Вуц сталі: Үндістанда жасалған, жоғары көміртекті, өте берік және әсем өрнектелген қыш құмыры болат. Тарихы, құрамы және экспорттық маңызы туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кескіндемелі болат түрі
Type of crucible steel
Вутц болаты, сондай-ақ Серик болаты деп те аталады, ол жолақтардың өрнегімен және жоғары көміртекті құрамымен сипатталатын кескіндемелі болат. Бұл жолақтар жоғары көміртекті болаттарда қатаңдалған мартензит немесе перлит матрицасы ішіндегі микроскопиялық карбидтер қабаттарымен, ал төмен көміртекті болаттарда феррит және перлит жолақтарымен қалыптасады. Бұл б.з.д. I мыңжылдықтың ортасында Оңтүстік Үндістанда жасалған және бүкіл әлемге экспортталған алғашқы болат қорытпасы болды.
Wootz steel, also known as Seric steel, is a crucible steel characterized by a pattern of bands and high carbon content. These bands are formed by sheets of microscopic carbides within a tempered martensite or pearlite matrix in higher carbon steel, or by ferrite and pearlite banding in lower carbon steels. It was a pioneering steel alloy developed in southern India in the mid 1st millennium BC and exported globally.
Тарих
Вутц болат б.з.д. 1-мыңжылдықтың ортасында Үндістанда, қазіргі Тиручираппалли, Кодуманал, Эроде, Тамил Надуда пайда болды. Болат "вуц" деп аталатын темірден жасалған торттар түрінде экспортталды. Бұл әдіс – көмірдің қатысуымен қара магнит рудасын жабық балшық ыдыста көміртек пешінде қыздырып, шлакты толықтай жою болды. Баламасы – алдымен кенді балқытып, темірді қаптағаннан кейін, оны қыздырып, балғамен соғып шлакты алу еді. Көміртегі көзі – бамбук пен Аварай сияқты өсімдіктердің жапырақтары болды. Шри-Ланкалықтар б.з.д. V ғасырға дейін Чера тамилдерінен вуц болат жасау әдістерін қабылдады. Джозеф Нидхам 1971 жылы Қытайда да осыған ұқсас болат өндірілгенін мәлімдеді, бірақ 2009 жылғы Қытайдағы соңғы зерттеулер Нидхамның ежелгі қытай болатын гиперэутектоидты және вуцқа ұқсас деп қате танығанын көрсетті. Шын мәнінде, ол кофьюзиялық процесс арқылы өндірілді (желі және қапталған темірді бірге балқыту). Қытайдағы нағыз вуц алғаш рет Бей Вэй династиясы (386-534 ж.б.) кезінде "Бинти" немесе "Пин тие" деген атпен, Үндістанда өндірілгендігі айтылды. Бастапқыда парсы патшалары бағалы сыйлық ретінде берді, кейін қытайлықтар өздері өндірген әртүрлі кофьюзиялық қатты болаттарды "бинти" деп атады. Шри-Ланкада болат жасаудың бұл ертедегі әдісі муссондық желдің күшімен жұмыс істейтін ерекше жел пешін қолданды. Анурадапура, Тиссамахарама және Саманалавева сияқты жерлердегі ежелгі өндіріс орындары табылды, сондай-ақ Кодуманалдан әкелінген ежелгі темір және болат бұйымдары да кездесті. Жақында жүргізілген археологиялық қазба жұмыстары (2018 ж.) Йодхавева (Маннар ауданы) жерінде төменгі жарты шар пішіндес пеш, ыдыс сынықтары және карбуризациялау процесі арқылы балқыма болат өндірісіне байланысты қақпақ сынықтарын тапты. 200 ж.б. Шри-Ланканың оңтүстік-шығысындағы Тиссамахарамадағы тамил сауда гильдиясы классикалық кезеңнен бастап аралға ең көне темір және болат бұйымдарын, сондай-ақ өндіріс процестерін әкелді. Араб теңізі арқылы Үндістан мен Шри-Ланка арасындағы сауда Арабияға вуц болатты жеткізді. Исламға дейінгі және ерте исламдық араб тіліндегі "муханнад" (مهند) немесе "хендей" (هندي) термині үнділік болаттан жасалған қылыштардың жағаларын білдіреді, олар өте бағалы болды және араб поэзиясында кездеседі. Сауда одан әрі технологияны Дамаск қаласына жеткізді, онда осы болаттан қару-жарақ жасау өндірісі дамыды. Бұл Дамаск болаттың пайда болуына әкелді. XII ғасырлық араб саяхатшысы Эдриси "Хиндувани" немесе үнділік болатты әлемдегі ең жақсы болат деп атады. Арабтардың мәліметтері бойынша, "Теленг" болаты Телангана аймағымен атаққа ие болған. Телангананың Голконда аймағы Батыс Азияға вуц болатты экспорттаудың торапты орталығы болды. Тағы бір теория бойынша, бұл сөз "уча" немесе "уча" ("жоғары") сөздерінің өзгеруі. Бір теорияға сәйкес, "укку" сөзі "еріту, еріту" мағынасына негізделген. Басқа да дравид тілдерінде болатты білдіретін ұқсас дыбысталатын сөздер бар: каннада және телугу тілдерінде – укку, ал малаяламда – урукку. Бенджамин Хейн сатылған аудандарда және басқа каннада тілінде сөйлейтін аймақтардағы үнділік болатты тексергенде, оған болаттың "уча каббина" ("жоғары темір") екендігі хабарланды, ол Майсурда "укку тунду" деп те аталады. 