1. A fémszakértő megfigyeli a fém szerkezetét egy erős nagyítóval és így vizsgálja a fém kristályszerkezetét és következtethet ebből a készítésre.
2. Spektroszkópos vizsgálat, amely megmutatja a fém, különböző összetevőit és a fémben a készítés során bekövetkezett változásokat.
3. A fém fizikai tulajdonságainak vizsgálata, amely által tudomást szerezhetünk a széntartalomról, a rugalmasságról és a fém ellenállásáról.
Anyagok
A fémek legnagyobb része, olvadáspontjuk alatti hőmérsékleten kristályos szerkezetűek. A fém atomjai kristálytani alaknak megfelelően helyezkednek el. A legtöbb fém rácsszerkezete felületén központos, térben központos, gyémántrács, tetragonális, hexagonális vagy rombaéderes alakzat. Ez a kristályszerkezet nem jöhet létre tökéletesen a valóságban. A kristályátalakulás térfogatváltozással is jár. A vas két alakulási hőmérséklettel rendelkezik 1392 °C a térben központos rács felületen központos szerkezetűvé válik, 911 °C értéknél ez újból térközpontos rácsszerkezetűvé alakul. Színfémet nem igazán alkalmaztak. Egyrészt azért mert ennek tulajdonságai nem felelnek meg az elvárásoknak, másrészt pedig azért mert csak ötvözéssel javíthatóak a tulajdonságaik. Ötvözet akkor keletkezik, ha két vagy több fémet vagy nem fémes elemet olvadt állapotban összekeverünk és lehűtjük. A vas legfontosabb ötvözője a szén. Acélnak nevezzük azt a
vaskarbon ötvözetet vagy vasalapú ötvözetet, amely 0,02 % -tól legfeljebb 2% -ig tartalmaz szenet.
Az acélt kovácsolhatóság szempontjából három csoportra oszthatjuk:
- 0,02%-tól – 0,8%-ig – korlátlan kovácsolhatósággal rendelkezik az acél. A korlátlan kovácsolhatóság legfelső határa a 8% széntartalom. Ezek a szerkezeti acélok, amíg a széntartalma meg nem haladja 0,6%-ot. Hevítési hőmérséklete 1150 Celsius foktól 1350 Celsius fokig terjed.
- 0,8%-tól – 1,3%-ig – korlátolt kovácsolhatósággal rendelkezik az acél.
- 1,3%-tól – 1,8%-ig – alig kovácsolható tulajdonságokkal rendelkezik az acél.
Az, az acél, amit a lemezvértek korában használtak azok a korlátlan kovácsolhatósággal rendelkező acélok voltak.
Az acélok kovácsolási hőmérséklete a széntartalom függvényében:
Széntartalom
%
A kovácsolási hőmérséklet felső határa
Celsius
A kovácsolási hőmérséklet
alsó határa Celsius
0,05 1450 700
0,1 1350 950
0,2 1320 950
0,3 1290 900
0,4 1270 900
0,5 1240 900
0,6 1210 850
0,7 1170 850
0,8 1150 820
0,9 1120 800
1,0 1100 800
1,1 1080 800
1,2 1050 750
1,3 1050 750
1,4 1050 750
1,5 1050 750
Az első vasgyártás buca kemencékben kezdődött. A kemencébe faszénre raktak vasércet majd ezt ismételten faszénnel fedték be. A buca kemencékben a vasgyártáshoz sok levegőre volt szükségük ezért eleinte magas dombokra vagy hegyoldalba létesültek leginkább ezek a tűzhelyek, azután a völgyekbe illetve folyópartokra készítik. 16 A buca-kemencékben a nyersvas sosem érte el a teljes folyékony állapotot. A kemence 800°C-ra tudta felmelegíteni a nyersvasat maximálisan. A buca kemencéket váltja fel az aknakemence ezeket már fújtatókkal is ellátták. Magasabbak voltak így nagyobb mennyiségű vasat tudtak előállítani. Az ércből
