Charlemos sobre aceros

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Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Vie Jul 31, 2020 12:36 pm

De las cosas que me apasionan hay tres en concreto en los que he indagado, aprendido y de las que he querido dejar un documento físico al respecto antes de irme a criar malvas. Son los árboles, las hachas de corte y los aceros. Uno creo que podré hacerlo, los otros dos no.

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La razón por la inquietud que siento hacia ellos radica en mi experiencia vital particular y que son o han sido ambitos de gran importancia para la humanidad.

Hay quien sabe bien de ellos y en esta gente se basa la humanidad, pero la proporción total de estos es baja. Tambien existe buena documentación tecnica escrita obviamente en lenguaje técnico, esto poco ayuda a llegar a la gente. De lo contrario la divulgación en estos aspectos poco se da y generalmente es la misma información básica de siempre refrita y no va mas allá. Fuentes de información que aúnan lo mejor de ambas vertientes haylas, pero son pocas, dispersas, poco conocidas y/o parciales. Ejemplos de una buena pero poco conocida divulgacion son el libro de tratamientos térmicos de Apraiz que comenté en otro hilo recomendado por otro gran divulgador, Jesus Bozal, excelentes sus charlas, o la siguiente página de Victor Acosta.

https://laboratoriodeforja2.wordpress.com/

Como sociedad nos estamos volviendo mas analfabetos en cuestión de aceros cada año que pasa. Mi intención es empezar una charla amena con conceptos y lenguaje que lleguen a todos y donde pueda tomar parte todo aquel que quiera.

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Tened en cuenta una cosa, como con todo en la vida para pasar de ignorante a lo que me considero hoy en día (enteradillo) uno de los principales pasos que tuve que hacer fué admitir lo que era (un ignorante), tratar de no olvidarlo y actuar en consecuencia. No tengáis miedo ni de preguntar ni de tomar parte, todos metemos la pata, nadie está en posesión de la vedad absoluta y llevando los temas al límite todos aprendemos, tanto el que pregunta como el que intenta responder.

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Para romper el hielo hablaré de un asunto muy interesante donde me parece que puedo aportar, me centraré en un tipo de acero de la antiguedad. Esto me valdrá tanto como para explicar conceptos de una forma simple como para hacer llegar mi punto de vista a Ramon, Victor, Thomas y Antonio. Con los cuales algún dia llegaré a tener un coloquio si es que cuadramos fechas. A alguno o mas de uno los conocereis si os va el mundo del acero y/o el podcasting.

Este es el tipo de acero del que empezaré a hablar,

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En mi opinión este acero es el mejor acero que se ha usado en armas de corte hasta que cejó su producción hacia mediados del siglo 19.

Con el se han producido unas de las espadas con el mejor corte conocido. Estaremos hablando de katanas capaces de partir en dos municiónes antitanque perforante monobloque de uranio?

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Tambien capaces de cortar carros de combate por la mitad para que podamos deleitarnos con su mecánica y distribución interiores?

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Por si alguien le haya quedado un atisbo de duda, no esto no puede pasar, es broma. Las katanas aunque buenas en su lugar y tiempo fueron unas armas muy poco efectivas contra aquellos protegidos con corazas y brigantinas que se podían encontrar ya desde la mitad del siglo 14 en adelante en Europa. Menos efectivas aún si se combinaban con armaduras anteriores como la cota de malla y el gambersón.

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Fijaros en este vídeo y sacad cuentas lo que le pasaría a las katanas afiladas, duras y frágiles y a los que usuarios que los usaban si los trataran a la guisa que aqui se demuestra. Recordad, si acero duro y frágil como el cristal impacta contra otro metal se romperá una parte mas o menos pequeña o grande de ella. Mas aún cuando este acero no está revenido.

El lomo en general blando si se dobla permanecerá doblado. Y por último los guantes no tienen protección metálica en la parte de la palma, únicamente lino, cuero o algún material parecido o una combinación de este tipo de materiales. La katana no caló fuera de su contexto debido a que fuera de el distaba de ser tan eficaz

https://youtu.be/5hlIUrd7d1Q

O! Y las olvidadas brigantinas, en aquel entonces casi tan buenas como las corazas. Nada como ir protegido con lo mejor de tu época mientras vas a la última en moda y vestido en la armaduras que en general mas atrayen a las mujeres.

