books technical specifications and reproduction

الفولاذ تعريفاً هو سبيكة تتكوّن بشكل أساسي من الحديد مع عناصر أخرى أهمّها الكربون، بحيث لا تتجاوز نسبة الكربون فيه 2.06% كتلةً، وإلّا فسيتشكّل ما يعرف باسم حديد الزهر. إنّ أفضل أنواع الفولاذ القابلة للاستخدام في صناعة الأنصال تحوي في تركيبها على نسبة مرتفعة من الحديد وعلى ما نسبته 0.5 إلى 1.2% من الكربون، وتكون سهلة اللحام والتطريق. كانت الطريقة الوحيدة لإنتاج الحديد حتّى الفترات المتأخّرة من القرون الوسطى تتمّ عبر الصهر في أفران الحديد الخالص، والذي يعطي مزيجه مع الخبث ما يدعى الحديد الإسفنجي. ونظراً لاحتواء الأخير على نسب متفاوتة من الكربون في تركيبه وعلى آثار من الخبث، كان الحديد الناتج من الأفران يخضع للتنقية بعمليّات متتالية من الصهر والتطريق ويسكب بشكل متجانس على شكل قضبان قابلة للاستخدام للتطبيقات المختلفة؛ إلّا أنّ الفولاذ الناتج بهذه العمليات ليس هو الفولاذ الدمشقي المنشود.

يعدّ الفولاذ الهندواني المادّة الأوّلية المستخدمة في تحضير الفولاذ الدمشقي، وهو يتألف من الحديد مع نسبة حوالي 1.5 % من الكربون، مع وجود شوائب بآثار قليلة من عناصر فلزّية مثل الفاناديوم والموليبدنوم والكروم والنيوبيوم والمنغنيز والكبريت. يتميّز الفولاذ الدمشقي بالصلادة وبالمرونة وخفّة الوزن في نفس الوقت، ممّا أعطاه الصفات المميّزة في صناعة أنصال السيوف. يكتسب الفولاذ عادةً صفة الصلادة من خلال عملية التسقية، وذلك بإجراء عملية تبريد مفاجئة للفولاذ المتوهّج بغمسه بالماء البارد أو بالزيت. خلال تسقية المعدن يتشكّل هيكل بلوري مكروئي من ذرّات الكربون داخل الشبكة البلّورية لفلزّ الحديد، ممّا يعطيه صلادة أكبر، تصل في بعض الأحيان إلى الدرجة 62 إلى 67 وفق مقياس روكويل.

عند التصنيع تعالج المادّة حرارياً لتنصهر ثم تبرّد ببطء، فيتشكّل بالتالي تدريجياً نمط متغصّن من جسيمات الأوستنيت ويتفرّع داخل الشبكة البلّورية. عند الاستمرار في عملية التبريد تتشكّل جسيمات من السمنتيت، والتي تذوب مرّة أخرى عند عملية التطريق، ما عدا في المناطق المتاخمة لجسيمات الأوستنيت، حيث تتجمع الذرّات الشائبة غير المتجانسة في البنية، ممّا يؤدّي في النهاية إلى ظهور الشرائط النمطية المميّزة؛ ومن المهمّ أيضاً التزام درجة الحرارة الصحيحة أثناء عملية تطريق الفولاذ، من أجل الحصول على مزيج من جسيمات الأوستنيت والسمنتيت.

النقوش

كانت السيوف الدمشقية تخضع في النهاية إلى عملية تزيين وزخرفة، تنتج عنها أنماط مميّزة مثل سلّم محمد أو النقش الوردي، حيث تتّسق فيها التمويجات بشكل سلّمي على امتداد طول النصل؛ ويتم تشكيلها بإحداث شقوق وأثلام في سطح السيف في المراحل الأخيرة من تصنيعه.

الفولاذ الدمشقي الحديث

الخامة

إنّ المادّة الأوّلية المستخدمة في إنتاج الفولاذ الدمشقي الحديث هو الفولاذ الحاوي في تركيبه على نسب متفاوتة من عناصر مرافقة تعطي المواصفات المميّزة؛ أهمها الكربون والمنغنيز والسيليكون والنيكل. يوصَل إلى المواصفات التقنية المميّزة من خلال التحكّم بنسبة الشوائب العنصرية المضافة، ومن خلال اتّباع المعالجة الحرارية الملائمة.

لتحضير الفولاذ الدمشقي الحديث يمكن استخدام أنواع مختلفة من الفولاذ مثل

طريقة التصنيع

في البداية وانطلاقاً من خامتين مختلفتي التركيب يتم تشكيل بضع طبقات يتراوح عددها بين 3 إلى 8 فوق بعضها وبشكل متناوب فيما بينها، ثم تدمج مع بعضها باستخدام لحام بالقوس المعدني المحجّب. في المرحلة التالية تسخّن الكتلة الناتجة وتلحم حرارياً بالنار، بعد ذلك يتم فصل الكتلة الملتحمة طولياً أو عرضياً، ثم تطوى على بعضها وتطرق. يعاد تكرار العملية في تشكيل الطبقات، وذلك بشكلٍ مشابهٍ لتشكيل طبقات العجين في بعض أنواع الحلويات. بما أنّ العدد يتضاعف عند كلّ طيّة، فإنّه وبعد عددٍ قليلٍ من تكرار المحاولات يتشكّل المئات من الطبقات. تعدّ مرحلة اللحام الحراري بالنار من المراحل الصعبة والمهمة، إذ تكمن الصعوبة بضرورة عدم تجاوز درجة حرارة معينة؛ وفي نفس الوقت، لا ينبغي أيضاً للمادّة المعالجة أن تتأكسد، لأنّه بذلك سيصعب تطريقها على بعضها. للحماية من أثر الأكسدة يضاف إلى الفولاذ المتوهّج الرمل أو البورق (البوراكس)، والذي ينصهر إلى طبقة زجاجية سائلة تحمي الفولاذ من الأكسجين، كما تخدم تلك المواد المضافة كصهارة أيضاً؛ ويكون أفضل وقت لإضافتها حين تبدأ الشرارات بالظهور على سطح الفولاذ.

بعد إجراء عملية التسقية والجلخ يتم إجراء عملية تنميش لسطح الفولاذ الدمشقي لإظهار الأنماط والنقوش المميّزة؛ حيث يؤدّي اختلاف الطبقات إلى اختلاف مدى التأثير عند المعالجة بالحمض، ممّا يُظهر النمط بشكلٍ أوضح على سطح النصل.