17-19 ғасырларда вуц болат пен Дамаск қылыштары туралы аңыздар еуропалық ғылыми қауымдастықтың қызығушылығын оятып, жоғары көміртекті қорытпаларды қолдану Еуропада бұрын көп танылмағандықтан, вуц болатты зерттеу қазіргі ағылшын, француз және орыс металлургиясының дамуында маңызды рөл атқарды. 1790 жылы британдық Корольдік қоғамның президенті сэр Джозеф Бэнкс Хеленус Скотт жіберген вуц болат үлгілерін алды. Бұл үлгілер бірнеше сарапшылар тарапынан ғылыми сараптамаға және талдауға алынды. 1851 және 1862 жылдары Лондондағы Ұлы көрмеге Үндістанның раджалары қылыштар мен басқа да қару-жарақтардың үлгілерін жіберді. Қарулар әдемі әшекейленген және асыл тастармен қапталған болса да, олар темірдің сапасы үшін ең бағалы болды. Сикхтардың қылыштары иіліп, сыпырылып, бірақ өткір болып қалатындығы айтылды. Вутц құрамында әдеттегі құйма болатқа қарағанда көміртектік заттар көп. Вутц болаттан жасалған ерекше үлгілер – толқын, саты және гүл тәрізді үлгілер, олар тығыз аралас жолақтармен сипатталады. Бірақ балғамен соғу, бояу және ойып бедерлеу арқылы одан да жеке үлгілер жасалды. Дрезден университетінің профессоры Питер Пеплер вуц болаттың микроқұрылымында цементит наножиектері мен көміртек нанотүтікшелерінің бар екенін анықтады. Болат матрицасында ультрақатты металл карбидтерінің көп мөлшерде шоғырлануы мүмкін. Вутц қылыштары өткірлігімен және беріктігімен әйгілі болды.
Wootz steel originated in the mid 1st millennium BCE in India, in present day Tiruchirappalli, Kodumanal, Erode, Tamil Nadu. The steel was exported as cakes of steely iron that came to be known as "wootz". The method was to heat black magnetite ore in the presence of carbon in a sealed clay crucible inside a charcoal furnace to completely remove slag. An alternative was to smelt the ore first to give wrought iron, then heat and hammer it to remove slag. The carbon source was bamboo and leaves from plants such as Avārai. Locals in Sri Lanka adopted the production methods of creating wootz steel from the Chera Tamils by the 5th century BC. Joseph Needham in 1971 claimed China produced a similar steel also by the 5th century BCE but more recent research in China (2009) showed that Needham erroneously identified the ancient Chinese steel as hyper eutectoid and similar to wootz but it was really produced via co fusion process instead (smelting cast iron and wrought iron together). Genuine wootz in China was mentioned for the first time much later, during the Bei Wei Dynasty (386 534 CE) under the name “Bintie” or “Pin t’ieh” as being produced in India, ingots were initially given by Persian Kings as valuable presents, later the Chinese called "bintie" the various co fusion hard steels they produced. In Sri Lanka, this early steel making method employed a unique wind furnace, driven by the monsoon winds. Production sites from antiquity have emerged, in places such as Anuradhapura, Tissamaharama and Samanalawewa, as well as imported artifacts of ancient iron and steel from Kodumanal. Recent archaeological excavations (2018) of the Yodhawewa site (in Mannar District) discovered a lower half spherical furnace, crucible fragments, and lid fragments related to the crucible steel production through the carburization process. A 200 BCE Tamil trade guild in Tissamaharama, in the South East of Sri Lanka, brought with them some of the oldest iron and steel artifacts and production processes to the island from the classical period. Trade between India and Sri Lanka through the Arabian Sea introduced wootz steel to Arabia. The term muhannad مهند or hendeyy هندي in pre Islamic and early Islamic Arabic refers to sword blades made from