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A lo que ibamos, aceros. Esta es una gráfica de tratamiento termico actual. No todo tratamiento se hace exactamente de este modo, pero como idea general este es el ejemplo de un buen proceder.

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Ya iremos profundizando si el tema nos lleva a ello, pero expliquemos lo que se ve a grandes rasgos.

La gráfica nos muestra temperaturas respecto al tiempo. La primera parte es el recocido que se usa para ablandar el acero, eliminar tensiones y refinar la estructura (el grano). Su cometido es preparar el acero para procesarlo.

La segunda fase es el templado, en esta fase se endurece el acero.

La tercera y ultima es el revenido. Al templar el acero toma gran dureza, pero con ella viene la fragilidad. Para ello en esta fase pierde algo de dureza para perder mucho de fragilidad.

Tomad en cuenta aquellos que leais documentación Anglosajona que para ellos las fases son annealing, hardening y tempering.

En mi parecer un uso de nombres mas correcto debido a que sospecho que la palabra "temple" o "templado" tiene origen en la temperatura usada en la tercera fase, en la cual se usa una temperatura superior a la ambiente pero inferior a la que se usa para endurecer el acero. Ni tan frio ni tan caliente, es decir, templado.

El significado de esta palabra para referirse a la personalidad de la gente pienso que tiene su origen en el acero y es indicio del significado originario de "temple". Una persona con gran temple no es una persona dura ni fragil, sino aquella tenaz que aguanta bien lo que tiene que hacer frente.

Dicho esto, no voy a ir contramarea ya que así confundiré a mas de uno. Por lo que usaré los términos Castellanos actualmente en uso, recocido, templado y revenido.

Y viendo que me voy por las ramas mas que las ardillas aquí lo dejo. Las piezas Japoneses puede que se recociesen, lo que es seguro es que se templaban y no se reveían mas alla que con el calor residual. Los aceros Europeos seguramente se recocerían para luego como se sabe templarlos y revenirlos. En el siguiente mensaje entraré de lleno en el acero que fué excelente sin que sorprendentemente se tuviese ni que templar ni por ende revenir.

Saludos a todos!
Última edición por Motzkor el Jue Ago 06, 2020 12:47 pm, editado 5 veces en total
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor ruso el Vie Jul 31, 2020 3:13 pm

Como sociedad nos estamos volviendo mas analfabetos en cuestión de aceros cada año que pasa.

Aún siendo cierto tampoco tiene mayor importancia. Es lo que tiene la especialización en el trabajo.

Y algunas cosas.
Si pones imágenes demasiado grandes descuadran el mensaje, incluido el texto, lo que dificulta la lectura.
Habiendo ejemplos para aburrir en la trilogía de ESDLA de personajes con armaduras has ido a poner un troll con tirantes y capucha de cuero. :b6
Los siglos van en números romanos (esto ya lo digo por puntilloso :twisted: )

Dicho esto, sí que me parece interesante el tema de los aceros y sus características.
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Dom Ago 02, 2020 10:10 pm

Las espadas de las que hablo son las Tulwar o Talwar.

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Y si, estas tampoco pueden hacer cosas fantasiosas. Siguen sin poder cortarse los cañones del Musashi en dos con espadas ;)

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En cuanto al acero hablo del conocido como acero de damasco, wootz, bulat, pulat, pulad... en referencia a nombres antiguos. Acero de crisol o acero dendrítico son los nombres modernos usados. Es este ultimo el que mas me gusta, pero por costumbre y por seguir la corriente voy a utilizar el termino wootz.

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Acero de damasco si, el verdadero. El incorrecto uso de este termino ha llegado hasta nuestros días y no tiene visos de desaparecer. El marketing puede llegar a tener una fuerza terrible.

El acero de Damasco es el que vamos a tratar, todo lo demás que te puedes encontrar desde cuchillerías de barrio hasta lo mas selecto de la cuchillería es acero caldeado. Ambos pueden llegar a parecerse tanto mucho como en nada de nada. Sea lo que sea son dos tipos de aceros completamente distintos tanto en su naturaleza como en los procesos de producción.

La imagen anterior era wootz, esto es acero caldeado,

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El público general conoce bien el acero caldeado, pricipalmente por los filos Japoneses. Las katanas con sus diferentes dibujos o los cuchillos de cocina San-mai son la misma cosa, acero caldeado.

Que no se piense que esta sea una técnica desconocida y secreta, se ha dado en todos los sitios donde se ha trabajado con acero, todos. Desde Sudán a la Galia de la época Romana, desde el Finisterre Ibérico hasta el extremo Oriente. Se ha usado en todo tipo de herramienta, apero, elementos de construcción, en todo. Desde laias para dar la vuelta a la tierra a las anclas de los barcos, desde las hachas a los enrejados de balcones, desde guadañas a los arrendaderos para enganchar los burros u otros animales, desde armas de todo tipo a las veletas de viento... Este es un proceso común que se ha dado desde tiempos pretéritos. Como ejemplo en Europa los Celtas caldeaban espadas hace 3.000 años.

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Esta ha sido una técnica tan usada y hasta hace tan poco tiempo que ha llegado a quedar evidencia documental visual de producción industrial en activo de soldadura a calda. Como estos fabricantes de hachas de Zumarraga en la década de los 50 del siglo pasado donde fabrican un hacha de la misma manera que se fabricaban toda clase de herramientas y armas por Eurasia y Africa hace un millar de años.

https://youtu.be/r_F7y7BdRkc

Esta tecnica no ha desaparecido. Hoy en día se usa por ambos, los guardianes de la vieja sabiduría como lo mas puntero en la industria de los materiales. Sigue habiendo artesanos herreros que siguen usando esta técnica. Como ejemplo este vídeo de Ramón Recuero.

https://youtu.be/4NsKnlF8Qzo

Tambien se usa para soldar piezas para la industria aeroespacial. Es el mismo proceso que cuando se gripa un motor.

https://youtu.be/RD6NVTI_rRw

Pero hablemos del tema que nos atañe, el wootz, el acero que nació al sur de la India. Sobre el proceso de fabricación el mayor consenso está en que había dos modos de producirlo.

El mas largo empezaba igual que en otros sitios, tostando y reduciendo el mineral. En otros sitios la lupia que salía de la reducción era el material con el que trabajar. Sea esta una lupia de una tatara o una ferreria de monte o hidráulica (forja Catalana) o del tipo de horno que fuese esta lupia era el hierro y/o acero a trabajar en las fraguas.

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Para producir woootz al contrario la lupia se partía en trozos pequeños y se insertaba en el crisol junto con el mismo volumen de materia vegetal. Los crisoles son recipientes de material refractario a veces parecidos a las macetas para plantas.

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Estos se tapaban y se dejaban agujeros en la parte superior para dar salida a los gases que se producen durante el proceso y así no hacer explotar el crisol. Distintos tipos de crisoles en la siguiente imagen y una deliciosa porción de información sobre la que no he podido indagar en el párrafo superior de la columna central.

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En el proceso mas corto se llenaban los crisoles con una mezcla de mineral de hierro y carbón.

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Se usase el relleno que se usase la receta variaría en tiempos y temperatura pero en término general el proceso sería el mismo. También lo es el resultado tal y como estamos enfocando el tema. Por lo que de aquí en adelante no haré distinción.

Los crisoles se metían en hornos calentados con carbón. Con carbón puro, es decir, a diferencia de otros hornos este no tenía componentes mezclados como el mineral de hierro que afectaran en su combustión. Por lo que las temperaturas que pudiesen producirse en estos hornos podían ser sensiblemente superiores a los conseguibles con otros tipos de hornos.

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Y aqui viene lo interesante. Cuando temperatura va subiendo, la humedad, aceites y símiles se van evaporando dejando la materia orgánica carbonizada. Al existir una atmosfera con ausencia de oxígeno tanto el carbón residual como el introducido a posta no se queman. Es decir se llegue a la temperatura a la que se llegue siguen presentes.

