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Acier damas: techniques de fabrication d'épées anciennes

Acier damas: techniques de fabrication d'épées anciennes

L'acier de Damas et l'acier arrosé persan sont des noms courants d'épées en acier à haute teneur en carbone créées par des artisans de la civilisation islamique au Moyen-Âge et convoitées sans succès par leurs homologues européens. Les lames avaient une ténacité et une arête de coupe supérieures, et on pense qu'elles ont été nommées non pas pour la ville de Damas, mais de par leurs surfaces, qui présentent un motif tourbillonnaire caractéristique en soie arrosée ou en damassé.

Faits saillants: acier damas

  • Nom du travail: Acier damas, acier arrosé perse
  • Artiste ou architecte: Métal islamique inconnu
  • Style / Mouvement: Civilisation islamique
  • Période: 'Abbasid (750-945 CE)
  • Type de travail: Armes, outils
  • Créé / construit: 8ème siècle de notre ère
  • Moyen: Le fer
  • Fait amusant: La principale source de minerai brut pour l'acier de Damas a été importée d'Inde et du Sri Lanka et, une fois cette source épuisée, les fabricants d'épées ont été incapables de les recréer. La méthode de fabrication n’a pratiquement pas été découverte en dehors de l’islam médiéval jusqu’en 1998.

Il est difficile pour nous d’imaginer la peur et l’admiration combinées engendrées par ces armes aujourd’hui: nous pouvons heureusement compter sur la littérature. Le livre de l'écrivain britannique Walter Scott datant de 1825 Le talisman décrit une scène recréée d’octobre 1192, lorsque Richard Lionheart d’Angleterre et Saladin the Saracen se sont rencontrés pour mettre fin à la troisième croisade. (Il y en aurait cinq autres après que Richard se soit retiré en Angleterre, selon la manière dont vous comptez vos croisades). Scott imaginait une démonstration d'armes entre les deux hommes, Richard brandissant un bon sabre anglais et Saladin un cimeterre en acier de Damas ", une lame recourbée 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, du moins dans la prose exagérée de Scott, représentait le vainqueur de cette course aux armements médiévale, ou du moins, un bon match.

Acier damas: comprendre l'alchimie

L'épée légendaire connue sous le nom d'acier de Damas a intimidé les envahisseurs européens des «Terres saintes» appartenant à la civilisation islamique tout au long des croisades (1095-1270). Les forgerons d’Europe ont essayé d’apparier l’acier, en utilisant la "technique de soudage selon modèle", forgée à partir de couches alternées d’acier et de fer, pliant et tordant le métal au cours du processus de forgeage. La technique de soudage par motifs était une technique utilisée par les fabricants d’épées du monde entier, notamment les Celtes du 6ème siècle avant notre ère, les Vikings du 11ème siècle de notre ère et les sabres de samouraï japonais du 13ème siècle. Mais la soudure de modèle n'était pas le secret de l'acier de Damas.

Certains chercheurs attribuent la recherche du procédé de l'acier de Damas aux origines de la science des matériaux moderne. Mais les forgerons européens n'ont jamais dupliqué l'acier damassé à noyau solide en utilisant la technique de soudage par motifs. Pour reproduire la force, la netteté et la décoration ondulée, ils se sont rapprochés en gravant délibérément la surface d'une lame à motif soudé ou en la décorant de filigrane d'argent ou de cuivre.

Lames en acier et sarrasins Wootz

Dans la technologie des métaux du moyen âge, l'acier pour épées ou autres objets était généralement obtenu par le processus de bloomery, qui nécessitait de chauffer le minerai brut avec du charbon de bois pour créer un produit solide, appelé «bloom» composé de fer et de scories. En Europe, le fer était séparé du laitier en chauffant la floraison à au moins 1 200 degrés Celsius, ce qui le liquéfiait et séparait les impuretés. Mais dans le processus d’acier de Damas, les pièces de la bloomery ont été placées dans des creusets avec du matériau carboné et chauffées pendant plusieurs jours, jusqu’à ce que l’acier forme un liquide à 1300-1400 degrés.

Mais surtout, le procédé au creuset permettait d’ajouter de manière contrôlée une teneur élevée en carbone. La teneur élevée en carbone procure un avantage certain et une durabilité, mais sa présence dans le mélange est presque impossible à contrôler. Trop peu de carbone et le produit 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 passe pas bien, l’acier forme des plaques de cémentite, une phase de fer qui est désespérément fragile. Les métallurgistes islamiques ont été en mesure de contrôler la fragilité inhérente et de transformer la matière première en armes de combat. La surface à motifs 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 Damas était fabriqué à partir d’une matière première appelée acier Wootz. Wootz était une qualité exceptionnelle d'acier au minerai de fer fabriquée pour la première fois dans le sud et le centre-sud de l'Inde et au Sri Lanka, peut-être dès 300 ans avant notre ère. Wootz a été extrait du minerai de fer brut et formé selon la méthode du creuset pour fondre, brûler les impuretés et ajouter des ingrédients importants, dont 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%.

