, egymssal prhuzamosan helyezkedtek el. [2 ] A kovcsmesterek a marats utn kialakult mintzatot mg szebb tudtk tenni klnleges eljrsaikkal. Az egyik jellemz mintt Mohamed ltrjnak (Mohammeds Ladder) neveztk. Ezt a 15.bra:Egyeredetiwootzpengerszlete,jl kivehetltramintzattal.[17] mintzatot egy k segtsgvel alaktotta ki a mester. A kovcsols sorn az kkel egy vjatot ksztett a pengn, majd folytatta a kovcsolst. Ezzel az eljrssal elmetszette a szablyos rtegekben elhelyezked karbidszlakat. A kovcsols kvetkez lpse sorn a fm jra kitlttte a ksztett barzdt, de a szlak rendezettsge megvltozott, a falak mentn a karbidszlak srbbek lettek, mint a fenekn. 14.bra:Egywootzpengerszletejminsg Rzsamintzattal.(Apengnaltra A msik npszer minta a rzsa minta (rose mintzatisjlmegfigyelhet.)[17] pattern) volt, melyet a kovcsmester egy reges, vagy tmr blyeggel alaktott ki. A mintzat hasonl mdon alakult ki, mint a ltra mintzat, csak kr alak lett. Ha a blyeg reges volt (cs), egy krgyr alak barzdt hagyott, aminek a fenekn a karbidszlak besrsdnek s a rzsa szirmaihoz hasonl mintzatot alkotnak.

16.bra:Arzsasltramintzatokkialakulsnakvzlata.[17]

16

emcsak a megmunklsnak, de a hkezelsnek is fontos szerepe van a kardpengk minsgnek meghatrozsban. Az elz fejezetben kzlt technolgiai utasts utols rsze is erre utal. A kzpkorban az ltalnos hkezelsi eljrs sorn a kovcsmester a kardot tiszta, szobahmrsklet vzben edzette, majd pedig a kovcstz mellett tartva megeresztette. A balgalai eljrs azonban egy ers rabszolgt magas startalm kzeget r el a mester szmra. Az elrs titkt a hipereutektoidos aclok 17.bra:AzS111anyagjelaclIHdiagramja[2] IH diagramjnak segtsgvel lehet feloldani. A magas szntartalm, hipereutektoidos aclok diagramjnak orrpontja nagyon kzel van a vzszintes htsi id tengely 0 pontjhoz (minl nagyobb a szntartalom, az orrpont annl kzelebb lesz), teht rendkvl gyors htst kell alkalmazni, az orrpont elkerlshez, azaz a martenzites szerkezet kialakulshoz. Ezt a htsi sebessget (a szntartalom vltozatossga miatt) a nyugodt vz nem mindig tudta produklni. A nagyobb htsi sebessget az akkor rendelkezsre ll nyersanyagokbl kellett ellltani. Szmos eurpai kovcsolsi technolgia rta el, hogy a kardot ne vzben, hanem egy hzillat (kecske, esetleg szarvasmarha) testben kell leedzeni. [15] Ksbbiekben ksrletekkel igazoltk, hogy a nagy startalm kzegek nagyobb hlsi sebessget produklnak, mint a szobahmrsklet, nyugodt vz. A 18. brn a nyugodt vzzel s a 10 tmeg %-os NaOH oldattal elrhet htsi sebessg alakulsa figyelhet meg a hkezelend prbatest hmrskletnek fggvnyben [2]. Az 18.bra:Avzzrelsa10%osNaOH 10 %-os oldatot kpez, melynek hatsa kzel azonos a ntrium- oldattalelrhethtsisebessg[19] hidroxid oldatval [2]. A lnyegesen nagyobb htsi sebessggel mr knnyen elrhettk, hogy a kard anyaga teljesen tedzdjn s kialakuljon a kvnt szvetszerkezet. A megeresztsrl az idzett eljrs nem tesz emltst, gy felttelezem, a megereszts itt is a kovcstz mellett trtnt. A megereszts sikeressgt pedig a kard hajlkonysgnak ellenrzsvel leellenriztk [15].

N

3.3. Hkezels

17

A

4. A WOOTZ HOZZJRULSA A MODERN ANYAGTUDOMNY KIALAKULSHOZ

damaszkuszi acl mr a kzpkorban is megmozgatta az eurpai tudsok, uralkodk fantzijt. Kezdetleges eszkzeikkel azonban nem tudtk megfejteni a perzsa s az arab kovcsmesterek titkait. Az olasz termszettuds Giambattista Della Porta mr 1589-ben megllaptotta, hogy a hevts fontos szerepet jtszik a mintzat kialakulsban. Tanulmnyban kifejtette, hogy ha a pogcst tl nagy hterhelsnek teszik ki, a mintzat megsemmisl. Csaknem kilencven vvel ksbb az angol Joseph Moxton is tanulmnyozta a wootzot. Ez a tanulmny sarkallta a korabeli tudsokat az anyag tfogbb tanulmnyozsra. Az 1700-as vek elejn az Orleans-i herceg felkrsre a hres polihisztor, Rene Antonie Ferchauld de Reamur vgzett kutatsokat, melyek eredmnyeit 1722-ben megjelent knyvben tette kzz. A Vasrl s aclrl (Memories on Iron and Steel) cm knyv az els, mely kizrlag a vas-szn tvzetekkel foglalkozik. (Korbban is rtak knyveket a vastvzetekrl, de ezekben jrszt a vas-nemesfm tvzetekkel s azok tulajdonsgaival foglalkoztak.) A kutatsok sorn Reamur felhasznlt egy Kairbl rkezett, indiai aclbl kszlt pogcst is, melyet wootzknt azonostott. A termszettuds mvben azt is megjegyzi, hogy a pogcsbl egyetlen prizsi mester sem tudott mintzatos pengt kszteni. A wootz az 1750-es vekben eltnt, de az eurpai tudsok rdekldse nem lankadt. Az els, aki a wootz eredeti gyrtstechnolgijrl rt, a francia Jean Jacques Perret volt. Mvben egy egsz fejezetet sznt a wootz eredeti gyrtstechnolgijnak (1771). Azt is megllaptotta, hogy maga annak ellenre, hogy kskeszt mester volt kptelen lenne lemsolni ezt a technolgit. Nhny vvel ksbb (1795) az angol George Pearson szmolt be egy Bombay-bl (ma Mumbai) importlt aclrl, melyet megvizsglt s wootzknt emlt. A kutatsi eredmnyeirl a Kirlyi Termszettudomnyi Akadminak (Royal Society) is beszmolt. Munkjban Pearson kijelenti, hogy szettelt tekintve a wootz sokkal inkbb acl, mint ntttvas, tovbb megllaptotta hibsan hogy a klnleges tulajdonsgait a benne lv nagy mennyisg oxignnek ksznheti.Ez a beszmol kpezte ksbb (az 1820-as vekben) James Stodart s Michael Faraday kutatsainak alapjt.

A wootz kutatsa Angliban mivel tt eredmny nem szletett egy idre lellt. Ebben az idszakban a tzfegyverek elterjedse miatt az eredeti damaszkuszi aclt puskacsvekhez is felhasznltk szmos fegyvert olvasztottak be. A wootz eltnse utn csak a rtegelt eljrssal kszlt aclokat tudtk felhasznlni vizsglatokhoz. Az els 18. szzadi eurpai tuds, aki a rtegelt aclok felptsrl rt egy Rinman nev svd kutat volt (1774). Kutatsait a Svdorszgban fellltott fegyvergyrban folytatta itt rtegelt eljrssal kszlt gy- s puskacsveket ksztettek. Rinman megfigyelte, hogy a klnbz sszettel (klnbz szntartalm nttt, kovcsoltvas s acl rtegek) prbadarabok klnbzkppen reagltak a savakra. A kovcsoltvas teljesen felolddott, az ntttvas s az acl utn azonban maradt ledk. Az ledkrl pedig megllaptotta, hogy szn. Nem egsz egy vtizeddel ksbb Tobern Bergman folytatta Rinman kutatsait. Bergman a visszamarad ledk alapjn (szn, grafit) meg tudta llaptani a maratott prbadarab eredeti anyagt ntttvas, vagy acl s szntartalmt. llaptotta meg tovbb, hogy a rtegelt aclok mintzatt az alkotk szntartalmnak klnbsge, valamint az alkalmazott htsi sebessg miatt kialakul szvetelemek okozzk.18

A svd tuds halla utn ismt Angliban talljuk magunkat, ahol Pearson munkssgt Mushet, Cyril Stanley Smith, Michael Faraday s Stodart is kutattk a damaszkuszi aclokat. k a wootz szerkezetvel foglalkoztak. Kzlk a legkorbban (1804) Mushet fedezte fel azt, hogy a wootz mintzatt a benne lv sznnek (sznvegyleteknek) ksznheti. Az elmlett azonban a tudomnyos vilg nem fogadta el egszen napjainkig. Az elfogadott hibs llspont Faraday s Stodart llspontja volt. Valsznleg azrt, mert Stodart kpes volt megmunklni a pogcskat gy, hogy azok felletn megjelent a mintzat. Ezt kveten csatlakozott hozz Faraday kevesen tudjk rla, hogy az elektromgnesessggel kapcsolatos ksrletei eltt metallurgival is foglalkozott s egytt prbltk reproduklni a nyersanyagot. A ksrletek sorn aclt tvztek klnbz fmekkel (platina, rdium, arany, ezst, nikkel, rz s n). Ebbl kvetkezett az a megllaptsuk, hogy a nemesfm tvzknek kemnysgfokoz hatsa van. A ksrletek kt f eredmnyt hoztak egy hibsat erre korbban mr utaltam, miszerint a felleti mintzatot az alapanyagban kis mennyisgben megtallhat alumnium s szilcium oxidjai okozzk. A msik, helyes, megllapts pedig szintn a felleti mintzathoz kapcsoldik. Ebben kimondjk, hogy a mintzat az egyedi kristlyszerkezetnek ksznhet. Faraday s Stodart kutatsai s ezen eredmnyek sszegzse, valamint kzzttele nagyban hozzjrult az acltvzetek gyrtsnak kialakulshoz. Meg kell tovbb emlteni Henry Wilkinsont, a hres fegyverkovcsot is, aki 1837-ben elszr rt arrl, hogy a mintzat a kovcsols eltti, durva szemcsk hatrvonalait mutatjk. A wootz kutatsnak kvetkez llomsa Franciaorszg, ahol kt okbl is foglalkoztak a damaszkuszi aclokkal(gy a wootz-cal, mint a rtegelt aclokkal). Az egyik ok Stodart s Faraday munkinak lefordtsa s franciaorszgi megjelentetse, a msik pedig a Napleoni hbork miatt virgkort l hadiipar ltal tmogatott kutatsok. Az llam s a hadsereg kln kutatintzetet (Le Socit dEncouragement pour lIndustrie Nationale) is ltrehozott, mely pnzjutalmat adott a legrdekesebb kutatsokrt. 1819-ben a trsasg ezstrmet adott Degrand-Gurgey Marseille-i ksmvesnek, aki mintzatos pengket mutatott be. A ksek vas s nagy platinatartalm acl rtegekbl lltak. Az 1820-as vekben a Prizsban munklkod Breant tbb mint 300 ksrletet vgzett a wootz sszettelnek meghatrozsra. Ehhez az alapanyagot -100 kg a Kelet Indiai Trsasg biztostotta. A ksrletei clja a wootz sszehasonltsa ms acltvzetekkel, pldul vas (acl) s n, cink, lom, bizmut, mangn, arzn, br, szn, st, mg urn is. A 301-es sorszm ksrlet eredmnye, hogy a wootz 1,3 %-nl tbb szenet tartalmaz. Breant volt az els tuds, aki radioaktv urnnal vgzett kutatsokat. A teljes kutatmunkjt, mely tbb, mint 300 ksrletbl llt, kevesebb, mint hat ht leforgsa alatt vgezte el. Eredmnyeirl rt rtekezsben eltr szerkezet vas-szn vegyleteket klnbztetett meg, melyeket ma cementitnek, ausztenitnek s ferritnek neveznk. Azt is igazolta, hogy mintzat kialakulsa, formja s srsge nagyban fgg az alapanyag sszetteltl, a megmunkls hfoktl s az alakts nagysgtl. A tanulmnyt a francia llam nemzetbiztonsgi okokra hivatkozva kt vig nem engedte kiadni. Mint mr korbban emltettem, Oroszorszgban bulatnak neveztk ezt a hipereutektoidos tvzetet. Az oroszorszgi kutatsokat Pavel Petrovics Anosov ezredes (1799?-1851) vezette19

Zlatoust vrosban, ahol a hres fegyvergyr ma is mkdik. 1843-ban a kutatcsoportnak Eurpban elszr sikerlt reproduklnia a wootz aclt. A csoport tbb mint 200 ksrletet vgzett el, Anosov a ksrletek sorn, mg gymntot mint a szn egyik legtisztbb elfordulsi formjt is felhasznlt az acl tvzsekor. Anosov elhivatottsgrl s a sikeres ksrletmiatt rzett rmrl a kvetkez idzet is tanskodik: Rvid idn bell katonink bulatpengkkel vvjk majd harcaikat, fldmveseink bulat ekkkel szntanak, kzmveseink bulat szerszmokat hasznlnak majd. A bulat eszkzk pedig fellmljk brmely ms aclbl szerszmok tartssgt, lessgt... [15, sajt fordts] Anosov munkjt kveten, kb.20 vvel ksbb, D. K. Tscernoff folytatott kutatsokat, Breant munkjt 19.bra:PavelPetrovicsAnosovszobra Zlatoustban.[2] prblta megismtelni, s az eredmnyeit igazolni, vagy pontostani. 1906 s 1918 kztt Nikolai Belaiew ismtelte meg Anosov mukjt, de a ksrleti eredmnyeket mr mikroszkpos felvtelekkel is kiegsztette. [15] 1924-ben B. Zschokke ngy eredeti damaszkuszi pengt vizsglt, (csiszolatokat ksztett bellk, kmiai sszettelket vizsglta, kemnysgket vizsglta, stb.) s a ksrletek eredmnyt kzz is tette. Az orosz aclnak nevezett anyagbl gycsveket gyrtottak, egszen addig, amg a Bessemer-fle aclgyrtsi eljrssal nem tudtak lland minsg s olcs aclt ellltani. A bulatot ma is gyrtjk, ugyanabban az ural- vidki kisvrosban, ahol Asonov s csapata kifejlesztettk a gyrtstechnolgit. A wootz irnti rdeklds a 20. szzad elejn albbhagyott, egszen az 1980-as vek elejig, amikor Oleg Sherby, Jeff Wadsworth s J.D. Verhoeven ismt foglalkozni nem kezdtek a tmval. Kutatsaikat Cyrill Stanley Smith (a Manhattan Terv metallurgiai szakrtje) eredmnyeire alapoztk, aki a msodik vilghbort kveten szintn kutatta a wootz titkt. A hrom tuds kutatsi eredmnyeirl a korbbi fejezetekben mr szltam, gy ezeket nem ismtelnm meg. [15]

20

5. SAJT GYRTSTECHNOLGIA

P

5.1. A wootz ellltsa

rbatesteink alapanyagul szolgl kereskedelmi forgalomban nem kaphat aclt a Miskolci Egyetem Metallurgiai s ntszeti Tanszknek mhelyben ntttk. Az acl hipereutektoidos, 1,47% szntartalm, a tbbi tvz pedig elhanyagolhat mennyisg, teht ksrleti clra megfelel.

20. bra: A nyers ntvny.

A knnyebb kezelhetsg rdekben a nagy acltmbt tbb szeletre vgtam fel. (21. bra). Az acltmb szvetszerkezete az nts utni hlsi sebessg miatt tlzottan finom volt, ez azonban nem megfelel. Az alapanyag szemcseszerkezetnek durvtst kemencben, fasznporban trtn izztssal vgeztem. Az izzts hfoka 1100C volt, a hntartsi id pedig kb.10 ra. Az izzts utn az acl a kemencvel egytt hlt le (22. bra).

21. bra:Azntvnyegyszeletefasznporbagyazva.

T [C] 1100

10 ra

t [h]22. bra: A hkezels technolgijnak vzlata

21

Az acl megmunklsa az elrsnak megfelelen trtnt. A mintadarabokat cseresznyevrs sznig hevtettem, majd megmunkltam. Az egyik szeletet laprugs ajaxkalapccsal, a msikat pedig szabadalakt kzi kovcsolssal. A kovcsolsi szm a kvetkezkppen alakultak: A kiindul keresztmetszet: Az brn lthat keresztmetszet mreteit megmrve kiszmthat a megmunkls eltti keresztmetszet mrete.50 30 80

5023. bra: Az ntvny egy szeletnek vzlata.

A kialaktott keresztmetszet j kzeltssel 18 mm-es oldalhosszsg ngyzet (24. bra legals darabja). A keresztmetszete pedig a kvetkezkppen alakul:18

Ebbl az tkovcsolsi szm:300

18

24. bra: A gppel kovcsolt darab vzlata

25.bra:Azaclmegmunklsalaprugsajaxkalapccsal

26.bra:Azaclszeletekamegmunklstkveten

22

A kzi megmunkls nehzsgt mutatja, hogy tbb mint kt rs folyamatos megmunkls utn sikerlt a 26. bra kzps darabjt kialaktani. A megmunkls utn az tkovcsolsi szm a kvetkezkppen alakult: Kovcsolskor ebben az esetben a nyersntvny szeletnek trapz keresztmetszett nyjtottuk. A kialakult keresztmetszetmreteit a 27. bra mutatja.20

46

98 11527. bra: A kzzel kialaktott szelet lata

Ebbl az tkovcsolsi szm:

Megmunkls utn a munkadarabokat szabad levegn htttem le, gy az acl normalizlt llapotba kerlt, knnyebb tve a tovbbi megmunklst. A kvetkez lps a prbatestek kialaktsa, hkezelse majd a vizsglatok elvgzse s kirtkelse.

z tmunka prbatesteket a Mediagnost Kft. forgcsol zemben munkltk meg, a szabvnynak (MSZ EN 10045-1) megfelel 45-os nylsszg V bemetszs prbatesteket. A prbatesteket a kzzel kovcsolt darabbl (26. bra kzps darabja) munkltk ki. A nyers darabot elszr feldaraboltk, majd marssal kialaktottk a prbatestek mreteit. Ezt kveten azokat a lapokat, melyekre a bemetszs kerlhet skba kszrltk. Vgl pedig a bemetszst gyalultk a prbatestekbe. A prbatesteket normalizlt llapotban vizsgltam, tovbbi hkezelsre nem kerlt sor.

A

5.2. Az tmunka prbatestek kialaktsa

28.bra:Akszprbatestek.

23

zaktvizsglatainkhoz a prbatesteket a gppel kovcsolt darabbl (26. bra als darabja) alaktottam ki. A ksz prbatestek megfelelnek az MSZ 105/30 szabvny elrsainak. A prbatest d0=6 mm tmrj lett s L0=5d0=30 mm hossz, azaz nylsmrsre nem, csak szaktvizsglatra alkalmas.

S

5.3. A szakt prbatestek kialaktsa

29.bra:Aszaktprbatestvzlata

Az alapanyagot az esztergls eltt sarokcsiszolval is megmunkltam, hogy az esztergakst kmljem. A ngyszg keresztmetszet alapanyag leit nagy hosszon letrtem. A rudat kszrls utn az esztergapadon megmunkltuk.

30-31.bra:Aprbadarabokmegmunklsa.

24

A ksz prbatesteket hkezelsnek is alvetettem, melyet szintn az utasts alapjn hajtottam vgre. A prbatesteket 740 C-n, 6 perces hntartsi idvel, ss vzben (10 m/m %) edzettem le. Ezt kveten az edzett s jra felcsiszolt fellet prbatesteket 300 C-on egy rs hntartsi id mellett megeresztettem. A megereszts utn a prbatestek nyugodt levegn hltek le.

31-32. bra:Anormalizltllapotsazedzettprbatestek

T [C] 740 6 percHts 10 %-os soldatban

300

1 ra

t

33-34. bra: Ahkezelstechnolgijnakvzlatasahkezelshezhasznltkemence(LR202).

25

6. A VIZSGLATOK EREDMNYEI

6.1.: KemnysgmrsA prbatestek kemnysgt a Rocwell szerinti C tpus mrssel mrtem meg, melynek jellemzi a kvetkezk (MSZ 105/11): A behatol test anyaga: Gymnt. A behatol test alakja: 120-os nylsszg kp. Elterhels mrtke: 98,07 N A fterhels mrtke:1373 N

35. bra: KV1tpuskemnysmrgp

A normalizlt llapot tmunka prbatesteken elvgzett mrsek eredmnyeit az albbi tblzat tartalmazza: A prbatest sorszma I II II Mrs eredmnye [HRC] 1. 2. 3. 43 45 42 44 43 43 44 44 45

26

6.2. tmunka vizsglatA prbatestek tmunkjt egy 100 J nvleges terej Charpy-fle ingn vgeztem el.

36. bra: Azingavzlatasamrselrendezse

A vizsglat eredmnyei: Az I. prbatest tmunkja: KV 100=4 J A II. prbatest tmunkja: KV 100=3 J A III. prbatest tmunkja: KV 100=3 J

27

6.3. SzaktvizsglatA hkezelt prbatesteket az FVM Mezgazdasgi Gpestsi Intzetnek Anyagvizsgl laboratriumban vgeztem el egy INSTRON 5581 tpus anyagvizsgl gpen. A gp jellemzi: Maximlis terhels: 50 kN Vizsglati tr: 1309575 mm Sebessgtartomny: 0,001-1000 mm/min

37.bra:Aszaktgpsavezrlstvgzszmtgpelrendezse.

28

A mrs menete: A prbatest befogsa utn (35.bra) a nulla elmozduls belltsa kvetkezett. Ehhez belltottuk az eltolst s az elterhelst. Az elterhels rtke 250 N, az eltols pedig 10 mm/min volt.

3839.bra: Abefogottprbatestamrsmegkezdseeltt,valamintamrelszakadtprbatest.

Az eredmnyek a gp ltal mrs kzben ksztett tblzatbl szrmaznak. A mrs elindtsa utn a gp elszaktotta mindhrom prbatestet (36. bra), a mrsek eredmnyeit az albbi tblzat tartalmazza:

I. prbatest II. prbatest III. prbatest

Fm [N] 33135,55 29219,98 34708,72

A terhels rtkeibl s a prbatest mretbl meghatrozhat a szaktszilrdsg s az egyezmnyes folyshatr: A prbatestek keresztmetszetnek mrete:

29

A szksges szilrdsgi jellemzk pedig az Rm = a kvetkezkppen alakulnak: I. prbatest II. prbatest III. prbatest

Fm sszefggsekbl hatrozhatk meg, s A

Rm [N/mm2] 1171,9303 1033,4453 1227,5698

A szaktdiagramok a gp mrsei alapjn a kvetkezkppen alakultak:

30

A terhel erk s a megnylsok ismeretben felrhatk a nvleges feszltsg fajlagos nyls diagramok is, melyekbl kvetkeztetni lehet a rugalmassgi modulusra.31

32

33

z tmunka vizsglatokbl egyrtelmen kiderl, hogy a vizsglt alapanyag szobahmrskleten rendkvl rideg. Errl tanskodik a tret is. A ridegsg egyrszt a magas szntartalom, a hkezels (izzts) hatsa, msrszt pedig a nem elgsges megmunkls kvetkezmnye. A normalizlt llapotban vgzett kemnysgmrs eredmnye is arra utal, hogy megmunkls nem volt tkletes, az izzts utn kialakult durva s merev karbidhlt nem sikerlt sszetrni, gy az acl tlzottan rideg maradt. A szaktvizsglatbl megismert adatokbl kiderl, hogy a vizsglt anyag jellemzi a megmunklssal javulnak, azonban az irodalombl ismert szvssgot a 4,6 tkovcsolssal nem lehet elrni. A gpi kovcsolssal kszlt elgyrtmny sem volt elgg megmunklva (a szaktdiagram nem mutat kplkeny alakvltozst), rideg maradt. A vizsglatokrl ltalban elmondhat, hogy a megfelel megmunklsi eljrs megtallsval tovbbi megmunklssal s pontos hkezelsi technolgival a vizsglt jellemzk javthatk.

A

7. A MRSEK KIRTKELSE, SSZEFOGLALS

efolytatott ksrleteim alapjn a vizsglatot mindkt irnyban megmunkls s hkezels folyatni, finomtani lehet. Elszr a megmunkls mrtkt kell nvelni, a hls kzben kialakul karbidhlt kellen ssze kell trni, hogy az alapanyag szvsabb, rugalmasabb vljon. Fontos tovbb, hogy a vizsglati eredmnyek sszehasonlthatak legyenek szabvnyos, az iparban hasznlatos anyagok szilrdsgi jellemzivel, esetleg a tovbbi, ltalam vgzett vizsglatok eredmnyeivel. A pontos megmunklsi technolgia kidolgozsa utn a hkezels technolgijt is pontostani kell. Itt is fontos szerephez juthatnak a kontroll mintk, melyeket szintn szabvnyos aclok hkezelsvel s a tovbbi ksrletek sorn rtkelek ki.