Llegados a temperaturas altas pasa lo siguiente. Por un lado la escoria. Como el punto de fusión de esta es mas bajo que la del hierro mientras este stá aún en estado sólido la escoria se liquidifica y se posa en el fondo del crisol.

En la imagen un vertido de escoria en estado líquido retirado de un horno de hoy en día.

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Mientras tanto el mineral de hierro que siempre es un óxido reacciona con el carbón produciendo óxidos de carbono y hierro puro.

Ahora viene la magia. Aunque hablemos de hornos a 1200-1300°C y la escoria esté bien líquida el hierro no lo está, pero a esta temperatura es capaz de absorber carbono.

Y ha llegado el momento de ver un diagrama. Tranquilos, lo que veremos es poco y simple. En la X el porcentaje de carbono en acero en la Y la temperatura. Fijaos como al aumentar el porcentaje de carbono baja la temperatura de fusión.

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Dentro del crisol empezamos con hierro, es decir, cero por ciento de carbono. El punto de fusión del hierro son 1536°C por lo que a las temperaturas que tenemos el horno está en estado sólido. El tiempo va pasando y el hierro va tomando cada vez mas carbono, por lo que el punto de fusión va bajando. Las proporciones típicas que llegaba el acero wootz, según autores entre un 1.2% y 1.6%, en general se suele tomar como válida una media de un 1.5% de carbono.

A un 1.5% de carbono el acero empieza a liquidificarse cerca de 1250°C, a unos 300 grados menos que el hierro. Estas temperaturas eran alcanzadas en los hornos, por lo que el acero empezaba liquidificar.

La realidad es que a esta temperatura el acero no está completamente líquido, sino que se puede imaginar como helado a medio derretir. Manteniendo estas condiciones lo suficiente se puede conseguir que nuestro "helado" se mantenga en este estado sin grumos.

Aguantando a estas temperaturas el tiempo suficiente el acero siendo mas pesado va al fondo y la escoria sube a flote asi separando el acero de la escoria de una forma limpia y clara. Una vez enfriado el horno y abierto el crisol esto se aprecia claramente.

En la siguiente imagen el crisol está tumbado. La parte inferior es la derecha. En ella se puede ver la pieza o galleta de acero, encima de ella la escoria.

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Y voila! Terminamos con una pieza de acero puro sin inclusiones ni escorias. Hito no igualado hasta la era industrial.

Vista exterior de un lingote de wootz

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Todavía queda que explicar, temas muy interesantes de hecho. Cuando tenga tiempo seguiré.
Última edición por Motzkor el Mié Ago 05, 2020 9:54 pm, editado 19 veces en total
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Dom Ago 02, 2020 10:11 pm

Gracias por tu comentario ruso.

Sobre la especialización en el trabajo lo entiendo. Pero no por ello me deja de sorprender, lo mismo me pasa con la gente que no sabe cocinar, es decir prepararse su propio alimento.

Lo del tamaño de la imagen lo tenía bajo radar, pero a veces es dificil encontrar la imagen que quiero con el tamaño adecuado. Me fío de los habituales comentarios de Juan sobre que se va a cambiar el programa del foro por lo que uso las imágenes que mas me convienen. Lo hago con suposición de que cuando el programa del foro se modernice estos se encuadrarán bien. Dicho esto, gracias por el apunte, lo tendré en cuenta.

Sobre el troll, no es un troll cualquiera, es un Olog hai. Si, en las películas de el señor de los anillos aparecen trolls con armadura, pero no son para nada de mi agrado. Son tan poco eficientes como tan visualmente impactantes.

Lo que quise hacer con la imagen del troll era visualizar la cara que se suele poner cuando te preguntan algo y te quedas en blanco.

Me gusta que me puntualices lo de los siglos. En este punto lo siento, pero por comodidad y facilitar la lectura voy a seguir con números Árabes.

No me pareces puntilloso y si lo eres me parece bien. Sigue de este modo, obrando sanamemte de esta guisa todos aprendemos.

