Wootz- Pravý damašek, litý damašek

10. října 2010 v 12:00 | Naso |  Wootz
Moc o této problematice zatím ještě nevím, ale postupně jí budu doplňovat. Wootz nebo-li Bulat, je speciální struktura slitiny kovu, uhlíku a dalších příměsí. Má vynikající mechanické vlastnosti. Mezi něž patří vysoká houževnatost, vysoká řezivost a trvanlivost břitu, velký model pružnosti a ohybu.

Tato speciální ocel, má krystalickou, dendritickou strukturu, která umožňuje dosáhnout vysoké odolnosti a zároveň pružnosti. Tento materiál je srovnatelný s moderními práškovými slitinami kovu. Wootz se původně vyrábel v indii a zřejmě i Pakistánu.



Je to postup výroby, kdy jednotlivé části se spékají dohromady a při chlazení vzniká typická dendritická struktura, tohoto kovu. Tento postup se provádí v tavící peci za použití žáruvzdorných kelímků, ve kterých je tzv. Tavenina. V Redukčním prostředí (bez přístupu vzduchu) za teplot 1200°C-1500°C. Je to metoda docela nákladná.

Tyglík (nádoba s taveninou). Uzavření tyglíku má přesně ten význam,aby se zabránilo zpětné oxidaci uhlíku v tavenině vzdušným kyslíkem,kterého je v důsledku dmychání v okolí výhně více,než chceme.Vápenec,lastury,dolomit jsou vlastně uhličitan vápenatý(dolomit hořečnato-vápenatý).který se při cca 900 st.C začne rozkládat na oxid vápenatý a oxid uličitý,čímž rovněž přispívá k zamezení snižování obsahu uhlíku.Samotný vápník pak na sebe poměrně ochotně váže kyslík,síru a fosfor a reguluje tak obsah i těchto prvků v tavenině.Vápno(myšleno CaO - oxid vápenatý) se používá jako přísada při výrobě ocelí v konvektorech z podobných (čistících) důvodů.Nutnost použití struskotvorných přísad byla daná složením vsádkových rud a experimentovalo se např. i s kostma,což je vlastně zase vápník a uhlík.

vápno/vápenec váží různé nekovové nečistoty za vzniku síranů, fosforečnanů, křemičitanů (což ale, teď mě napadá, jsou reakce, které počítají taky s nějakým kyslíkem, takže aby ta struska fungovala, musí se ho tam trocha najít) tak borax váže kovy (tj. v praxi rozpouští okuje). Takže každý dělá něco jiného. Tak když se přístupu kyslíku různými metodami (sklo/tmel) brání, je tam, podle všeho, neutrální až redukční prostředí, borax není potřeba, protože k oxidaci (vzniku okují) nedochází (IMHO)

Při výrobě wootsu je svařovaný povrch neporovnatelně větší než např. při výrobě svářkového damašku, ale protože borax by stejně hned vyplaval na hladinu, byl by schopen ošetřit jen zanedbatelnou část svařované plochy. Navíc, když tam prakticky není kyslík (myslím uvnitř té vsázky), tak se tam ani netvoří okuje a není třeba se jich zbavovat.

Při 1200 stupních se taví jen opravdu hodně nauhličený materiál, což ve výsledku umožní prouhličení celé vsázky tak jak je třeba.Doba tavby by měla být cca 3,5-4,5 hodin podle požadavku na výsledek, v článku se uvádí, že v závislosti na době tavby se mění vzor damaškové struktury ( experimenty Ansova). Kovat by se to následně mělo ( produkt tavby) při teplotě max. 800 stupňů a velmi opatrně a jenom postupně, žádné velké změny tvaru najednou.

1) Wootz se dá dělat i v kelímku bez víčka - pak se tam dává sklo
2) Nebo se víčko zatmelí (a pak se tam to sklo nedává / nemusí dávat)
3) Vápenec se tam dává kvůli tvorbě strusky - když je alkalická, tak váže víc nečistot. Protože se z něj stejně za daných teplot udělá oxid vápenatý (CaO), tak se tam může dávat i vápno (nejlépe samozřejmě pálené = CaO) a vyjde to nastejno. Při výrobě (průmyslové) oceli, resp. železa se ale do vysokých pecí dává vápenec, protože to celkově vyjde levněji, dražší vápno se asi dává jen do konvertorů
4) CaO váže zejména křemík, fosfor a síru
5) (IMHO) Dávat jak sklo, tak vápno je kravina, neb použití prvního vylučuje uspokojivé fungování druhého
6) (IMHO) Přídavek vápna/vápence tj. odstraňování nežádoucích příměsí do strusky má mnohem větší význam, je-li surovinou např. vlastnoručně z rudy vyrobené železo, než když se použije směs ocel/litina (průmyslově vyrobených)

Wootz je struktura feritu, perlitu a karbidů železa. Mezi takový karbit železa patří v podstatě cementit.

Karbid železa


Kristallstruktur Zementit.png




Karbid železa nebo také cementit, chemický vzorec Fe3C, je sloučenina železa a uhlíku. Tato látka má orthorombickou strukturu. Je to velmi tvrdý a křehký keramický materiál, který má velký význam pro metalurgii.
Karbid železa vzniká přímým smícháním roztaveného železa s uhlíkem ve vhodném poměru a správné teplotě. Jeho vznik lze popsat pomocí binárního diagramu železo uhlík.