L

8. A VIZSGLATOK TOVBBI IRNYAI

34

9. FELHASZNLT IRODALOM [1] Alexander Puskin: Arany s acl (1827) [2] Bardcz Istvn: Szerszmaclok megvlasztsa s hkezelse Mszaki Knyvkiad Bp. 1961 [3]Michael Berger: The secrets of superior weaponry hundreds of years ago Nanowerk LLC 2006 [4] Tom R. Burns et al.: Prometheus bounded: The meta-powers, risks and limitations of mayor socio-technical systems p 17 [5]Dax et al.: Fmtechnolgiai tblzatok B+V Knyv s Lapkiad Kft. 1997 [6] Grdonyi Gza: Egri csillagok Holnap kiad 2007 [7] Jkai Mr: A kszv ember fiai Puedlo Kiad 2003 [8] Mihail Jurjevics Lermontov: A tr Klasszikus orosz irodalom i. ktet; Eurpa Knyvkiad, Bp. 1978 [9] Lugosi Jzsef Temesvry Ferenc: Kardok Zrnyi Kiad, Bp. 1988 [10] Mihail Jurjevics Lermontov: A tr Klasszikus orosz irodalom i. ktet; Eurpa Knyvkiad, Bp. 1978 [11] Dr. Pk Lajos: Anyagszerkezettan s anyagismeret Dinasztia kiad, Bp. 2000 [12] Tom Philip: The Shadow of leaves Seven Stars Trading Co. 1998 [13] Sey Gbor: Japn kard Misztikum helyett valsg Alexandra kiad 1996 [14] Oleg D. Shelby, D. Watsworth: Ancient blacksmiths, Iron Age, Damascus steels and modern metallurgy Journal of Material Processing Technology (117) 2001 pp 347-353 [15] S. Srinivasan and S. Ranganathan:Indias Legendary Wootz Steel: An Advanced Metal of the Ancient World Indian Institute of Science 1994 [16] S. Srinivasan and S. Ranganathan: Wootz Steel, an advanced metal of the ancient world Department of Metallurgy Indian Institute of Science, Bangalore 2000 [17] J.D. Verhoeven, A. H. Pendray, W.E. Dauksch: The Key Role of Impurities in Ancient Damascus Steel Blades JOM Magazine 50 (9) 1998 pp 58-64 [18] Ver Balzs, Hirka Jzsef, Horvth kos, Zsmbok Dnes: Ultrafinom s nanoszemcss aclok www.ombkenet.hu/bkl/kohaszat/2004/bklkohaszat2004_2.pdf (2008.11.21) 2004 [19] Zorkczi Bla: Metallogrfia s anyagvizsglat Nemzeti tanknyvkiad Bp. 1996 (1968) [20] http://www.thesteelsource.com/html/2005gt.htm (2008.11.21.) [21] www.sharpblades.net (2008.11.21.) [22] www.myarmoury.com (2008.11.21.) [23] http://www.fudoshindojo.hu/?load=content/fegyverek/katana_hu.php (2008.11.21.) [24] http://en.wikipedia.org/wiki/Iron_pillar_of_Delhi (2008.11.21.)

35

olgozatom nem kszlhetett volna el, kls segtsg nlkl. A segtk munkjt ezton is szeretnm megksznni: Huszti Rolandnak, aki a rtegelt pengkrl szl fejezethez biztostott kiindulsi anyagot s forrsokat. A Miskolci Egyetem Metallurgiai s ntszeti Tanszknek, hogy alapanyagot biztostottak a ksrleteimhez. A Mediagnost Kft. dolgozinak - Lrincz Ernnek s Szutter kosnak akik az tmunk prbatestek kialaktshoz biztostottk a gpeket s a munkaert. Az FVM MGI-nl Dr. Csatr Attilnak, aki az INSTRON 5581-es anyagvizsgl gpet bocstotta rendelkezsemre a szaktvizsglat elvgzshez.

D

10. KSZNETNYILVNTS

36