Strona 1 z 4

Jaka była stal historyczna na zbroje?

: 04 sty 2010, 16:34
autor: Maleus
Wydzielone z innego tematu:

Odnośnie gatunku stali, ja osobiście używam przeważnie stali st3, która wg ostatnich badań jest najbardziej zbliżona właściwościami do tej stosowanej w średniowieczu, przy hełmach i specjalnych zamówieniach zdarza się produkować ze stali o podwyższonej wytrzymałości.

: 06 sty 2010, 19:48
autor: Mardinus
Witam.
Maleus poruszył bardzo ciekawy temat - jaka była stal z której wykonywano uzbrojenie w dawnych czasach.
Pozwoliłem sobie załorzyć nowy temat :-) (w koncu moderator .......to ja :-)))))))

Maleus - mozesz coś wiecej powiedziec o stali w dawnych wiekach??

: 06 sty 2010, 20:09
autor: wat93
sam jestem ciekaw opinii kolegi ;)

: 06 sty 2010, 21:58
autor: Remington
Struktura dawnej blachy ma się nijak do blach produkowanych obecnie.
Zwłaszcza z jednego powodu, niegdyś była to blacha skuwana warstwowo. Jakiś czas temu konserwowałem zbroję husarską z XVIIw. Blachy były sprężyste, miejscami miały ślady rozwarstwienia na trzy blachy.
Przeglądałem też elementy zbroi średniowiecznych, korozja ukazała także strukturę warstwową.

: 06 sty 2010, 23:18
autor: Maleus
Sam na ten temat niewiele mogę powiedzieć - nie prowadzę badań tego typu. Wiedza, którą posiadam pochodzi z wartościowych książek, własnej pracy, a w tym przypadku przede wszystkim z internetu. Chętnie podzielę się informacjami, jaki udało się mi odnaleźć.

Pozwolę sobie w tym miejscu przytoczyć akapity z 1382.pl

Opisane przez Alana Williamsa zbroje pochodzą głównie z XV i XVI w., co ułatwia mi mocno pracę, bowiem mogę większość z nich odrzucić - jak wiadomo, interesuje mnie głównie wiek XIV. Zaznaczę tylko, że w jego analizach widać wyraźnie trend wzrostowy w twardościach zbroi, co łatwo wytłumaczyć faktem, że średniowieczni płatnerze coraz sprawniej radzili sobie z hartowaniem i coraz lepiej znali się na stali.
Zrobiłem sobie analizę statystyczną czternastowiecznych elementów zbroi zbadanych przez Williamsa i doszedłem do paru wniosków. Tutaj muszę zaznaczyć, że statystyka jest niepełna o tyle, że Williams, z sobie tylko znanych powodów, nie wszystkie przypadki opisał tak samo - przy większości podaje zawartość węgla, strukturę i twardość próbki, czasami jednak niektóre z tych parametrów pomija. Generalnie jednak wyniki prezentują się następująco:

6 przypadków stali niskowęglowej, hartowanej, o średniej twardości 220HV

8 przypadków stali niskowęglowej, niehartowanej, o średniej twardości 160HV

3 przypadki stali średniowęglowej, hartowanej, o średniej twardości 370HV

6 przypadków stali średniowęglowej, niehartowanej, o średniej twardości 230HV

Chociaż stal niskowęglowa (0,1-0,2%) teoretycznie w myśl dzisiejszych standardów jest niehartowalna, to jednak procedura hartowania może trochę zwiększyć jej twardość, zwłaszcza jeśli stal zawiera jakieś dodatki hartowanie wspomagające.

Teraz pora powiedzieć kilka słów o stali dzisiejszej. Najpopularniejsze gatunki używane przez płatnerzy to stale konstrukcyjne St3 i 45 oraz stal sprężynowa 50HS lub 50HF, różniąca się od poprzednich głównie zwiększoną zawartością chromu i wanadu, zmniejszających jej plastyczność. Niektórzy używają jeszcze 18G2, ale to jakiś margines i nie będę o tym pisał, zwłaszcza że ta stal to jakiś niskowęglowy wynalazek nafaszerowany manganem, wanadem i innymi świństwami.

St3 to stal niskowęglowa (0,22%), o twardości ok 130HV

45 to stal średniowęglowa (0,4-0,5%), o twardości ok 260HV

50HF i HS to stale wysokowęglowe o twardości ok 280HV

Ponieważ twardość stali podawana jest wszędzie w jednostkach MPa lub w skali Brinella (HB), musiałem dokonać konwersji na skalę Vickersa przy użyciu różnych dostępnych w Internecie tabel. Wyniki były mniej więcej jednoznaczne.

Porównując ustalenia Williamsa i właściwości dzisiejszej stali można dojść do wniosku, że powszechnie używana stal konstrukcyjna St3, tzw “blacha czarna”, wcale nie jest tak podłym i niehistorycznym surowcem, jak można by podejrzewać i jak niektórzy głoszą; zwłaszcza jeśli utwardzi się ją przez odpowiednią obróbkę i podhartuje. Dobrym odpowiednikiem średniowiecznej lepszej gatunkowo stali wydaje się stal 45, zwłaszcza że dobrze się hartuje ze względu na sporą zawartość węgla; nawet bez tego jednak jest dość twarda. Sprężynówka tymczasem, moim zdaniem, jest już przesadą - oczywiście z historycznego punktu widzenia.


Oto tabele, o których wspomina autor: tabele


Blog ten, na który trafiłem przypadkiem okazał się pełen wartościowej wiedzy, także zapraszam do lektury.

Od siebie dodam, że badania tego typu wydają się być nadzwyczaj trudne do przeprowadzenia, ze względu na sam wiek blachy, która zachowała się do czasów dzisiejszych - mogły w niej przez lata zachodzić nieodwracalne procesy, z których najbardziej godnym uwagi jest rdza międzykrystakiczna, która może mieć spory wpływ na wytrzymałość stali.

Prawdopodobnie dzieło Williamsa jest jedyną pracą na ten temat, także odwołanie się do innych źródeł jest mocno utrudnione. Nie zmienia to jednak faktu, że przeprowadzone badania dały bardzo ciekawe rezultaty :-)

: 13 sty 2010, 20:38
autor: Mardinus
Witam.
Mierzyłem kiedys hełm z XVII w i z zdziwieniem stwierdziłem ,że blacha sklada sie z 2 warstw.
Co dziwne - słabo z sobą złaczonych - bo w miejscu zawijki blacha sie naturalnie rozwarstw

: 14 sty 2010, 18:40
autor: Remington
Rozwarstwienie nie jest niczym nadzwyczajnym w hhistorycznej stali.

Porównanie jej do ST3 jest totalnym nieporozumieniem.

To tak jakby porównać ciasto francuskie do ciasta naleśnikowego (dosłownie!).
:-|

: 14 sty 2010, 23:48
autor: Maleus
Porównanie dotyczy tutaj tylko i wyłącznie właściwości stali - nie jej konstrukcji. Jest to napisane w moich postach wyżej co najmniej 2 razy. Ja również widziałem na własne oczy hełm z XVII wieku i rozwarstwiającą się na nim stal. I ma się to nijak do zamieszczonego powyżej artykułu...

: 15 sty 2010, 17:57
autor: Remington
Porównanie własciwości tym bardziej nie trafione.
Weź deskę, np. sosnową, przetnij ją na pół i jedną połowę potnij na paseczki, potem je sklej w pakiet.
Właściwości obu uzyskanych desek bedą zasadniczo różne, mimo że jedynie zmieniliśmy strukturę tego samego materiału.
Blacha skuwana, nie dość że ma strukturę warstwową, to jeszcze zawiera różną zawartość węgla na różnych głębokościach.

: 17 sty 2010, 22:34
autor: Maleus
Hm... Poniekąd zgadzam się z przedmówcą.
Wysnułem jednak bardziej sprecyzowany wniosek odnośnie artykułu przewodniego w tym temacie:
Porównanie stali historycznej do blachy St3 pod względem twardości wykazało pewne podobieństwa. Poza tym stal ta nie ma ze sobą nic wspólnego.

Jeśli porównać ciasto francuskie z naleśnikowym, również można wysnuć podobieństwa, zależy kto czego poszukuje.

: 18 sty 2010, 18:31
autor: Mardinus
Po przemysleniach sprawy stali na zbroje doszedłem do pewnej teorii :

Blache wykonywano z kilku cienkich blach z kilku powodów....
-łatwo mniejsze kęsy blachy wykuć na cieniutką blaszkę (a kęsy nie były zbyt wielkie)
-taka konstrukcja ma wiekszą wytrzymałośc od jednolitej blachy - a przy miernym materiale wyjsciowym to nie do przecenienia.

Klepiąc kes metalu na cienką blachę - dziesiatki razy podgrzewając ją w weglu drzewnym naweglamy zewnetrzne powierzchnie .
Wtedy mamy blache warstwową - w środku niska zawartosc wegla - a na zewnątrz wieksza (warstwa naweglona)
Jak sie połączy dwie takie cienkie blachy - to uzyskujemy warstwową strukturę -o warstwach o różnej zawartości wegla (podobnie jak w damaście skuwanym)
Taką blache można hartować (hartuje sie tylko te naweglone warstwy) - stąd te dziwne zapisy o hartowaniu blach o składzie St3.
Powstaja warstwy twarde i miekkie - czyli całość jest wytrzymała jak diabli - przy małej grubości.

A taka blacha wspołczesnie badana wykazuje ilość wegla taka jak nasza St3 (badano pewnie próbki jako całość - nie mysląc o warstwach o różnej zawartości wegla)

: 24 sty 2010, 11:17
autor: Maleus
A tak przy okazji, próbował ktoś może zrobić chociażby niewielki arkusik blachy, tak jak robiono to setki lat temu?

Chętnie sam bym spróbował, ale na razie brakuje mi umiejętności, wiedzy i narzędzi :mrgreen:

: 26 lut 2010, 13:03
autor: EO
Ciekawy temat, aż się wypowiem.
To ja jestem autorem bloga, o którym wspominał Maleus.

Teraz po kolei:

- porównując blachę St3 do niektórych (!) średniowiecznych wyrobów oparłem się na ustaleniach metalograficznych Alana Williamsa, który pobierał próbki, mierzył ich mikrotwardość oraz zawartość węgla. Nie dotarłem do żadnych innych opracowań średniowiecznych zbroi, podających ich standardowe parametry - czyli twardość oraz granicę plastyczności, jeśli masz Remingtonie takie informacje, byłbym za nie super wdzięczny.

- stal St3 daje się zahartować, nawet bez budowy warstwowej. Jak to zrobić, proszę:
http://lametalsmiths.org/news/robb_gunter.htm
To opis hartowania stali niskowęglowej (mild steel) do twardości 45HRC przy pomocy kąpieli w ługu (zastapionym ze względów BHP mieszaniną chemiczną).

- o warstwowej strukturze pisze również Williams - tyle że wg niego jest to efekt przede wszystkim przekuwania bryły żelaza w celu usunięcia z niej zanieczyszczeń żużlowych na wstępnym etapie produkcji. Mam przy tym pewne wątpliwości, czy nawęglenie zachodzące podczas takiego procesu osiągnęłoby poziom niezbędny wg nas do hartowania, czyli te 0,4-0,5%, o których wydaje się mówić Mardinus. Z tego co wiem, osiągnięcie tych wartości wymaga kilkunastogodzinnego, nieprzerwanego wyżarzania w materiale organicznym.

To tak dla ożywienia dyskusji :)

Pozdrawiam,
EO

: 26 lut 2010, 13:58
autor: EO
I jeszcze jedno:
Remington pisze:Blachy były sprężyste, miejscami miały ślady rozwarstwienia na trzy blachy.
Co to znaczy "sprężyste"? Praktycznie dowolny element zbroi z racji samej obróbki i kształtowania jest sprężysty.

Pozdrawiam,
EO

zaoponuję

: 26 lut 2010, 17:31
autor: melonmelon
tia
zgodzę się z temp. hartowania
zgodzę się do ługu sodowego, a właściwie jego roztworu wodnego (hartuje chyba najszybciej ze znanych mi chłodziw)
zgodzę się że zastąpienie roztworu wodnego NaOH (ok. 10% temp. ok. 10st. C)
roztworem wodnym NaCl (5-10% temp. ok. 10 st. C) da podobne efekty (zbliżona szybkość chłodzenia w zakresie 800-500)
nie wiem po co dodaje się detergentu
nie wiem czym jest cudowny składnik
Shaklee Basic I* or 7oz UNSCENTED Jet-Dry or other surfactant (like Simple Green)
być może tajemniczy składnik to jakiś olej i za pomocą detergentu utworzona jakąś emulsję?
zgodzę się że da się utwardzić przez hartowanie stal st3s do max 300hb/30hrc
natomiast chciałbym dostać do ręki stal o zawartości węgla poniżej 0,2%C zahartowaną powyżej 40HRC z manganem poniżej 0,5% - stal 1018(stawiam flachę), tym bardziej stal o zawartości węgla poniżej 0,06%C, z manganem poniżej 0,35% stal 1005(nie nawęgloną przy kuciu, bez segregacji węgla, bez dodatków stpowych)

do takich prób polecam właśnie stal 0,9G2, 18G2A i pochodne, ma ona mniej węgla ale mangan do ok. 1,5-2% powoduje że można ją utwardzić do prawie 50hrc

pozdro