Alchimie Moderne

Les forgerons et les métallurgistes européens qui ont tenté de fabriquer leurs propres lames ont finalement surmonté les problèmes inhérents à une teneur élevée en carbone, mais ils ne peuvent expliquer comment les anciens forgerons syriens ont obtenu la surface en filigrane et la qualité du produit fini. La microscopie électronique à balayage a identifié une série d’additions utiles connues à l’acier Wootz, telles que l’écorce de Cassia auriculata (également utilisé dans les peaux d'animaux de bronzage) et les feuilles de Calotropis gigantea (une asclépiade). La spectroscopie de wootz a également mis en évidence de minuscules quantités de vanadium, de chrome, de manganèse, de cobalt et de nickel, ainsi que de rares éléments tels que le phosphore, le soufre et le silicium, dont les traces proviennent vraisemblablement des mines indiennes.

Une reproduction réussie de lames de damascène qui correspondent à la composition chimique et possèdent le décor en soie imbibée et la microstructure interne a été rapportée en 1998 (Verhoeven, Pendray et Dautsch), et les forgerons ont pu utiliser ces méthodes pour reproduire les exemples illustrés ici. Les améliorations apportées à l’étude précédente continuent de fournir des informations sur les processus métallurgiques complexes (Strobl et ses collègues). Un débat animé sur l’existence possible d’une microstructure en acier Damas "nanotube" développée entre les chercheurs Peter Paufler et Madeleine Durand-Charre, mais les nanotubes ont été largement discrédités.

Des recherches récentes (Mortazavi et Agha-Aligol) sur des plaques d'acier ajourées à calligraphie fluide de Safavid (XVIe-XVIIe siècles) ont également été réalisées en acier wootz selon le procédé damascène. Une étude (Grazzi et ses collègues) de quatre épées indiennes (tulwars) datant des XVIIe au XIXe siècles et utilisant des mesures de transmission de neutrons et une analyse métallographique a permis d'identifier l'acier wootz à partir de ses composants.

Sources

  • Durand-Charre, M. Les Aciers Damassés: Primitif Du Fer Aux Aciers Modernes. Paris: Presses des Mines, 2007. Imprimé.
  • Embury, David et Olivier Bouaziz. "Composites à base d'acier: forces motrices et classifications." Revue annuelle de recherche sur les matériaux 40.1 (2010): 213-41. Impression.
  • Kochmann, Werner et al. "Nanofils en acier de Damas ancien." Journal of Alloys and Compounds 372.1-2 (2004): L15-L19. Impression.
  • Reibold, Marianne et al. "Découverte de nanotubes dans l'acier de Damas ancien." Physique et ingénierie de nouveaux matériaux. Eds. Chat, DoTran, Annemarie Pucci et Klaus Wandelt. Vol. 127. Springer Proceedings in Physics: Springer Berlin Heidelberg, 2009. 305-10. Impression.
  • Mortazavi, Mohammad et Davoud Agha-Aligol. "Approche analytique et microstructurale de l'étude des plaques d'acier historiques en acier à ultra-carbone ultra-élevé (Uhc) appartenant à la Bibliothèque et musée national de Malek, Iran." Caractérisation des matériaux 118 (2016): 159-66. Impression.
  • Strobl, Susanne, Roland Haubner et Wolfgang Scheiblechner. "Nouvelles combinaisons d'acier produites par la technique de Damas." Forum d'ingénierie avancée 27 (2018): 14-21. Impression.
  • Strobl, Susanne, Roland Haubner et Wolfgang Scheiblechner. "Incrustation d'acier damas sur une lame d'épée - Production et caractérisation." Matériels d'ingénierie clés 742 (2017): 333-40. Impression.
  • Verhoeven, John D. et Howard F. Clark. "Diffusion de carbone entre les couches dans les lames de damas à structure soudée modernes." Caractérisation des matériaux 41.5 (1998): 183-91. Impression.
  • Verhoeven, J. D. et A. H. Pendray. "Origine du motif damassé dans les lames en acier de Damas." Caractérisation des matériaux 47.5 (2001): 423-24. Impression.
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  • Wadsworth, Jeffrey et Oleg D. Sherby. "Réponse aux commentaires de Verhoeven sur l'acier de Damas." Caractérisation des matériaux 47.2 (2001): 163-65. Impression.