Wootz Steel Making Damascus Steel Blades

Acier Wootz est le nom donné à une nuance exceptionnelle d'acier au minerai de fer fabriquée pour la première fois dans le sud et le centre-sud de l'Inde et du Sri Lanka, peut-être dès 400 avant notre ère. Les forgerons du Moyen-Orient ont utilisé des lingots de wootz du sous-continent indien pour produire des armes en acier extraordinaires tout au long du moyen âge, connues sous le nom d'acier de Damas.

Wootz (appelé hypereutectoïde par les métallurgistes modernes) n'est pas spécifique à un affleurement particulier de minerai de fer, mais est plutôt un produit manufacturé créé en utilisant un creuset scellé et chauffé pour introduire des niveaux élevés de carbone dans n'importe quel minerai de fer. La teneur en carbone résultante pour le wootz est rapportée de diverses manières mais se situe entre 1,3 et 2% du poids total.

Pourquoi Wootz Steel est célèbre

Le terme «wootz» apparaît pour la première fois en anglais à la fin du XVIIIe siècle, par des métallurgistes qui ont mené les premières expériences en essayant de briser sa nature élémentaire. Le mot wootz peut avoir été une mauvaise transcription par l'érudit Helenus Scott de "utsa", le mot pour une fontaine en sanscrit; "ukku", le mot pour l'acier dans la langue indienne Kannada, et / ou "uruku", pour faire fondre en vieux tamoul. Cependant, ce que Wootz fait référence aujourd'hui n'est pas ce que les métallurgistes européens du 18ème siècle pensaient que c'était.

L'acier Wootz est devenu connu des Européens au début de la période médiévale lorsqu'ils ont visité des bazars du Moyen-Orient et trouvé des forgerons fabriquant des lames, des haches, des épées et des armures de protection incroyables avec de superbes surfaces marquées par l'eau. Ces aciers dits "Damas" peuvent être nommés pour le célèbre bazar de Damas ou le motif damassé qui a été formé sur la lame. Les lames étaient dures, tranchantes et capables de se plier jusqu'à un angle de 90 degrés sans se casser, comme les croisés l'ont constaté à leur grand désarroi.

Mais les Grecs et les Romains savaient que le processus du creuset provenait de l'Inde. Au premier siècle de notre ère, l'érudit romain Pline l'Ancien Natural History mentionne l'importation de fer de Seres, qui se réfère probablement au royaume indien du sud de Cheras. Le rapport du 1er siècle de notre ère, intitulé Periplus of the Erythraen Sea, inclut une référence explicite au fer et à l'acier de l'Inde. Au 3ème siècle de notre ère, l'alchimiste grec Zosimos a mentionné que les Indiens fabriquaient de l'acier pour des épées de haute qualité en "faisant fondre" l'acier.

Processus de production de fer

Il existe trois principaux types de fabrication de fer pré-moderne: la floraison, le haut fourneau et le creuset. La floraison, connue pour la première fois en Europe vers 900 avant notre ère, consiste à chauffer le minerai de fer avec du charbon de bois, puis à le réduire pour former un produit solide, appelé "floraison" de fer et de scories. Le fer fleuri a une faible teneur en carbone (0,04% en poids) et produit du fer forgé. La technologie des hauts fourneaux, inventée en Chine au 11ème siècle CE, combine des températures plus élevées et un processus de réduction plus important, résultant en de la fonte, qui a une teneur en carbone de 2 à 4% mais est trop fragile pour les pales.

Avec le creuset, les forgerons placent des morceaux de fer fleuri ainsi que des matériaux riches en carbone dans les creusets. Les creusets sont ensuite scellés et chauffés sur une période de jours à des températures comprises entre 1300 et 1400 degrés centigrades. Dans ce processus, le fer absorbe le carbone et est liquéfié par lui, permettant la séparation complète des scories. On a ensuite laissé les gâteaux de wootz produits refroidir extrêmement lentement. Ces gâteaux ont ensuite été exportés vers des fabricants d'armes du Moyen-Orient qui ont soigneusement forgé les redoutables lames en acier de Damas, dans un processus qui a créé les motifs en soie arrosée ou en damassé..

L'acier creusé, inventé dans le sous-continent indien au moins dès 400 avant notre ère, contient un niveau intermédiaire de carbone, 1-2 pour cent, et par rapport aux autres produits est un acier à ultra-haute teneur en carbone avec une ductilité élevée pour le forgeage et une résistance aux chocs élevée et fragilité réduite adaptée à la fabrication de lames.

Age of Wootz Steel

La fabrication du fer faisait partie de la culture indienne dès 1100 avant notre ère, sur des sites tels que Hallur. La première preuve du traitement du fer de type wootz comprend les fragments de creusets et de particules métalliques identifiés sur les sites de Kodumanal et Mel-siruvalur au Ve siècle avant notre ère, tous deux au Tamil Nadu. L'enquête moléculaire d'un gâteau de fer et d'outils de Junnar dans la province du Deccan et datant de la dynastie Satavahana (350 BCE-136 CE) est une preuve claire que la technologie des creusets était répandue en Inde à cette période.

Les artefacts en acier creusé trouvés à Junnar n'étaient pas des épées ou des lames, mais plutôt des poinçons et des ciseaux, des outils pour le travail quotidien tels que la sculpture sur roche et la fabrication de perles. Ces outils doivent être solides sans devenir cassants. Le procédé de creuset en acier favorise ces caractéristiques en atteignant une homogénéité structurale à long terme et des conditions sans inclusion.

Certaines preuves suggèrent que le processus wootz est encore plus ancien. Seize cents kilomètres au nord de Junnar, à Taxila dans le Pakistan actuel, l'archéologue John Marshall a trouvé trois lames d'épée avec 1,2 à 1,7% d'acier au carbone, datées entre le 5ème siècle avant notre ère et le 1er siècle de notre ère. Un anneau de fer d'un contexte à Kadebakele au Karnataka daté entre 800-440 avant notre ère a une composition proche de 0,8 pour cent de carbone et il peut très bien être en acier creuset.

Sources

• Dube, R. K. «Wootz: translittération erronée du sanscrit« Utsa »utilisé pour l'acier à creuset indien». JOM 66,11 (2014): 2390-96. Impression.
• Durand-Charre, M., F. Roussel-Dherbey et S. Coindeau. "Les Aciers Damassés Décryptés." Revue de Métallurgie 107,04 (2010): 131-43. Impression.
• Grazzi, F. et al. "Détermination des méthodes de fabrication des épées indiennes par diffraction des neutrons." Journal microchimique 125 (2016): 273-78. Impression.
• Kumar, Vinod, R. Balasubramaniam et P. Kumar. "Evolution de la microstructure en acier déformé à très faible teneur en carbone (Wootz)." Forum sur la science des matériaux 702-703.802-805 (2012). Impression.
• Park, Jang-Sik et Vasant Shinde. "Technologie, chronologie et rôle de l'acier creuset déduit des objets en fer du site antique de Junnar, en Inde." Journal of Archaeological Science 40.11 (2013): 3991-98. Impression.
• Reibold, M. et al. "Structure de plusieurs lames historiques à l'échelle nanométrique." Recherche et technologie des cristaux 44,10 (2009): 1139-46. Impression.
• Sukhanov, D.A., et al. "Morphologie des excès de carbures en acier de Damas." Journal of Materials Science Research 5,3 (2016). Impression.