Wzór stali damasceńskiej na ostrzu noża kieszonkowego

Zobacz w Wikiźródłach tekst
Hasło Demeszka w Encyklopedii staropolskiej

Stal damasceńska (staropol. "Demeszka", w Rosji znana jako bułat) – stal posiadająca bardzo dobre własności mechaniczne, stosowana w średniowieczu do produkcji broni białej. W czasie badań w 2006 roku znaleziono w niej nanorurki, co może tłumaczyć jej wytrzymałość i twardość. Nazwa pochodzi od Damaszku w Syrii, w którego okolicach istniały liczne warsztaty produkujące z tej stali miecze i szable o unikatowej w średniowieczu jakości. Białą broń ze stali damasceńskiej produkowano w latach ok. 900-1600 w krajach Bliskiego Wschodu. Powody całkowitego niemal zaniku jej produkcji w XVII w. nie są do końca znane. Wiedza o stali damasceńskiej dotarła do Europy w czasie wypraw krzyżowych. Wśród rycerzy europejskich szybko rozpowszechniły się legendy o szablach z tej stali, którymi można było przecinać świece na pół bez ich przewrócenia oraz szczerbić kamienie i miecze europejskie. Większość z tych legend była przejaskrawiona, niemniej jednak stal damasceńska istotnie przewyższała jakością swoje ówczesne odpowiedniki europejskie.

Proces produkcji stali damasceńskiej był objęty tajemnicą i nigdy nie został opanowany w Europie. Nie zachowały się do czasów współczesnych żadne wiarygodne opisy tego procesu. Dawna hipoteza, że stal ta była otrzymana przez skuwanie ze sobą wielu (300-1000 i więcej) warstw stali węglowej o kolejno narastającej twardości, okazała się fałszywa. Współczesne eksperymenty metalurgiczne, oparte na szczegółowych badaniach mikrostruktury tej stali, doprowadziły do opracowania procesu technologicznego, prowadzącego do uzyskania stopu o bardzo zbliżonych do oryginalnej stali damasceńskiej właściwościach.

Powstanie i rozwój technologii

Kris wykonany ze stali damasceńskiej

W trakcie produkowania tradycyjnej stali węglowej, która z technicznego punktu widzenia jest stopem węgla i żelaza, można zmieniać jej właściwości mechaniczne przez zmianę udziału węgla. Ogólnie, gdy w stopie żelaza z węglem występuje ok. 2% węgla, otrzymana stal jest twarda, ale jest krucha, mało odporna na zginanie i trudna do obróbki. Stal zawierająca ok. 0,5% węgla jest łatwo kowalna, giętka, ale za miękka. Stal do produkcji broni białej powinna być jednocześnie twarda (nie szczerbić się), giętka (aby nie pękać całkowicie) i w miarę łatwo kowalna, aby można było ją formować w pożądany kształt.

Metalurdzy z Indii, prawdopodobnie ok. 300 r. p.n.e. (choć inne źródła podają 200 r. n.e.) wypracowali nową technologię produkcji stali wysokowęglowej o bardzo wysokiej czystości, poprzez dodatek do pieca hutniczego specjalnych gatunków szkła. Technologia ta powoli rozpowszechniła się w Azji dochodząc do terenów współczesnego Turkmenistanu i Uzbekistanu ok. 900 r., oraz na Bliski Wschód ok. 1000 r.

Technologia ta była dalej rozwijana na tych terenach przez eksperymenty z kombinacjami lokalnych rud żelaza i różnych gatunków szkła. Szczegóły technologii są nieznane, ale badania próbek stali damasceńskiej wskazują na to, że w jej strukturze występują regularne domeny węglika żelaza, tworzące sieć warstw i wstążek, układających się równolegle do siebie. Węgliki posiadają znacznie większą twardość niż sama stal węglowa. Występowanie domen węglika umożliwia takie odkucie i naostrzenie broni, że na jej ostrzu znajduje się jednolita wstążka węglika i równolegle do niej rozmieszczone dalsze jego warstwy i wstążki, których gęstość występowania stopniowo maleje z odległością od ostrza. Taka struktura broni powoduje, że jej ostrze jest bardzo twarde i nie szczerbi się, przy jednoczesnym zachowaniu giętkości całej głowni. Domeny węglika tworzą na powierzchni głowni wykonanych ze stali damasceńskiej widoczny gołym okiem charakterystyczny wzorek połyskujący na słońcu, co umożliwia łatwe jej rozpoznanie.