Acier de Damas: Techniques de fabrication d'épées anciennes

Acier Damas et l'acier persan arrosé sont des noms communs pour les épées en acier à haute teneur en carbone créées par les artisans de la civilisation islamique au moyen-âge et infructueusement convoitées par leurs homologues européens. Les lames avaient une ténacité et un tranchant supérieurs, et on pense qu’elles n’ont pas été nommées ville de Damas, mais de leurs surfaces, qui ont un tourbillon de soie ou de damassé caractéristique modèle.

Faits en bref: acier Damas

Il nous est difficile d'imaginer la peur et l'admiration combinées engendrées par ces armes aujourd'hui: heureusement, nous pouvons compter sur la littérature. Le livre de l'écrivain britannique Walter Scott en 1825 Le Talisman décrit une scène recréée d'octobre 1192, lorsque Richard Lionheart d'Angleterre et Saladin le Sarrasin réunis pour mettre fin à la troisième croisade. (Il y en aurait cinq de plus après la retraite de Richard en Angleterre, selon la façon dont vous compte tes croisades). Scott a imaginé une démonstration d'armes entre les deux hommes, Richard brandissant une bonne épée anglaise et Saladin un cimeterre d'acier de Damas, "un lame incurvée et étroite, qui ne brillait pas comme les épées des Francs, mais était, au contraire, d'une couleur bleu terne, marquée de dix millions de lignes sinueuses... "Cette arme redoutable, au moins dans la prose exagérée de Scott, représentait le vainqueur de cette course aux armements médiévale, ou au moins un juste match.

L'épée légendaire connue sous le nom d'acier de Damas a intimidé les envahisseurs européens de la 'Terres sacrées » appartenant à la civilisation islamique tout au long des croisades (1095-1270 CE). Les forgerons en Europe ont tenté de faire correspondre l'acier, en utilisant la «technique de soudage par motif», forgée à partir de couches alternées d'acier et de fer, pliant et tordant le métal pendant le processus de forgeage. Le soudage de motifs était une technique utilisée par les fabricants d'épées du monde entier, y compris Celtes du 6ème siècle avant notre ère, Vikings du 11ème siècle CE et du 13ème siècle Samouraï japonais épées. Mais le soudage de motifs n'était pas le secret de l'acier de Damas.

Certains chercheurs attribuent à la recherche du procédé de l'acier de Damas les origines de la science moderne des matériaux. Mais les forgerons européens n'ont jamais dupliqué l'acier Damas à âme pleine en utilisant la technique de soudage par motif. Le plus près qu'ils ont pu reproduire la force, la netteté et la décoration ondulée était délibérément graver la surface d'une lame soudée par motif ou décorer cette surface avec de l'argent ou du cuivre filigrane.

Dans la technologie des métaux du moyen-âge, l'acier pour les épées ou d'autres objets était généralement obtenu par le processus de floraison, qui nécessitait de chauffer le minerai brut avec du charbon de bois pour créer un produit solide, connu sous le nom de "floraison" de fer combiné et de scories. En Europe, le fer a été séparé du laitier en chauffant la fleur à au moins 1 200 degrés Celsius, ce qui l'a liquéfié et a séparé les impuretés. Mais dans le processus d'acier de Damas, les morceaux de fleurs ont été placés dans des creusets avec du carbone matériau et chauffé pendant une période de plusieurs jours, jusqu'à ce que l'acier a formé un liquide à 1300–1400 degrés.

Mais surtout, le processus du creuset a fourni un moyen d'ajouter une teneur élevée en carbone de manière contrôlée. Le haut carbone fournit le bord vif et la longévité, mais sa présence dans le mélange est presque impossible à contrôler. Trop peu de carbone et la substance qui en résulte est en fer forgé, trop mou pour ces fins; trop et vous obtenez de la fonte, trop fragile. Si le processus ne se déroule pas correctement, l'acier forme des plaques de cémentite, une phase de fer désespérément fragile. Les métallurgistes islamiques ont pu contrôler la fragilité inhérente et forger la matière première en armes de combat. La surface modelée de l'acier de Damas n'apparaît qu'après un processus de refroidissement extrêmement lent: ces améliorations technologiques n'étaient pas connues des forgerons européens.

L'acier de Damas a été fabriqué à partir d'une matière première appelée acier wootz. Wootz était une qualité exceptionnelle d'acier de minerai de fer fabriquée pour la première fois dans le sud et le centre-sud de l'Inde et Sri Lanka peut-être dès 300 avant notre ère. Wootz a été extrait du minerai de fer brut et formé à l'aide de la méthode du creuset pour fondre, brûler les impuretés et ajouter d'importants ingrédients, y compris une teneur en carbone comprise entre 1,3 et 1,8% en poids - le fer forgé a généralement une teneur en carbone d'environ 0,1 pour cent.

Bien que les forgerons et les métallurgistes européens qui ont tenté de fabriquer leurs propres lames aient finalement surmonté les problèmes inhérents à un à haute teneur en carbone, ils ne pouvaient pas expliquer comment les anciens forgerons syriens ont atteint la surface filigranée et la qualité du fini produit. La microscopie électronique à balayage a identifié une série d'ajouts connus à l'acier Wootz, tels que l'écorce de Cassia auriculata (également utilisé dans le tannage des peaux d'animaux) et les feuilles de Calotropis gigantea (une asclépiade). La spectroscopie de wootz a également identifié de minuscules quantités de vanadium, de chrome, de manganèse, de cobalt et de nickel, et quelques éléments rares tels que le phosphore, le soufre et le silicium, dont les traces proviendraient vraisemblablement des mines Inde.

Reproduction réussie de lames damascènes qui correspondent à la composition chimique et possèdent la décoration en soie arrosée et l'intérieur une microstructure a été signalée en 1998 (Verhoeven, Pendray et Dautsch), et les forgerons ont pu utiliser ces méthodes pour reproduire les exemples illustré ici. Les améliorations apportées à l'étude antérieure continuent de fournir des informations sur les processus métallurgiques complexes (Strobl et ses collègues). Un débat animé sur l'éventuelle existence d'une microstructure "nanotube" en acier de Damas développé entre les chercheurs Peter Paufler et Madeleine Durand-Charre, mais les nanotubes ont été largement discrédité.

Des recherches récentes (Mortazavi et Agha-Aligol) sur des plaques d'acier ajourées Safavid (XVIe-XVIIe siècle) avec calligraphie fluide ont également été faites d'acier wootz en utilisant le procédé damascène. Une étude (Grazzi et ses collègues) de quatre épées indiennes (tulwars) du XVIIe au XIXe siècle à l'aide de les mesures de transmission des neutrons et l'analyse métallographique ont permis d'identifier l'acier wootz sur la base de Composants.

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