Un saludo!
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Mar Ago 04, 2020 8:21 pm

Aunque el wootz tenga su pero que luego comentaremos las herramientas y armas de acero con imperfecciones prácticamente nulas es algo a lo que pocas personas podían aspirar en las sociedades donde no se produjera acero en crisol. En cambio con el método de producción wootz un acero sin inclusiones era lo común. No es de extrañar que dejando a parte los mitos reales o ficticios de la espada de Saladino este tipo de acero sorprendiera tanto a los Europeos en la cruzada que se dió hacia 1190.

Espada del majarajá Ranjit Singhâ, muy posterior fundador del Reino sij del Panyab

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Aunque lo hasta ahora conseguido parezca un hito tremendo no terminan ahí los secretos y sorpresas del wootz.

El wootz tenía mucho carbono, muchísimo, a decir verdad una barbaridad. Aceros con tal cantidad de carbono suelen ser duros y frágiles. Entonces como hacian en aquel tiempo para producir espadas, protecciones corporales y hasta qatars, dagas capaces de perforar cotas de malla, con este material?

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El secreto está en el material y proceso, en ambos. Entendamos primero lo que pasaba en el acero cuando estaba dentro del horno.

Como no había forma de saber lo que estaba sucediendo dentro de los crisoles el tiempo del horno a pleno rendimiento era muy acusado. Como hemos visto dentro de el una vez terminado el proceso de separación entre el acero y la escoria el lingote de wootz se quedaba posado en el fondo.

Imagen de un experimento moderno para conseguir acero dendrítico, es decir, wootz.

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El acero a esta temperatura estaba saturado de carbono, digamos a un 1.5%. Si ese acero sufriese un enfriamiento lo suficientemente rápido terminaríamos con acero homogéneo con un 1.5% de carbono. Logico, pero esto no es lo que pasaba con el wootz.

Debido a que el enfriamiento de los lingotes de wootz era lento sucedía otro proceso. Proceso que para entenderlo hay que conocer un poco el acero.

Todo tipo de acero no es un material homogéneo, sino que posee estructura. El hierro y carbono producen estructuras atomicas que se amalgaman en estructuras cristalinas denominadas como grano. A esto me refiero con que no es homogéneo.

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El grano cambia, mejora o empeora con distintos procesos. Por ahora nos centraremos en el tamaño. El grano cuanto menor mejores propiedades mecánicas ofrece, es mas tenaz y ductil.

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El largo tiempo en la temperatura máxima y el igualmente largo tiempo de enfriamiento hace nacer el wootz como un acero de grano muy fino.

Eso es genial, pero tampoco terminan ahí las bondades del Wootz. Estamos acostumbrados a visualizar los aceros enfriados rápidamente. En ellos el carbono queda atrapado en el acero homogeneamente. Pero el wootz es distinto.

Debido al lento enfriado el acero saturado en carbono posee la capacidad de expulsar el carbono sobrante. La mayor parte de este carbono al no tener otra salida queda recluida en el exterior de los granos al igual que la pelicula de agua en la espuma de jabón.

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Ahí se ve obligada a reaccionar con el hierro local produciendo carburos de hierro, Fe3C, también llamado cementita. La cementita es un compuesto químico tremendamente duro, 68 HRC. Así terminamos teniendo un acero reblandecido por el lento enfriado rodeado de un compuesto tremendamente duro.

La dureza de este compuesto es verdaderamente alto. Para tener prespectiva como se puede ver en la imagen en pruebas la media de las espadas medievales Europeas han variado entre 20 y 50 HRC, las hachas comunes modernas rondan los 55HRC, los cuchillos modernos comunes rondan los 58HRC, las katanas tradicionales de la colección Wallace rondan los 60 HRC y los durísimos cuchillos de cocina Japoneses actuales los 62 HRC.

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Una pena que para estas pruebas no suelan tomar en cuenta las espadas peninsulares.

Acero sin inclusiones de grano fino cuya composición consta de acero blando rodeado de carburo. Parece perfecto, pero os acordáis del pero que hemos mencionado en la primera frase de este mensaje? Es aqui donde sale a la luz. Los granos son blandos, lo que los envuelve es muy duro y se extiende continuamente por toda la pieza. Que implica una dureza tan grande en una estructura que se extiende en toda la entidad? Una gran fragilidad.

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Si nos hemos tomado tal trabajo para terminar con una pieza de acero quebradizo, ha valido la pena? Os acordáis del acero reducido del que hablamos al inicio del proceso? Aquello le valía a todo el mundo, para que se tomaban tal cantidad de trabajo para el wootz?

Tratar de forjar el wootz como el material que conocemos y hemos conocido como acero convencional en esta parte de Europa lleva al fracaso tanto hoy como siempre. Dadle un vistazo a como se desace el lingote en este experimento en el minuto 07:20

https://youtu.be/jwSXYq5uCUY

En el siguiente mensaje hablaremos de que solución de dieron al problema.

Saludos!
Motzkor
 
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Mié Ago 05, 2020 9:30 pm

Que se preparen los herreros que lo que viene les va hacer doler brazos y hombros.

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De alguna sorprendente manera se encontró la solución al problema de la fragilidad de los lingotes. Lo mas probable es que sea porque este tipo de hornos se usase para la producción de otros metales y ese saber hacer hubiese sido el germen del que se desarrollaría la industria del wootz. O aunque sea menos probable puede que algún individuo o grupo de gente tuviese la inteligencia y lucidez para llegar a la conclusión correcta. O puede que fuese una combinación de ambas. Nunca lo sabremos.

La solución que se encontró exige gran esfuerzo, conocer bien el material, gran control sobre la temperatura y muy probablemente equipo especializado.

Se trata en usar temperaturas frias en comparación a las usadas en fraguas comunes, frias en extremo. Se menciona que se forjaban las piezas en coloración rojo cereza.

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Esto supone forjar el acero a una temperatura inferior a 800°C. A esta temperatura el acero es tremendamente dificil de trabajar y facil de agrietar. Dificil porque con el mismo esfuerzo en comparación a por ejemplo 1150°C la deformación que sufre la pieza es mínima. Y justamente en eso trata esta fase del proceso.

La clave está en ir rompiendo el andamiaje de carburo de hierro poco a poco. Hay que ir rompiendo la estructura poco a poco para que esta esté presente pero no sea una entidad continúa. Tomando el símil de la espuma, la idea es pasar de que en vez de que la película de agua y jabón sea el sostén y soporte de la pieza pase a serlo el aire que retenían. Es decir, romper el durísimo y muy frágil envolvente de los granos para que el mismo blando y tenaz acero que compone los granos sea el sostén y apoyo del conjunto.

A las temperaturas a las que nos movemos la naturaleza de los granos no cambia mucho, seguimos teniendo un grano muy fino.

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Al proceder de pasar un lingote con forma de concha, ovoidal o hasta redondeada a producir una lámina la naturaleza de los granos cambia drásticamente. Se pasa de tener una estructura parecida a la piedra arenisca a una parecida a la de la madera.

En la imagen de la izquierda una elongación de grano del 30%, en la derecha de un 75%. Las elongaciones de las que hablamos son muy superiores a estas, por lo que los granos terminan mucho mas alargados.

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Hay varios problemas con este proceder. Es mucho trabajo pesado y a la vez delicado, no lo puede hacer cualquiera. En cuanto a la temperatura hay que tener un control muy preciso cosa en extremo complicada con lo que tenían en mano en aquel entonces. Por lo que exige una especialización mayor.

El efecto de la descarburización también es un factor a tener en cuenta. Despues de que la pieza esté tanto tiempo en contacto con el aire la descarburización tendría que ser muy acusada. No tengo información de si esto llegaba a afectar negativamente a la pieza y si de así ser actuaban en consonancia carburizándose en la fragua o dejando suficiente material sobrante para luego desbastar la parte no deseada. De este tema lo que mas me sorprende es que este factor no sea comunmente mencionado en los análisis químicos realizados a las piezas.

Tenga los problemas que tenga y se construyese lo que se construyese el resultado de este proceso es asombroso. Acero blando y tenaz de grano finísimo surcado masivamente en los tres planos por trazas de durísimo carburo de hierro que refuerza el material como si de varilla corrugada en hormigón se tratase mientras da al filo una durabilidad asombrosa a la par o mejor que los mejores aceros templados.

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Este acero era flexible y tenaz mientras que su filo mostraba unas cualidades excelentes. Que mas se puede pedir? Pues si, también era bonito. El contraste entre los blanquecinos carburos contra el oscuro acero hacía unos dibujos que se han descrito de muchas maneras, pero todas coinciden en una cosa, que era bonito.

En esta imagen hay seis aceros de los cuales unos son wootz y otros aceros caldeados. Despues de la chapa que os he metido se atreve alguien a diferenciar la churras de las merinas?

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La explicación ha sido simple y en términos generales, tomadlo como norma. En el siguiente mensaje hablaré de aquello que se sale de la norma y aportaré lo que creo que falta en cuestiones metalúrgicas al estudio del tipo de acero que estamos tratando.

Buenas noches!
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Jue Ago 06, 2020 10:59 pm

Sobre lo que hemos hablado hasta ahora ha sido el proceder con el que se consiguen los resultados que tan buena fama dieron a estos aceros. Hablemos ahora de lo que se sale de la norma.

Hay distintos tipos de ejemplares con distintos procederes que llaman la atención. De ellos hay un ejemplar que aúna las características que quiero resaltar, se trata de un katar que menciona Alan Williams en este vídeo

https://youtu.be/t2N-pOjei3I

Se trata de una pieza muy ornamentada con la parte central de wootz y el filo de hierro. Si de hierro, bien podría ser este katar.

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De hierro? Que funcionalidad posee poner el peor material en la parte que va a trabajar mientras usas el mejor material únicamente como ornamento? Ninguna mas allá que la intecionalidad de aparentar y ostentar de alguien que no entiende del tema, que posee mucho dinero y al que le va mucho el vacile.

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Que propiedad posee el hierro en esa posición? Ventaja mecánica ninguna, si me apuras prefiero que esa parte sea de bronce. Es como si para fabricar una espada ropera hiciésemos las tejas de hierro y el núcleo de acero.

Lo único bueno es que el hierro pulido ofrece un contraste muy bonito. Es el equivalente a incrustarle un rubí enorme taponandole la boca del cañón a esta arma porque hace bonito debajo del gallo.

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Oye! Que recuerda a uno de los colores mas prominentes del gallo! El rojo de la cresta y barbillas y ademas parece que el arma está disparando! Que mas quieres tio!

Aunque katar con filo de hierro al igual que el AK con el gallo en su lugar y tiempo tuviese su sentido no deja de ser una sinrazón. Pero una sinrazón que nos da una pista muy buena.

El wootz y el hierro están soldados a calda. Es decir que han debido llevarlos a la temperatura de caldeo. Eso es caliente, muy caliente. Supone que con los medios de aquel entonces las piezas se han llevado a una temperatura de al menos 1200°C.

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Después de sufrir esta temperatura el wootz sigue siendo o al menos aparentando ser wootz. Ahí siguen los dibujos resultado del contraste entre el carburo de hierro y el acero. Pero el wootz habia que procesarlo frio, muy frio, que está pasando aqui?

Pueden pasar dos cosas, por un lado que las temperaturas bajas solo fuesen para el inicio de la forja y una vez suficientemente rota la estructura de carburo se pudiese trabajar con temperaturas de forja habituales.

Por otro lado y lo que veo como mas probable debido a la gran diferencia que puede haber entre distintos wootz es que también a la hora de la forja hubiese distintas formas de procesarlo.

En mi opinión la forma de forjarlo descrito en el anterior mensaje hubiese dado con gran diferencia los mejores resultados. El proceso térmico que el acero sufre en el horno y al forjarlo a temperaturas muy bajas puede producir y mantener un acero muy especial todavía con consideración industrial de material avanzado hasta en el mundo bélico. Hablo de la parte del acero que no es carburo de hierro.
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Jue Ago 06, 2020 11:01 pm

Para entenderlo fijémonos en una gráfica de tratamiento térmico.

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Los tiempos y temperaturas varían para cada acero. Debido a que se desconoce la composición del acero sin tomar en cuenta los carburos y que cada fabricante y puede que cada lote sea distinto con esta gráfica vale para hacerse una idea.

Una vez calentado el acero y superada la temperatura que permite al acero cambiar de estructura (austenización) es cuando entra en juego esta gráfica. Aqui se muestra en qué fase se encuentra respecto la temperatura y el tiempo que pasa en ella.

El acero pasa en el horno un tiempo muy elevado por lo que esto nos pone en la parte derecha de la gráfica. Esto nos deja en la zona de la perlita y la bainita. Nuestro acero pasa por ambas fases de una forma holgada dejando suficiente tiempo para la transformación.

La perlita la conocemos. El acero descarga el carbono restante, la estructura que se forma entre el acero y el carburo es la perlita.

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Es la bainita la que quiero sacar a colación. A veces la confunden con la martensita pero la bainita es genial.

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Esta ultima frase no sería mala como título de una balada de un grupo de heavy metal.

Bromas aparte la bainita muestra unas cualidades mecánicas excelentes, es flexible, ductil y resistente a fatiga y a los golpes. Parece excelente, el material supremo, pero como todo la bainita también tiene un pero, no llega a las durezas a las que llega la martensita, por lo que como material de corte es inferior al acero habitual.

No es descabellado suponer que todos hemos tenido relación con acero bainítico, los flexómetros están hechos con este material. Tomad nota de la flexibilidad y aguante mecánico que demuestran y pensad lo beneficioso que sería este comportamiento en la hoja de una espada.

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Con ella se podría hacer una excelente espada Europea, de hecho puede que ese sea el secreto de las espadas flexibles de mayor fama como las Bilbo. Pero en cuestiones de corte no llegaría al nivel que estamos tratando.
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Re: Charlemos sobre aceros

Notapor Motzkor el Jue Ago 06, 2020 11:05 pm

Pero el wootz posee un secreto en la manga, carburos, gran cantidad de ellos. Una hoja de bainita surcada por filamentos de carburo de hierro tendría la flexibilidad y tenacidad de la blanda bainita combinada con la firmeza y gran durabilidad de corte asegurada por el carburo. Es la combinación perfecta.

Y ahí he llegado cavilando sobre el proceso por la parte metalúrgica. La pregunta que me hice cuando supe sobre el wootz caldado es, si es que se podía forjar a temperaturas habituales por qué se tomaban el salvaje esfuerzo de forjar las piezas a tan baja temperatura? El finísimo grano da unas propiedades muy buenas, pero algo mas habia que haber. Y ahí me di cuenta de la bainita.

El proceso de fabricación del lingote nos puede dar con gran probabilidad un acero bainítico con una gran proporción de carburos. Si subimos de temperatura esta pieza hasta el punto de austenización nos cargamos la bainita al cambiar de fase el acero para poder convertirse en otra cosa. Pero y si trabajamos este acero a muy baja temperatura? Giño, giño, codo, codo :wink:

La temperatura rojo cereza oscuro se considera normalmente hacia 700°C, rojo cereza a unos 750°C y la parte superior de este color está a 800°C. La temperatura de comienzo de austenización de por ejemplo un acero de 0.4% de carbono está a 725°C, la transformación completa mas o lenos a 815°C.

Si forjamos la pieza a muy baja temperatura conseguiremos retener parte o totalidad de la bainita, lo que en combinación con los carburos dará a la hoja las propiedades mecánicas perfectas para una espada.

He leido análisis de espadas con acero wootz (espadas ulfberht si mal no recuerdo) donde se menciona la posibilidad de que la martensita de algunas de estas esté combinada con la bainita o la una sea la otra. Los mayores estudios se han centrado en los carburos donde se supone que han llegado a constatar nanotubos de carbono. Pero nunca he leido de nadie que haya analizado wootz antiguo desde la prespectiva que estoy dando, analizar el acero mas allá de los carburos teniendo en mente la posibilidad de la bainita.

No es descabellado pensar que las diferentes calidades de espadas producidas con acero wootz tuviesen al menos parte de la razón en la proporción de presencia de esta estructura.

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A falta de mas tiempo y con intención de mantener el hilo lo mas simple posible aqui dejo este tema por ahora. Con tiempo seguiré con otro tema. Si alguno queréis comentar cualquier cosa, añadir algo o preguntar cualquier duda sobre lo escrito hasta ahora no dudeis en hacerlo.

Saludos!
Motzkor
 
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