Indian steel, which were highly prized, and are attested in Arabic poetry. Further trade spread the technology to the city of Damascus, where an industry developed for making weapons of this steel. This led to the development of Damascus steel. The 12th century Arab traveler Edrisi mentioned the "Hinduwani" or Indian steel as the best in the world. Arab accounts also point to the fame of 'Teling' steel, which can be taken to refer to the region of Telangana. The Golconda region of Telangana clearly being the nodal center for the export of wootz steel to West Asia. Anothertheory says that the word is a variation of uchcha or ucha ("superior"). According to one theory, the word ukku is based on the meaning "melt, dissolve". Other Dravidian languages have similar sounding words for steel: ukku in Kannada and Telugu, and urukku in Malayalam. When Benjamin Heyne inspected the Indian steel in Ceded Districts and other Kannada speaking areas, he was informed that the steel was ucha kabbina ("superior iron"), also known as ukku tundu in Mysore. Legends of wootz steel and Damascus swords aroused the curiosity of the European scientific community from the 17th to the 19th century. The use of high carbon alloys was little known in Europe previously and thus the research into wootz steel played an important role in the development of modern English, French and Russian metallurgy. In 1790, samples of wootz steel were received by Sir Joseph Banks, president of the British Royal Society, sent by Helenus Scott. These samples were subjected to scientific examination and analysis by several experts. Specimens of daggers and other weapons were sent by the Rajas of India to the Great Exhibition in London in 1851 and 1862 International Exhibition. Though the arms of the swords were beautifully decorated and jeweled, they were most highly prized for the quality of their steel. The swords of the Sikhs were said to bear bending and crumpling, and yet be fine and sharp. Wootz contains greater carbonaceous matter than common qualities of cast steel. The distinct patterns of wootz steel that can be made through forging are wave, ladder, and rose patterns with finely spaced bands. However, with hammering, dyeing, and etching further customized patterns were made. The presence of cementite nanowires and carbon nanotubes has been identified by Peter Pepler of TU Dresden in the microstructure of wootz steel. There is a possibility of an abundance of ultrahard metallic carbides in the steel matrix precipitating out in bands. Wootz swords were renowned for their sharpness and toughness.
Құрамы
Т. Х. Генри Корольдік тау-кен мектебі ұсынған wootz болат үлгілерінің құрамын талдап, тіркеді. Нәтижелер:
Көміртек (жалпы) 1,34%
Көміртек (байланбаған) 0,31%
Күкірт 0,17%
Кремний 0,04%
Арсен 0,03%
T. H. Henry analyzed and recorded the composition of wootz steel samples provided by the Royal School of Mines. Recording:
Carbon (Combined) 1.34%
Carbon (Uncombined) 0.31%
Sulfur 0.17%
Silicon 0.04%
Arsenic 0.03%
Майкл Фарадей wootz болатын талдап, құрамында 0,01-0,07% алюминий бар екенін анықтады. Фарадей, мырзалар (және басқалар), және Стодарт алюминийдің болатқа қажетті екенін және wootz болаттың тамаша қасиеттерін қалыптастыруда маңызды рөл атқаратынын болжады. Алайда Т. Х. Генри осы зерттеулерде қолданылған wootz-дағы алюминийдің болуын шлакқа, яғни силикаттар түзілуіне байланысты деп түсіндірді. Перси кейіннен wootz болаттың сапасы алюминийдің болуына тәуелді емес екенін мәлімдеді.
Wootz steel was analyzed by Michael Faraday and recorded to contain 0.01 0.07% aluminium. Faraday, Messrs (et al. ), and Stodart hypothesized that aluminium was needed in the steel and was important in forming the excellent properties of wootz steel. However T. H. Henry deduced that presence of aluminium in the wootz used by these studies was due to slag, forming as silicates. Percy later reiterated that the quality of wootz steel does not depend on the presence of aluminium.