kiolvadt az alacsonyabb olvadáspontú salak, a különböző vas-oxidok nagy része a faszén karbon tartalmával illetve az abból képződött CO segítségével fokozatosan redukálódott. A 8-12 órás munka végeredménye egy szivacsos szerkezetű, többé-kevésbé képlékeny salak zárványokkal szennyezett kis széntartalmú vastömb volt. Ennek a neve a buca (massa ferri, lupus, luppa)17. Ezt a bucát a kemencéből kihúzva újraizzítással kalapálták, tömörítették, hogy a megmaradt salak távozzon.18 A fém, amit így kaptak nagy ferrit kristályokból állt és kevés szenet tartalmazott ezért karburizálni kellett, hogy egy megfelelő tulajdonságú anyag jöjjön létre. A karburizáció során a fémet magas hőfokra hevítették 1500°C-ra egy olyan anyaggal,aminek magas széntartalma volt. Az eljárás során a magas széntartalmú anyagból a fémbe vegyülve a szén egy megfelelőbb széntartalmú acélt hozott létre. A bucát kalapálással tömörítették és többszöri újramelegítéssel, kovácsrevével, ércporral összegyúrva, hajtogatással és hegesztéssel átkovácsolva tisztították meg a salaktól. Erre az eljárásra az első említés a 12. századból származik.
A reve nem más, mint egy három rétegből álló vasoxid kéreg a hevített vason. Ez három vas-oxid rétegből áll:
Fe2O3 – hematit, Fe3O4 – magnetit, FeO – wüstit
Néhány szakkifejezés: (A kifejezések Magyarországon voltak használatban a 13. – 15. században)
Metallum ferri – vasérc, vaskő
Malleus – hámor
Officina ferraria – a vastermelő üzem
Massa ferri – vas buca
A 14. század elejéig a vasgyártást ezekben a kemencékben oldották meg. A valódi vasolvasztók megjelenésével fejlődött a technológia. Vizi kerekekkel hajtották őket és fújtatókat is kapcsoltak hozzájuk. Ezek a kemencék már képesek voltak elérni az 1400- 1500 Celsius fokos hőmérsékletet is. Magyarországon elsőként a 14. század közepe táján jelent meg a vízzel hajtott vashámor. Azért hogy az öntöttvasat is használni tudják kellett egy olyan eljárás, amellyel ki tudták vonni a magas széntartalmat. Csökkenteni kellett az öntöttvas széntartalmát, ezt az eljárást hívják dekarburizációnak. A nagy széntartalmat hevítéssel úgynevezett frissítéssel csökkentették és ezzel acéllá, kovácsvassá alakították. Az eljárás a következő képen zajlott
le. Egy kemencében a cseppfolyósra melegített vason levegőt fújtatnak, át közben szénnel melegítik, ezt az eljárást Vallón kemencének, Vallón eljárásnak nevezik. Ezt az eljárást Belgiumban Vallónia régiójában a Liège városában találták ki, majd innen terjedt át Franciaországba elsőként Pays de Brayben alkalmazták ezt a technikát. Majd Franciaországból átterjedt ez a technika Angliába a 15. század vége előtt. Henri Le Feron hozta létre egy vasfeldolgozót 1451-ben Le Becquet-ben Beauvais közelében. Dél-keletre Namur városától, Gêves-ben is található egy ilyen műhely, amely több mint 550 éves.
A 15. században Styria területén használták egy eljárást, ami a következő volt:
Egy kovácsoltvas és egy öntöttvas darabot felmelegítettek és összekovácsolták őket (kovácshegesztés) így a magasabb széntartalmú öntöttvas a kevesebb széntartalmú kovácsoltvasnak adott át szenet és így létrejött az acél. Vannoccio Biringuccio Pirotechnika (de la Pirotechnika, 1540, Velence) nevezetű leírásában írt erről a folyamatról. Néhányan félre érthették Biringucciot és azt gondolhatták, hogy Biringuccio a bresciai eljárásról ír ebben a részében a művének. Bresciai eljárás egy olyan finomító folyamat, amelyre a Milánói fegyver
gyártóknak volt szüksége, ahhoz, hogy előállítsák a számukra szükséges nagy mennyiségű jó alapanyagot.
Ezt a technikát lapolással kombinálva egy olyan homogén acélt tudtak előállítani, ami majdnem a japán kardkovácsok által alkalmazott anyagokkal azonos volt.
Izzítási és megeresztési színek
le. Egy kemencében a cseppfolyósra melegített vason levegőt fújtatnak, át közben szénnel melegítik, ezt az eljárást Vallón kemencének, Vallón eljárásnak nevezik. Ezt az eljárást Belgiumban Vallónia régiójában a Liège városában találták ki, majd innen terjedt át Franciaországba elsőként Pays de Brayben alkalmazták ezt a technikát. Majd Franciaországból átterjedt ez a technika Angliába a 15. század vége előtt. Henri Le Feron hozta létre egy vasfeldolgozót 1451-ben Le Becquet-ben Beauvais közelében. Dél-keletre Namur városától, Gêves-ben is található egy ilyen műhely, amely több mint 550 éves.
A 15. században Styria területén használták egy eljárást, ami a következő volt:
Egy kovácsoltvas és egy öntöttvas darabot felmelegítettek és összekovácsolták őket (kovácshegesztés) így a magasabb széntartalmú öntöttvas a kevesebb széntartalmú kovácsoltvasnak adott át szenet és így létrejött az acél. Vannoccio Biringuccio Pirotechnika (de la Pirotechnika, 1540, Velence) nevezetű leírásában írt erről a folyamatról. Néhányan félre érthették Biringucciot és azt gondolhatták, hogy Biringuccio a bresciai eljárásról ír ebben a részében a művének. Bresciai eljárás egy olyan finomító folyamat, amelyre a Milánói fegyver
gyártóknak volt szüksége, ahhoz, hogy előállítsák a számukra szükséges nagy mennyiségű jó alapanyagot.
Ezt a technikát lapolással kombinálva egy olyan homogén acélt tudtak előállítani, ami majdnem a japán kardkovácsok által alkalmazott anyagokkal azonos volt.
Izzítási és megeresztési színek
A nyersacél előállításának nehézsége volt a legfőbb oka annak, hogy a középkorban a páncélkészítés nehezen tudott elterjedni. Később, amikor már elő tudnak állítani nagyobb acéldarabokat akkor a páncélkovácsolás
művészete is fellendül. A kovácsok azon oknál fogva részesítették előnyben az acélt, hogy az edzhető volt és nagy szilárdsággal rendelkezett. A korabeli acélokban kevés szennyező anyag található. Ezt bizonyítja egy a Helmschmiedek által készített páncél darabjainak röntgensugaras vizsgálata.
Tipikus elemek
Si Ca Mn K S P Mg
.08-.022 . 5-.24 . 46-.59 .08 0 .07-.15 .11-.24
A középkorban található acélban salakzárványok voltak, főként szilikát salakot tartalmaztak kisebb arányban tartalmaztak Ca, Al, Mg és Mn salakot is.
Felhasznált irodalom:
http://www.oakeshott.org/metal.html
Simon Sándor: Fémipari alapképzés szakmai gyakorlat
Dr. Török Béla: A vas archometallurgiája és ipartörténete
http://www.slidefinder.net/V/vas_archeometallurgi%C3%A1ja_ipart%C3%B6rt%C3%A9nete/a_vas_archeometallurgiaja/30404029
http://www.wealdeniron.org.uk/belg.htm
Vidovszky István: XVIII. és XIX: században kézműves technológiával készített kovácsoltvas épületszerkezeti
elemek vizsgálata.
Dr. Seregi György – Kristófi Ákos: Kovácsművesség 2005, 9o. – 10. o.
Václav Koval: Élet és halál féme a vas1965 Táncsics kiadó, Budapest
A Magyar Királyság vaskohászata a Rákóczi-szabadságharc előestéjén és idején
Dr. Török Béla: A vasérctől a vastárgyig…
Halmágyi – Riedel: Régi fegyverekről
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése