¿Qué hace que el acero de Damasco sea único?

La respuesta a su pregunta realmente depende de si está hablando de Damasco moderno o antiguo de Damasco. Difieren en el método utilizado para lograr una composición homogénea de carbono dentro del hierro.

Los secretos del histórico Damasco se “perdieron”, por así decirlo. No tenemos exactamente un manual de “cómo hacerlo” sobre cómo se hizo históricamente, pero tenemos lo que muchos consideran una muy buena suposición. El acero Wootz era una especie de acero crisol. Se pusieron pedazos de hierro en bruto del proceso de fundición en un crisol con una cantidad cuidadosamente calculada (tal vez no tan cuidadosamente en ese entonces) de carbón y se calentó lentamente hasta que estuvo casi fundida. En principio, el proceso es muy similar al proceso moderno utilizado para el acero hoy en día, el proceso Bessemer. Imagine poner una gota de colorante rojo en agua: lenta pero segura, ese colorante convierte todo el vaso de agua en un tono uniforme de rojo. Una vez que el carbono del combustible se había convertido en un metal casi fundido y se mantenía a esa temperatura, lenta pero seguramente comenzaría a homogeneizar la mezcla y, si lograba poner suficiente carbono, tenía suficiente. Una vez pulidos o grabados, los límites de grano y las diferencias muy leves en la composición crearon ese patrón “remolino”. También debido a las propiedades microestructurales y de composición, wootz era difícil de forjar, pero producía una cuchilla que superaba con creces la edad de hierro y pocas cuchillas de acero blister que también se usaban en ese momento. Ahí es donde obtiene su fabulosa reputación: no porque sea superior ahora, sino porque estaba a pasos agigantados de lo que se estaba produciendo por métodos alternativos en ese momento. Como ejemplo, puedes ver “Los secretos de la espada vikinga”. Es un especial de NOVA con Ric Furrer, un espadachín muy talentoso que recrea una espada Ulfberht utilizando técnicas sospechosas obtenidas después del análisis de ejemplos históricos.

Sin embargo, Damasco moderno es muy diferente. Lo que hizo que las cuchillas wootz fueran superiores fue la homogeneidad: cuán químicamente consistente era la cuchilla de un punto a otro. Wootz hizo esto casi derritiendo el acero permitiendo que el medio ambiente y el tiempo hicieran el trabajo por usted. Damasco moderno se realiza mediante la estratificación de aceros de composición alterna para lograr propiedades homogéneas. Este es un proceso llamado patrón de soldadura. Si el acero crisol era la gota en un cubo, entonces el damasco moderno es como amasar una y otra vez dos colores diferentes de arcilla. Eventualmente, si comienzas con arcilla azul y arcilla amarilla, obtendrás arcilla verde. Las ligeras diferencias en la composición entre los dos tipos de acero utilizados son las causas del remolino en Damasco moderno que se parece a los patrones observados en el acero wootz / crisol. Este es el método utilizado por los japoneses para crear sus cuchillas. Una vez que se funde el hierro, es solo un trozo de material muy inconsistente, desde el punto de vista de la composición. Los japoneses sabían esto, y separaron todo el material blando del material duro, soldando cada patrón de una colección de bits inconsistentes en una barra homogénea. El material blando se usó para el núcleo, y el material duro se usó para el borde. Desde el punto de vista metalúrgico, fue, una vez más, superior a muchas otras cuchillas en ese momento, pero el proceso de soldadura de patrones para lograr la homogeneidad no se limitó al japonés: los chinos, los celtas y los vikingos usaron este proceso para un cierto grado, solo en momentos ligeramente diferentes en la historia.

Ambos procesos lograron blades que tenían un rendimiento legendario, pero se realizaron de maneras muy diferentes. La mayoría de las aleaciones homogéneas modernas de composición similar a las cuchillas soldadas con patrón wootz y japonés las superarían en rendimiento. Estos métodos pueden haber sido de vanguardia (sin juego de palabras) durante su tiempo, pero la metalurgia ha recorrido un largo camino desde entonces.

El acero de Damasco es un material ferroso único producido por los árabes en la ciudad homónima de Siria, hasta la mitad del siglo XVIII. Es reconocible por un patrón floral peculiar e intrigante en la superficie del acero con una sucesión de bandas metálicas brillantes y opacas más oscuras, en analogía, si lo desea, con el tejido damascato .

Imagen de wikipedia: acero de Damasco

Además del agradable efecto óptico que era y es bien conocido y buscado por combinar una dureza muy alta y una tendencia a mantener su capacidad de corte, y una alta tenacidad (lo opuesto a la fragilidad, que es la tendencia a romperse al impactar). Esta combinación de dureza y dureza es el mantra de la metalurgia moderna e, incluso ahora, en 2015, con todas las técnicas analíticas avanzadas y el profundo conocimiento metalúrgico, los secretos ocultos en las cuchillas de Damasco no se comprenden completamente.
El acero fue producido a partir de lingotes importados de Sri Lanka y el sur de la India conocidos como acero Wootz. Ahora se sabe bastante bien que los minerales extraídos en esas regiones no solo contenían hierro, sino también elementos que crean carburo, como Vanadio y Tungsteno (El papel clave de las impurezas en las cuchillas de acero antiguas de Damasco). Sin embargo, la presencia de pequeñas cantidades de estos elementos no es suficiente para justificar la combinación extraordinaria de propiedades mecánicas. La microestructura del acero de Damasco se caracteriza por una combinación muy fina de láminas de ferrita (alfa-hierro) y cemento (Fe3C) (o simplemente bandas) derivadas de sucesivas iteraciones de forja y temple y recocido similar, o análogo, a los procesos utilizados por los fabricantes japoneses de espadas (herrería japonesa) para conferir una alta dureza y resistencia a sus katanas. En esta sucesión de calentamiento, deformación, enfriamiento, recalentamiento y deformación se encuentra el secreto oculto y perdido del proceso de producción. Aunque muchos han intentado reproducir estos procedimientos, ninguno ha logrado obtener un proceso repetible para producir la combinación de dureza y dureza y el efecto floral en la superficie. Los hallazgos recientes de un grupo de la Universidad de Dresda, en Alemania, en una comunicación en la prestigiosa revista Nature ( http://www.nature.com/nature/jou …) han renovado el mito de este acero combinándolo con el bombo publicitario. para nanomateriales. Encontraron, en un sable original de Damasco producido en el siglo XVII por el famoso herrero Assad Ullah, evidencia, tras la disolución de una muestra de la espada en ácido clorhídrico, de nanocables de cemento de cemento posiblemente protegidos (?) Por nanotubos de carbono. Sinceramente, no tengo idea de cómo llegaron a esa conclusión después de leer tanto la comunicación de Nature como el documento sobre Acta Materialia (estructuras atómicas de nanocables monocristalinos a base de hierro cristalizados dentro de nanotubos de carbono de paredes múltiples como revela la microscopía electrónica analítica). justifico la declaración y estoy bastante seguro de que nuestro Assad Ullah no tenía ni idea sobre los nanotubos, sin embargo, las noticias llegaron a National Geographic y Damasco Steel, los nanotubos y la Universidad de Dresda volvieron a la onda comunicacional.

El acero de Damasco (acero Wootz) se fabricó en India, aunque el nombre sugiere lo contrario. Este material era altamente plástico y duro al mismo tiempo, propiedades que los hicieron incomparables y muy adelantados a su tiempo.

Cuando se hace una espada, se requiere que el material sea duro pero no a costa de la plasticidad, ya que se rompería. Un material demasiado plástico simplemente se doblaría sin infligir el daño requerido. Este material fue capaz de lograr dureza y plasticidad al mismo tiempo y, por lo tanto, las espadas de Damasco fueron / son bastante famosas.

En el escenario actual, es importante e interesante porque la composición / material de ram requerido, así como el proceso de fabricación de la espada, se pierden y varios investigadores están tratando de recrear la espada de Damasco.

Las capas creadas por plegado y reforzado repetidos proporcionan una combinación de tenacidad y la dureza necesaria para mantener un borde afilado. La metalurgia antigua no pudo lograr esto en un material homogéneo. También resultó en una hermosa apariencia de superficie de mármol que le dio a un antiguo comprador de espadas o cuchillos más confianza de que estaban comprando lo real antes de una prueba potencialmente destructiva. La katana japonesa también utilizó una técnica de forja similar.

Hoy en día, tenemos aleaciones de acero desarrolladas para las aplicaciones industriales más difíciles que proporcionan resistencia y dureza superiores al acero de Damasco. Por lo tanto, la cuchilla de mármol es más admirada por su belleza y su referencia a otro momento en el que obtener estas propiedades era algo preciado de lo que dependía la vida de un guerrero.

El acero de Damasco o el acero Wootz es un proceso perdido de fabricación de acero de la India y el Medio Oriente que produce cuchillas que son muy duras y muy flexibles. Sus propiedades son más que superadas por muchas aleaciones modernas, pero en general fue superior a los materiales contemporáneos.

El acero proviene de una mina especial y contiene algunos elementos raros como impurezas. Las otras impurezas se eliminaron al arder en fuego y solo se produjo el plegado del golpeteo. Sin estas condiciones iniciales, el acero no puede llamarse Damasco. Aquí hay un extenso artículo: El papel clave de las impurezas en las antiguas cuchillas de acero de Damasco