Wytop żelaza w Prehistorii

[Furiusz]

No cóż zabrzmi to może jak prima aprilis ale nim nie jest. Otóż odkryto na terenie Imperium Rzymskiego fragment surowca stalowego, datowanego na okres wczesnorzymski, konkretnie w Risan w Czarnogórze dzisiejszej - który był przetopiony! M. Biborski, J. Stepiński, Materiały do poznania metalurgii żelaza okresu rzymskiego [w:] Honoratissimum assensus genus est armis. Studia dedykowane Profesorowi Piotrowi Kaczanowskiemu z okazji siedemdziesiątej rocznicy urodzin, pod red. R. Madyda-Legutko, J. Rudzińska-Nowak, Kraków 2014, s.272 - Obecność w próbce eutektycznego składnika strukturalnego, jakim jest ledeburyt (...) jednoznacznie dowodzi, że metal przeszedł przez stan ciekły (...). Autorzy spekulują, że zostały owe kęsiska żelaza (o wadze ponad 3 kg każde) importowane z terenów Indii. Sugerują też, że być może wykorzystywany był taki importowany surowiec do produkcji wysoko wyspecjalizowanych przedmiotów (czytaj broni) - tyle, że to tylko spekulacje. Może warto dodać, ze odkrycie owych brył stali dokonali polscy badacze podczas badań w Risan.

[Tomasz N]

"Obecność w próbce eutektycznego składnika strukturalnego, jakim jest ledeburyt (...) jednoznacznie dowodzi, że metal przeszedł przez stan ciekły (...)." Autorzy spekulują, że zostały owe kęsiska żelaza (o wadze ponad 3 kg każde) importowane z terenów Indii.

Kłopot w tym, że w Indiach opanowano produkcję stali płynnej, ale albo nadeutektoidalnej, bądź topliwej w niższych temperaturach ze względu na zawartość fosforu. Czy tam jest coś więcej o składzie ?

[Furiusz]

Mikrostruktury z poszczególnych miejsc ujawniają obecność siatki dużych iglastych wydzieleń cementytu drugorzedowego oraz ledeburytu na tle perlitu (...). Miejscami widoczne są tez liczne pozostałości wytrąceń żużla, zróżnicowane co do wielkości i kształtu (...). Ponadto zaobserwować można obszary, w których wydzielenia cementytu doznały częściowej grafityzacji (...). Oceniając całkowita ilość cementytu i ledeburytu w mikrostrukturze można szacować, że średnia zawartość węgla w omawianym kęsisku znacznie przekracza 2% a jego mikrostruktura odpowiada mikrostrukturze żeliw podeutektycznych. - ta sama strona. To tyle co przepisałem sobie, po tych żeliwach następuje to co wrzuciłem wcześniej. Coś to pomaga?

[Tomasz N]

Przy powyżej 2 % węgla nie musieli dodawać fosforu by się topiło. Ale co z tego dało się zrobić użytecznego ?

[secesjonista]

Tak przy okazji wcześniejszych dyskusji o meteorytach:

K. Socha, I. Suliga, H. Krawczyk "Meteoryty – najstarszy materiał do wytwarzania narzędzi żelaznych?", "Acta Societatis Metheoriticae Polonorum", Rocznik Polskiego Towarzystwa Meteorytowego, Vol. 5, 2014.

/dostępne na: www.yadda.icm.edu.pl/

[Furiusz]

R. Plenier, Metallography of La tene period iron implements from the celtic oppida [w:] Archaeological news in the Czech Socialist Republic, pod red. J. Hrala, Praga 1981, s.106-107 czyli słów kilka o celtyckich wyrobach żelaznych z terenów Czech. Przebadano 59 zabytków, z czego 27% wykonanych było z niskiej jakości żelaza o niskim stopniu nawęglenia, 25% zaś wykonanych było z żelaza o nawęgleniu między 0.3 a 0.35% i strukturze ferrytyczno-perlitycznej co autor uznaje za stal. Nawęglanie samych krawędzi przedmiotów dotyczy 15% zabytków a 10% przedmiotów wykonanych było z mniejszych fragmentów żelaza o róznych właściwościach takich jak twardość, które ze soba skuto (dziwer).

[Furiusz]

Taka ciekawostka o której własnie się dowiedziałem, stanowisko Oboui w Republice Środkowej Afryki to stanowisko na którym ślady metalurgii żelaza datowano metoda C14 na 2000 aC. B. Clist, Vers une réduction des préjugés et la fonte des antagonismes: un bilan de l'expansion de la métallurgie du fer en Afrique sud-saharienne, "Journal of African Archaeology", t.10 z.1 (2012), s. 71-84

[Potwór]

Tak się przyglądam waszej dyskusji o składzie chemicznym żelaza i widzę że może być to fascynujące. No i co się okazało że przeszedł przez fazę ciekłą czy nie?

[Furiusz]

O rozwoju metalurgii żelaza na terenie obecnej Francji w czasach przedrzymskich - dość ogólnie, traktuje tekst Sz. Orzechowskiego, "Czarna metalurgia" w Galii przed podbojem rzymskim. Zarys problematyki, "Kwartalnik Historii Kultury Materialnej" t. 55 z. 3-4 (2007).

[Furiusz]

R. Wilkes, Examination of the Ironwork from Roman Water Lifting Device from the Eastern Blossoms Inn Well, London, "Centre for Archaeology Raport" t. 22 (2002), pobrano tu trzy próbki, o ile 1 i 2 generalnie odpowiadają heterogenicznemu żelazu dymarkowemu o tyle próbka nr 3 to niemal w całości martenzyt z elementami bainitu.

E. Godfrey, M. van Nie, A Germanic ultrahigh carbon steel punch of the Late Roman-Iron Age, "Journal of Archaeological science" t.31 (2004), s. 1117 - 1125 autorzy omawiają puncę odkrytą w Heeten a datowaną na V wiek AD. Heeten było w tym czasie germańskim centrum produkcji metalurgicznej. Owa punca ma strukturę perlityczno cementytową, wykonana jest ze stali o nawęgleniu ok 2% i twardości ok 400 HV oraz niskiej zawartości fosforu. Autorzy sugerują, że świat germański u progu wędrówek ludów mógł stworzyć własną technologię umożliwiającą przetopienie stali.

P. Kucypera, J. Hosek, Hypereutectoid steel in early medieval sword production in Europe, "Fasciculi Archaeologiae Historicae", t. 27 (2014) autorzy wyrażają przypuszczenie, ze w Euopie ślady rozwoju technologii stali nadeutektoidalnej sięgają IV/V wieku AD i, że we wczesnym średniowieczu technologia umożliwająca produkcję mieczy z takiej stali już istniała.

A. Wrona, The Production of High Carbon Steel Directly in Bloomery Process: Theoretical Bases and Metallographic Analyses of the Experiments Results, "EXARC Journal" z.2 (2013) o technicznych możliwościach.

[Tomasz N]

Owa punca ma strukturę perlityczno cementytową, wykonana jest ze stali o nawęgleniu ok 2% i twardości ok 400 HV oraz niskiej zawartości fosforu.

Czyli prawie już nie stal. Ale punce wytwarza się inną techniką niż miecze. Bo do obróbki kształtującej, zwłaszcza coś tak subtelnego jak punca, materiał musi być miękki, a potem się nawęgla, by stwardniało. Akurat nawęglanie w przypadku pozbawionego węgla żelaza dymarkowego musiało być opanowane, więc wnioski (o możliwości przetopu) są zbyt daleko idące.