Көбеюді зерттеу
Вутц болат Корольдік тау-кен мектебінде қайта өндіріліп, жан-жақты зерттелді. Доктор Пирсон 1795 жылы Вутцты химиялық тұрғыдан алғаш зерттеді және Корольдік қоғамның философиялық еңбектерінде өз зерттеулерін жариялады. Ресейлік металлург Павел Петрович Аносов (Булат болатқа қатысты мақаланы қараңыз) ежелгі Вутц болатын болатты оның барлық қасиеттерімен қайта жасауға жақын болды, ал ол жасаған болат дәстүрлі Вутц болатқа өте ұқсас болды. Ол дәстүрлі өрнектерді көрсететін Вутц болатты өндірудің төрт әртүрлі әдісін сипаттады. Ол зерттеулерін толық жазып, жариялауға үлкермей қайтыс болды. Олег Шерби, Джефф Уодсворт және Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасы Вутц сипаттамаларына жақын болат жасауға тырысып, зерттеулер жүргізді, бірақ сәттілікке жете алмады. Дж. Д. Верховен және Альфред Пендрей өндіріс әдістерін қайта құрды, кен қоспаларының өрнектер жасаудағы рөлін дәлелдеді және ежелгі қылыштардың өрнектеріне микроскоппен және көзбен қарағанда бірдей Вутц болатты қайта жасады. Рейбольд және тағы басқалардың талдауларында көміртек нанотұтамшаларының цементит наножіптерін қоршап тұрғаны, ал ванадий, молибден, хром сияқты іздік элементтер/қоспалар олардың пайда болуына ықпал еткені, қыздыру/салқындату/үрлеу циклдарында пайда болғаны айтылды. Нәтижесінде, иілгіштігін сақтайтын, жоғары көміртекті, қатты болат алынды.
Wootz steel has been reproduced and studied in depth by the Royal School of Mines. Dr. Pearson was the first to chemically examine wootz in 1795 and he published his contributions to the Philosophical Transactions of the Royal Society. Russian metallurgist Pavel Petrovich Anosov (see Bulat steel) was almost able to reproduce ancient wootz steel with nearly all of its properties and the steel he created was very similar to traditional wootz. He documented four different methods of producing wootz steel that exhibited traditional patterns. He died before he could fully document and publish his research. Oleg Sherby and Jeff Wadsworth and Lawrence Livermore National Laboratory have all done research, attempting to create steels with characteristics similar to wootz, but without success. J. D Verhoeven and Alfred Pendray reconstructed methods of production, proved the role of impurities of ore in the pattern creation, and reproduced wootz steel with patterns microscopically and visually identical to one of the ancient blade patterns. Reibold et al. 's analyses spoke of the presence of carbon nanotubes enclosing nanowires of cementite, with the trace elements/impurities of vanadium, molybdenum, chromium etc. contributing to their creation, in cycles of heating/cooling/forging. This resulted in a hard high carbon steel that remained malleable
Қазіргі теміршілердің кейбіреулері ескі өрнектерге ұқсас Вутц болат қылыштарын тұрақты түрде жасап шығаруда. Әсіресе Куч аймағында жасалған болат Глазго мен Шеффилдте жасалған болаттар сияқты кең танылған. Вутц шамамен 2000 жыл бойы жасалды (ең көне қылыш үлгілері шамамен 200 жылға дейін соқталады) және металл сынықтарын өндіру әдістері, қолданылатын ингредиенттер мен сақтау әдістері аймақтан аймаққа өзгеретін. Кейбір Вутц қылыштарында өрнек болса, кейбіреулерінде болмады. Жылумен өңдеу сақтаудан өзгеше болды және Қытайдан Скандинавияға дейін жұмыс істеген түрлі теміршілер жасаған көптеген әртүрлі өрнектер болды.
There are smiths who are now consistently producing wootz steel blades visually identical to the old patterns. Steel manufactured in Kutch particularly enjoyed a widespread reputation, similar to those manufactured at Glasgow and Sheffield. Wootz was made over nearly a 2,000 year period (the oldest sword samples date to around 200 CE) and the methods of production of ingots, the ingredients, and the methods of forging varied from one area to the next. Some wootz blades displayed a pattern, while some did not. Heat treating was quite different from forging, and there were many different patterns that were created by the various smiths who spanned from China to Scandinavia.