De gamla Vikingasvärden gjorda av Edelstål, Ulfberth-svärden. Vet nån vilket modernt stål detta motsvarar idag?
Jag har skrivit om det tidigare i tråden. Här kommer en favorit i repris:
Angående Rosellis UHC (Ultra High Carbon) Nano-stål.
Det är nu det börjar bli intressant.
Ok, vi tar det från början.
På 500-taler f.Kr. började ett stål av osedvanligt hög kvalité produceras i Indien. Det var ett degelstål, och indierna var långt före sin tid (i Europa kunde inte degelstål produceras förrän under industriella revolutionen på 1700-talet).
Detta stål har dykt upp genom historien i allt från vikingarnas mytomspunna Ulfberht-svärd, till vapnen i Djingis Khans arméer, till Korsriddarnas möte med Saladins arméer.
Stålet har blivit känt som Wootz-stål, i Ryssland kallas det Bulat-stål.
Wootz är ett rent stål med mycket hög kolhalt, 1.5-2% C, men framförallt är det känt för dess vattenmönster, mer känt som äkta damaskus, Wootz damaskus eller orientalisk damaskus.
När man pratar om damaskusstål nuförtiden menar man oftast olika typer av stål och järn som har smidits samman men Wootz Damaskus var/är alltså något helt annat.
De muslimska smederna i Damaskus i nuvarande Syrien tog stålet till en ny nivå och staden namn och vapenindustri blev därefter synonymt med mönstrat stål, damaskusstål.
Kombinationen av Wootz-stålet och smedernas yrkesskicklighet ledde till att exceptionella vapen tillverkades i Damaskus. Långt överlägsna de vapen som tillverkades i Europa. Vapnen i Wootz damaskus var både hårda (med den tidens mått mätt) och flexibla samtidigt. De kunde ta en bättre egg och hålla den längre än något annat stål på den tiden. Samtidigt var stålet mycket slagsegt och tåligt.
Enligt historier kunde svärd böjas så att spetsen rörde vid handtaget utan att ta skada, snurras runt kroppen (dolt vapen!?), eller skära av en silkesnäsduk som faller över eggen.
Mycket är såklart överdrifter men, ändå, hur var denna kombination av åtråvärda egenskaper möjligt?
Jag kommer att återkomma till det senare i detta ganska långa inlägg.
Men först lite mer om själva vattenmönstret som generellt karakteriserar Wootz. Mönstret består av utfällningar av cementit (järnkarbid) i matrisen. Cementit är mycket hårt men samtidigt sprött.
I Damaskus lärde sig/utvecklade smederna metoder för att ”styra” cementitutfällningarna. Ett av de mest kända mönstren är den s.k. ”Muhammeds stege”. Att styra dessa utfällningar var inte det allra lättaste och troligen var en inte obefintlig del av vapen och knivar i Wootz med ett svagare eller otydligare vattenmönster.
Wootz var det första superstålet och också det som funnits längst, under mer än 2000 år utvanns stålet i Indien.
I mitten av 1700-talet hände något. Wootz försvann, eller rättare sagt, det slutade att tillverkas, smederna i Damaskus kunde inte tillverka det längre och kunskapen försvann.
Varför försvann det?
Detta är en fråga som har gäckat historiker, forskare, smeder och metallurger och ännu är inte alla Wootz hemligheter avslöjade.
En orsak till det är att de vapen och knivar i äkta Damaskus som finns bevarade är hundratals år gamla historiska artefakter, oftast av museekvalité, och av förståeliga skäl vill de flesta museer och privata samlare inte lösa upp sina klenoder i syra, eller utföra andra analyser som riskerar att skada artefakterna. Kort sagt är urvalet mycket begränsat. Det har dock inte hindrat att det har forskats, och fortfarande forskas, på detta mytiska stål. Och fortfarande görs det nya upptäckter. Mer om detta senare.
Men först lite allmänt om järn och kolstål.
Järn med mycket låg kolhalt s.k. smidesjärn är mjukt och oanvändbart för tillverkning av skärande föremål. Lika dåligt fungera stål med ca 2-4% C s.k. gjutjärn, då det är mycket sprött och därmed inte går att använda för tillverkning av skärande föremål. Mellan dessa extremer har vi det vi kallar (kol)stål. Som Paul skrev i ett tidigare inlägg så blir/är stål med mycket hög kolhalt s.k. Ultra High Carbon (UHC)–stål ofta väldigt känsliga för slag, vridningar osv. dvs spröda. Med en kolhalt uppemot 2% är ju Wootz inne och nosar i gjutjärnets territorier, så varför verkade inte detta axiom gälla för Wootz?
Tillbaks till frågan varför Wootz egentligen försvann. Kunskaperna hos smederna fanns. Det mest sannolika är att de tekniker de använde helt enkelt slutade att fungera och därmed slutade att användas och kunskaperna föll i historiens glömska.
Återstår då själva stålet, det troliga är att leverantör byttes i Indien, sannolikt helt enkelt p.g.a att den ursprungliga gruvan var tömd. Det nya stålet hade helt enkelt andra egenskaper och kunde inte smidas till den exceptionella kvalité som Wootz kunde.
(Självklart var inte allt som smiddes under de mer än 2000 år som gruvan levererade stål av exceptionell kvalité. Många andra parametrar spelar in, och smidestekniken utvecklades och ändrades självklart med historiens och utvecklingens gång).
Så, vad var det som gjorde Wootz-stålet så exceptionellt?
Nutida forskning har kunnat påvisa att Wootz innehåller kolnanorör, ett av de hårdaste och starkaste ämnen vi känner till, mer likt diamant än grafit. Dessa kan i sin tur bilda karbidnanorör, långa strängar av cementitnanorör (cementite nano wires), som både är mycket hårda och starka.
I labmiljö har nanorör med en längd på över en halvmeter tillverkats. Wootz-stålet innehåller ett nätverk av långa cementitnanorör och kolnanorör som gör stålet hårt och segt samtidigt. Inte helt olikt hur armering stärker betong, fast med den skillnaden att vi rör oss på en nanonivå.
Dessa nanorör kommer också att sticka ut ur eggen, och skapar då en sort serraterad egg på nanonivå, och skulle kunna vara en bidragande orsak till de mycket bra skäregenskaper som historien tillskriver Wootz damaskus-stål. Ett sätt att se det skulle kunna vara som små, vassa diamanter som sticker ut ur eggen.
Så, då återstår frågan, hur kunde kolnanorör bildas i Wootz-stål? Vad var det i själva Wootz som gjorde att dessa kunde bildas?
Forskning har visat att kolnanorör kan bildas under rätt förutsättningar. Vissa övergångsmetaller om de finns i spårmängder och i rätt mängd kan fungera som promotor och katalysator för bildande av kolnanorör.
Som av en naturens nyck verkar den indiska källan till Wootz-stål ha innehållit rätt spårmängd av en eller flera övergångsmetaller som en naturlig förorening i stålet vilket i kombination med rätt behandling skapade detta superstål. Som sagt, ännu är inte alla Wootz hemligheter avslöjade, och många är det som har försökt att återskapa Wootz-stål.
Det leder oss in i nutiden och till den finska smeden Heimo Roselli som bedrivit egen forskning kring Wootz och under lång tid försökt att ta fram Wootz-stål.
Och gissa vad? Han har lyckats och Rosellis Ultra High Carbon (UHC) Nano-stål är en modern inkarnation/version av det första superstålet Wootz. Mig veterligen är Roselli den enda firman som tillverkar Wootz kommersiellt. En aktningsvärd bedrift enligt mig.
Som H. Roselli beskriver själv involverar metoden att ta fram UHC Nano-stål en ”hemlig metall”. En kvalificerad gissning är att denna ”hemliga metall” är vanadin.
I videon demonstrerar Heimo Roselli UHC-stålets prestanda bla genom att tälja i stål:
http://www.roselli.fi/epages/r ... 2F2014063003
Tyvärr fungerar inte länken längre, här är en länk till Rosellis hemsida:
https://www.roselli.fi/
/Lux