Binární diagram železo-uhlík


Definice

Železo v elementárním stavu se vyskytuje v přírodě jen velice zřídka. Železo (Fe) obsahuje vždy určité množství uhlíku (C). Koncentrace uhlíku určuje kvalitativní vlastnosti železa. Diagram železo - uhlík popisuje rovnovážný binární systém ve kterém lze v závislosti na obsahu uhlíku a teplotě odečíst fázové a strukturní přeměny v železe. Rovnovážný diagram je relevantní pouze při velmi pomalém ochlazování. Při větších rychlostech ochlazování je potom nutné použít diagramy IRA (izotermický rozpad Austenitu) nebo ARA (anizotermický rozpad austenitu).
Uhlík je nejdůležitější legující prvek železa. Již malé změny jeho koncentrace mají velký vliv na vlastnosti materiálu. Podle formy vyloučení uhlíku rozeznáváme dva typy rovnovážného diagramu Fe Fe3C: metastabilní kde je uhlík vyloučen jako chemická sloučenina - Fe3C (karbid železa) zvaný cementit nebo stabilní systém (čárkovaná linie), kde je uhlík vyloučen ve formě elementární tj. jako grafit.

Fáze ŽELEZO KARBID ŽELEZA Fe-Fe3C diagramu

Na ose x rovnovážného diagramu jsou naneseny koncentrace uhlíku. Na ose y je nanesena teplota ve°C. V diagramu je znázorněna pouze technicky relevantní část do obsahu uhlíku 6,67 %, což odpovídá 100 % obsahu cementitu Fe3C.
Linie ABCD tzv. likvidus linie. Nad touto linií se nachází pouze tavenina. Linie AHIECF představuje solidus linii. Pod touto linií existuje jen ztuhlá slitina. Mezi likvidem a solidem se nachází pásmo směsi taveniny a ztuhlého kovu.
Fázové modifikace jsou určeny uspořádáním Atomu železa v atomové mřížce.
Železo α má atomovou mřížku kubickou prostorově centrovanou. Existuje pod teplotou 911 °C (G). Fáze α je feromagnetická. Maximální rozpustnost uhlíku je 0,02 %.
Železo γ má atomovou mřížku kubickou plošně centrovanou. Existuje v intervalu teplot od 910 °C do 1 400 °C. Fáze γ je paramagnetická.

Soubor:Diagramm phasen.jpg


Strukturní fáze v Fe-3C diagramu

Metalografické názvy jednotlivých fází v Fe-3C diagramu jsou následující:
Tavenina - je tekuté železo nad teplotou likvidu.
δ Ferit - je intersticiální tuhý roztok (v diagramu označen MK) uhlíku v železe δ s atomovou mřížkou prostorově centrovanou. Maximální obsah C 0,105 % při 1 493 °C.
Austenit- je intersticiální tuhý roztok uhlíku v železe γ (gama). Je to jedna ze strukturních složek slitin železa (ocelí i litin). Krystalizuje v krychlové plošně centrované (středěné) mřížce. Při tuhnutí se vyskytuje v rozmezí teplot 1 390 °C - 898 °C a při tavení 911 °C - 1 394 °C.

Ferit- je tuhý roztok α. maximální rozpustnost C 0,02 % při 723 °C.
Sloučenina uhlíku s železem, tzv. karbid železa známý jako cementit - Fe3C, není tuhý roztok ale tzv. intermediální fáze. Složení cementitu je vždy stejné, nemění se.

Cementit se vyskytuje v železných slitinách ve třech různých formách:
  1. primární cementit - primární krystalizace z taveniny podle linie CD.
  2. sekundární cementit - vyloučený z austenitu podle linie ES
  3. terciární cementit - vyloučený z feritu podle linie PQ
Vedle těchto fází existují ještě smíšené fáze.

Perlit (Fe)- sestává z 88 % feritu a 12 % cementitu. Existuje při teplotách pod 723 °C.
Ledeburi- sestává z 51,4 % austenitu/feritu a 48,6 % cementitu
Soubor:Diagramm slouceniny CZ.jpg
 

3 lidé ohodnotili tento článek.

Komentáře

1 Luďka Luďka | E-mail | Web | 10. června 2015 v 12:14 | Reagovat

Mám ráda damašek, ale líbí se mi atlasová struktura. Třeba na povlečení to vypadá skutečně nádherně http://www.donti-povleceni.cz/Povleceni/Atlasove-povlesni

2 Smithb839 Smithb839 | E-mail | Web | 5. dubna 2016 v 12:25 | Reagovat

I value the post.Thanks Again. Awesome. cebeagbgekeabbfa

3 Pharmk635 Pharmk635 | E-mail | Web | 7. dubna 2016 v 18:52 | Reagovat

Very nice site! <a href="http://yieapxo2.com/qoqs/1.html">cheap goods</a>

4 Smithc158 Smithc158 | E-mail | Web | 22. dubna 2016 v 2:50 | Reagovat

Hello my family member! I want to say that this article is amazing, great written and come with almost all significant infos. Id like to peer extra posts like this . cdcekegbdkfdbaba

5 прокат_машин прокат_машин | E-mail | Web | 19. července 2016 v 13:27 | Reagovat

Hello!
http://autorent64.ru/ ,  ,

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama