فولاذ ووتز

يُعدّ فولاذ ووتز نوعًا من الفولاذ عالي الكربون المستخدم في صناعة البوتقات، وقد صُنع تاريخيًا في الهند وسريلانكا ، ويشتهر بقوته ودقته وبنيته المجهرية الشريطية المميزة. ^{[ 1 ]} وقد نشأ هذا الفولاذ في منتصف الألفية الأولى قبل الميلاد على الأقل، وكان يُصدّر على نطاق واسع في آسيا والشرق الأوسط وأوروبا. ^{[ 2 ]}

يتميز فولاذ ووتز بمحتواه العالي من الكربون، والذي يتراوح عادةً بين 1.0% و2.0%، وبأنماطه الشريطية المميزة الناتجة عن انفصال الكربيدات أثناء التصلب البطيء والتشكيل. ^{[ 3 ]} تاريخيًا، كانت سبائك فولاذ ووتز تُصدّر وتُشكّل إلى شفرات من فولاذ دمشق في الشرق الأوسط، والتي اشتهرت بأدائها الميكانيكي ومظهرها المزخرف. ^{[ 4 ]}

يُشتق مصطلح "ووتز" من أشكال مُحَوَّرة من كلمات جنوب الهند التي تعني الفولاذ، بما في ذلك الكلمات التاميلية " أوروكو " والكانادية "أوكو " والتيلوجوية " أوكو "، والتي تعني "الفولاذ" أو "المعدن المنصهر". ^{[ 5 ]}

^{نشأ فولاذ ووتز} في منتصف الألفية الأولى قبل الميلاد في الهند. وكان يُصنع في غولكوندا في ولايات تيلانجانا وكارناتاكا وتاميل نادو وسريلانكا . ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 7 ] [} 8 ^] وكان يُصدّر على شكل قوالب من الحديد الصلب عُرفت باسم "ووتز". ^{[ 9 ]} وتتمثل طريقة تصنيعه في تسخين خام الماغنيتيت الأسود بوجود الكربون في بوتقة طينية محكمة الإغلاق داخل فرن يعمل بالفحم لإزالة الخبث تمامًا . وكان هناك بديل يتمثل في صهر الخام أولًا للحصول على الحديد المطاوع ، ثم تسخينه وطرقه لإزالة الخبث. وكان مصدر الكربون هو الخيزران وأوراق نباتات مثل أفاراي . ^{[ 9 ] [ 10 ]} وقد تبنى السكان المحليون في سريلانكا طرق إنتاج فولاذ ووتز التي كان يستخدمها شعب تشيرا بحلول القرن الخامس قبل الميلاد. ^{[ 11 ]} في سريلانكا، استخدمت هذه الطريقة المبكرة لصناعة الصلب فرنًا هوائيًا فريدًا، يعمل بقوة الرياح الموسمية . وقد ظهرت مواقع إنتاج تعود إلى العصور القديمة، في أماكن مثل أنورادابورا ، وتيساماهاراما، وسامانالاويوا ، بالإضافة إلى قطع أثرية مستوردة من الحديد والصلب القديم من كودومانال. وكشفت الحفريات الأثرية الحديثة (2018) في موقع يودهاويوا (في مقاطعة مانار ) عن النصف السفلي من فرن كروي، وشظايا بوتقة، وشظايا غطاء مرتبطة بإنتاج الصلب من خلال عملية الكربنة. ^{[ 12 ]} في جنوب شرق سريلانكا، وُجدت بعض أقدم القطع الأثرية وعمليات إنتاج الحديد والصلب في الجزيرة، والتي تعود إلى العصر الكلاسيكي . ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

أدخلت التجارة بين الهند وسريلانكا عبر بحر العرب فولاذ ووتز إلى الجزيرة العربية. ويشير مصطلح " مهند" أو " هندي هندي" في اللغة العربية الجاهلية والإسلامية المبكرة إلى شفرات السيوف المصنوعة من الفولاذ الهندي، والتي كانت تحظى بتقدير كبير، وقد ورد ذكرها في الشعر العربي . ومع استمرار التجارة، انتشرت هذه التقنية إلى مدينة دمشق ، حيث ازدهرت صناعة الأسلحة من هذا الفولاذ، مما أدى إلى تطوير فولاذ دمشق . وقد ذكر الرحالة العربي الإدريسي، في القرن الثاني عشر، "الهندواني" أو الفولاذ الهندي باعتباره الأفضل في العالم. ^{[ 17 ]} وتشير الروايات العربية أيضًا إلى شهرة فولاذ "تيلينج"، والذي يُحتمل أن يكون إشارة إلى منطقة تيلانجانا ، حيث كانت منطقة جولكوندا في تيلانجانا مركزًا رئيسيًا لتصدير فولاذ ووتز إلى غرب آسيا. ^{[ 17 ]}

كان فولاذ ووتز يُصدّر ويُتاجر به على نطاق واسع في جميع أنحاء أوروبا القديمة والعالم العربي ، واكتسب شهرة خاصة في الشرق الأوسط ، لا سيما الفولاذ المصنّع في كوتش (في الهند الحالية) الذي حظي بسمعة واسعة، مماثلة لتلك المصنّعة في غلاسكو وشيفيلد . ^{[ 11 ]} ومن دلائل شهرة شفرات فولاذ ووتز عبارة فارسية تقول : "أعطِ ردًا هنديًا"، أي "قطعًا بسيف هندي". ^{[ 11 ]} 

أرسل ملوك الهند نماذج من الخناجر وغيرها من الأسلحة إلى المعرض الكبير في لندن عامي 1851 و 1862 . ورغم أن سيوفهم كانت مزينة ومرصعة بالجواهر، إلا أن أهم ما يميزها هو جودة فولاذها. وقد قيل إن سيوف السيخ كانت تتحمل الانحناء والالتواء، ومع ذلك تظل حادة ودقيقة. ^{[ 11 ]}

تشير الأدلة الأثرية والمعدنية إلى أن إنتاج الفولاذ البوتقي المرتبط بفولاذ ووتز نشأ في شبه القارة الهندية في منتصف الألفية الأولى قبل الميلاد على الأقل. ^{[ 18 ] [ 17 ]}

تم تحديد أقدم مواقع إنتاج الصلب الموثق بشكل قاطع في جنوب الهند، وخاصة في ولايتي تاميل نادو وكارناتاكا، حيث كشفت الحفريات عن بوتقات وأفران وخبث وأدوات فولاذية تتوافق مع صناعة الصلب عالي الكربون في البوتقات. ^{[ 1 ]}

أسفرت الحفريات في المستوطنة الصناعية كودومانال في ولاية تاميل نادو عن اكتشاف شظايا بوتقات وبقايا معدنية يعود تاريخها إلى ما بين القرن الثالث قبل الميلاد والقرون الأولى الميلادية. ويؤكد التحليل المعدني للمواد المستخرجة إنتاج فولاذ عالي الكربون يتوافق مع تقنية صناعة الفولاذ بالبوتقات.

تُظهر مواقع إنتاج الحديد والصلب المبكرة الإضافية في جنوب الهند، بما في ذلك هالور وأديشانالور وجاتي هوساهالي، تقاليد متقدمة في صناعة الحديد تعود إلى أوائل العصر الحديدي (حوالي 1200-800 قبل الميلاد)، والتي سبقت على الأرجح تطوير صناعة الصلب في البوتقات وساهمت فيه . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

في سريلانكا، كشفت التحقيقات الأثرية عن إنتاج مبكر للحديد والصلب في مواقع مثل أنورادابورا ، حيث يعود تاريخ صناعة الحديد إلى 900 قبل الميلاد على الأقل. ^{[ 21 ]} تطورت هذه التقاليد المعدنية المبكرة لاحقًا إلى إنتاج الصلب باستخدام أنظمة أفران متطورة.

كشفت الحفريات في موقع بمنطقة سامانالاويوا ومواقع أخرى في سريلانكا عن أفران تعمل بالطاقة الهوائية يعود تاريخها إلى الفترة ما بين القرن الثالث قبل الميلاد والألفية الأولى الميلادية، وكانت قادرة على إنتاج الفولاذ عالي الكربون. استخدمت هذه الأفران رياح الموسم الطبيعية للوصول إلى درجات حرارة تتجاوز 1200 درجة مئوية، مما مكّن من إنتاج الفولاذ في البوتقات دون الحاجة إلى منافيخ ميكانيكية.

كشفت الحفريات الحديثة في يودهاويوا بمنطقة مانار في سريلانكا ، والتي أجريت عام 2018، عن شظايا بوتقات، وبقايا أفران، وخبث معدني مرتبط بإنتاج الصلب باستخدام البوتقات. ^{[ 22 ]} وتشير تقنية التأريخ بالكربون المشع إلى أن إنتاج الصلب في الموقع حدث بين القرنين السابع والحادي عشر الميلاديين.

تؤكد هذه الاكتشافات الأثرية أن إنتاج الصلب في البوتقة في جنوب آسيا تطور من تقاليد صناعة الحديد السابقة وأصبح صناعة متطورة تقنياً بحلول الفترة التاريخية المبكرة.

تشير السجلات الأثرية إلى أن إنتاج الفولاذ المستخدم في صناعة البوتقات والمرتبط بفولاذ ووتز نشأ في جنوب آسيا، ثم تم تصديره لاحقًا إلى الشرق الأوسط، حيث تم تشكيله إلى شفرات من فولاذ دمشق. ^{[ 23 ]}

يتميز ووتز بنمط ناتج عن نطاقات من الحديد المتجمعتتكون جزيئات الكربون _{الثلاثية} من صهر كميات ضئيلة من العناصر المكونة للكربيدات. ^{[ 24 ]} يحتوي فولاذ ووتز على مواد كربونية أكثر من الأنواع الشائعة من الفولاذ المصبوب.تُظهر التحليلات المعدنية لعينات فولاذ البوتقة القديمة أن فولاذ ووتز تم إنتاجه من خلالعملية كربنةوتبريد بطيء، مما أدى إلى تكوين بنى مجهرية من نطاقات الكربيدات المسؤولة عن خصائصه المميزة. ^{[ 25 ]}

تتميز أنماط فولاذ ووتز التي يمكن تشكيلها بالطرق بأنماط الموجة والسلم والوردة ذات الأشرطة المتباعدة بدقة. ومع ذلك، يمكن صنع أنماط أكثر تخصيصًا باستخدام الطرق والصبغ والنقش . ^{[ 26 ]}

تم تحديد وجود أسلاك نانوية من السمنتيت وأنابيب نانوية كربونية في البنية المجهرية لصلب ووتز. ^{[ 27 ]} كما يُحتمل وجود وفرة من كربيدات المعادن فائقة الصلابة في مصفوفة الصلب، تترسب على شكل نطاقات.

اشتهرت سيوف ووتز بحدة ومتانة سيوفها .

في القرن التاسع عشر، تمت دراسة فولاذ ووتز بعمق من قبل المدرسة الملكية للمناجم في محاولة لإعادة إنتاجه، ^{[ 29 ]} ، بدءًا من عام 1795. ^{[ 30 ]}

تمكن عالم المعادن الروسي بافيل بيتروفيتش أنوسوف (انظر: فولاذ بولات ) من إعادة إنتاج فولاذ ووتز القديم مع الحفاظ على جميع خصائصه تقريبًا، وكان الفولاذ الذي صنعه شديد الشبه بفولاذ ووتز التقليدي. وقد وثّق أربع طرق مختلفة لإنتاج فولاذ ووتز تُظهر أنماطًا تقليدية. نُشر عمله بعنوان "حول فولاذ بولات" في مجلة التعدين الروسية . ^{[ 31 ]}

في أواخر القرن العشرين، قام كل من جيه دي فيرهوفن وألفريد بيندراي بتحليل كيميائي لشفرات دمشق الموجودة، وأعادا بناء طرق إنتاجها، وأثبتا دور شوائب الخام، وتحديدًا وجود الفاناديوم (حوالي 0.005%) في تكوين الكربيد، إلى جانب ضرورة تكرار دورات التسخين والتبريد للشفرات المطروقة في تكوين النقوش، وذلك لإعادة إنتاج شفرات فولاذ ووتز بنقوش متطابقة مجهريًا وبصريًا مع نقوش الشفرات القديمة. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

اعتبارًا من عام 2001، أصبح بعض الحدادين ينتجون باستمرار شفرات من فولاذ ووتز مطابقة بصريًا للأنماط القديمة. ^{[ 34 ]}

أظهرت تحليلات إضافية نُشرت عام 2009 وجود أنابيب نانوية كربونية تُحيط بأسلاك نانوية من السمنتيت، حيث ساهمت العناصر النزرة/الشوائب من الفاناديوم والموليبدينوم والكروم وعناصر أخرى في تكوينها ، وذلك من خلال دورات من التسخين والتبريد والتشكيل. ينتج عن ذلك فولاذ عالي الكربون صلب يبقى قابلاً للطرق. ^{[ 35 ]}

قام صانع الدروع الجورجي الهولندي غوتشا لاغيدزه ، بالتعاون مع زملائه الخبراء، بتطوير وتدريس فصول دراسية لطريقة جديدة لإعادة تقديم "الفولاذ الدمشقي الجورجي" ^{[ 36 ] [ 37 ].}

• فولاذ توليدو
• فولاذ نوريك
• فولاذ بولات
• فولاذ تاماهاغاني
• علم المعادن الحديدية
• عمود دلهي الحديدي
• لحام الأنماط

• سرينيفاسان، س.؛ غريفيثس، د. "ووتز جنوب الهند: دليل على وجود فولاذ عالي الكربون من بوتقات من موقع تم تحديده حديثًا ومقارنات أولية مع الاكتشافات ذات الصلة". قضايا المواد في الفن وعلم الآثار . 462 .
• هانسون ، ستافان (2002). Den skapande människan [ العقل المبدع ] (باللغة السويدية). لوند، السويد: Studentlitteratur AB. ص.  81. ردمك 978-9-14402-148-5.
• أوروكو - من معجم اللغة التاميلية، جامعة مدراس ^{[ تمت إزالة الرابط ]}
• "عدد خاص: تاريخ وخصائص فولاذ ووتز في الهند وخارجها" . المجلة الهندية لتاريخ العلوم . 42 (3). سبتمبر 2007.
• سرينيفاسان، شارادا؛ رانغاناثان، سرينيفاسان (2004). فولاذ ووتز الأسطوري في الهند: مادة متطورة من العالم القديم . بنغالور: المعهد الوطني للدراسات المتقدمة والمعهد الهندي للعلوم .
• فيرهوفن، جيه دي (يناير 2001). "لغز شفرات دمشق". مجلة ساينتفك أمريكان . 284 (1): 74-79 . Bibcode : 2001SciAm.284a..74V . doi : 10.1038/scientificamerican0101-74 . JSTOR 26059015. PMID 11132427 .  

• فيرهوفن، جيه دي؛ بيندراي، إيه إتش؛ دوكش، دبليو إي (1998). "الدور المحوري للشوائب في شفرات الفولاذ الدمشقي القديمة" . مجلة JOM . 50 (9): 58-64 . Bibcode : 1998JOM....50i..58V . doi : 10.1007/s11837-998-0419-y . S2CID 135854276 . 
• فيرهوفن، جيه دي؛ بيندراي، إيه إتش؛ دوكش، دبليو إي (سبتمبر 2004). "الدراسة المستمرة للفولاذ الدمشقي: قضبان من ترسانة الوار". مجلة JOM . 56 (9): 17-20 . Bibcode : 2004JOM....56i..17V . doi : 10.1007/s11837-004-0193-4 . S2CID 137555792 . 
• فيرهوفن، جيه دي (2007). "تكوين الأنماط في سيوف وشفرات فولاذ دمشق ووتز" (ملف PDF) . المجلة الهندية لتاريخ العلوم . 42 (4): 559-574 .
• ووتز ميليتاريا
• مؤرشف في أرشيف الأشباحوآلة Wayback: بروفوس، نيلز (3 مايو 2013). Wootz الحلقة 4: صناعة Wootz Steel . يوتيوب .
• مؤرشف في أرشيف الأشباحوآلة Waybackلودز ، مايك ؛ بيندراي، آل (21 نوفمبر 2017). أسرار فولاذ دمشق ووتز . يوتيوب .
• براءة الاختراع الأمريكية رقم 5185044 ، فيرهوفن، جيه دي وبيندراي ، إيه إتش، "طريقة صنع شفرات "دمشقية"، نُشرت في 9 فبراير 1993 
• Celadonerkiki (13 يناير 2024) ما الفرق بين فولاذ ووتز وفولاذ دمشق؟ swordier.
• أندرو نورث (8 أغسطس 2024) دليل مبسط لسكاكين فولاذ دمشق: نظرة عامة مبسطة ولكنها شاملة قدر الإمكان عن فولاذ دمشق وفولاذ ووتز للأشخاص الذين لا يجيدون القراءة. nothingbutknives.com
• لارين (22 أبريل 2024) دمشق، الفولاذ وخصائص السكاكين ووتز - فولاذ دمشق الحقيقي؟ فولاذ السكاكين للمهتمين بالجوانب التقنية.