Produkcja ostrzy we wczesnym średniowieczu

Aby zrozumieć proces powstawania ostrzy we wczesnym średniowieczu, należy najpierw dostrzec różnicę między trzema podstawowymi pojęciami, które są często mylone przez laików, tj. żelazem, żeliwem i stalą.
Żelazo jest pierwiastkiem, który stanowi znaczną część składu stali. Czyste żelazo jest miękkie, nie hartowalne, bardzo łatwe do kucia, walcowania i ciągnięcia, w związku z tym nie nadaje się jako materiał na ostrza, od których wymagamy by były sprężyste, trudnościeralne i twarde.
Żeliwo, powszechnie używane w dzisiejszych czasach do różnego rodzaju odlewów, charakteryzuje się stosunkowo dużą (2-4%) zawartością krzemu oraz tym, że węgiel występuje w nim pod postacią płatków grafitu. Takie zawartości krzemu i węgla powodują ogromny wzrost twardości i kruchości stali dlatego upuszczone na ziemię ostrze z żeliwa potłukłoby się jak szkło. Aby zmienić właściwości stopu by bardziej pasowały naszym potrzebom należy dodać do niego niewielki procent innych pierwiastków wtedy materiał ten nazywamy stalą.
Wyrób stali w średniowieczu polegał na wytapianiu jej w piecach dymarskich. Po wielogodzinnym procesie wyrabiania metalu z rudy żelaza skład powstałej bryłki ma wiele zanieczyszczeń. Występują one w postaci cząsteczek żużlu uwięźniętych w zastygłym kawałku widocznych gołym okiem jak i rozpuszczonych pierwiastków. Głównymi zanieczyszczeniami stali wytapianej w dymarkach są węgiel, siarka, fosfor i krzem. Rozkładają się one nierówno w wytopionym kawałku materiału i w zależności od ich zawartości powstają stale o różnych właściwościach.
Próba bezpośredniego wykucia ostrza noża tuż po wytopieniu bryłki stali kończy się niepowodzeniem ze względu na nieregularnie rozmieszczone zanieczyszczenia, które powodują pękanie i rozwarstwienie klingi. Aby temu zapobiec, należy zagęścić materiał. W tym celu należy połączyć kilka bryłek w jedną, a następnie zwiększać ilość warstw w celu dokładnego wymieszania surowca. Osiąga się to poprzez proces zgrzewania, czyli podgrzewania kawałków stali ułożonych jeden na drugim do ciepłoty bliskiej temperaturze topnienia, a następnie uderzaniu młotem w przygotowany pakiet. Jako że tak podgrzany materiał łatwo się utlenia, powinno się uważać, by pomiędzy kawałkami nie powstała warstewka utlenionego żelaza, dlatego w trakcie podgrzewania należy posypać pakiet krystalicznie czystym piaskiem, który topi się, uniemożliwiając dostęp tlenu do stali. W dzisiejszych czasach środkiem zabezpieczającym stal przed utlenianiem jest boraks, który topi się w niższej temperaturze i lepiej penetruje szczeliny pomiędzy kawałkami materiału.
Spory odsetek mieczy i noży we wczesnym średniowieczu miał charakterystyczne wzory na ostrzu. Było to spowodowane faktem, iż z braku wystarczająco dużych kęsów stali istniała potrzeba zgrzewania kling z wielu części. Umożliwiało to również ingerowanie we właściwości stali w danym miejscu głowni. Umiejscawiając stal twardą (z dużą częścią węgla) na ostrzu, a stal sprężystą i miękką w środku lub w rdzeniu, otrzymuje się hybrydę dającą najwyższe osiągi. Nie byłoby to możliwe w przypadku użycia każdego z tych materiałów z osobna. W procesie zagęszczania struktury stali kowal mógł użyć kilku różnych kawałków stali z różnych wytopów. Najczęstszym sposobem ich mieszania było skręcanie prętów w warkocze, składające się z około dziesięciu warstw stali, naprzemian miękkiej i twardej (ryc. 1), a następnie umieszczenie ich pomiędzy jednym, zwiniętym w kształt litery u prętem z dużą zawartością węgla (ryc. 2). W niektórych głowniach widać także inkrustacje mosiądzem, miedzią, srebrem i złotem, natomiast pojedyncze miecze posiadały wgrzany napis ze stali. Takimi ostrzami są na przykład miecze potocznie nazywane Ulfberht. Nazwa ta pochodzi od charakterystycznego napisu na głowni, którym najczęściej był +VLFBERH+T lub +VLFBERHT+ (ryc. 3).
Mieczami o magicznych na owe czasy właściwościach były te z inskrypcją +VLFBERH+T, ponieważ to one składały się ze stali o wysokiej zawartości węgla, bardzo wytrzymałej strukturze i małej ilości zanieczyszczeń. Materiał ten lub sama technologia jego wytwarzania była prawdopodobnie sprowadzona z okolic Damaszku lub nawet z Indii dlatego też obecnie często nazywa się ją stalą damasceńską. Niestety, owa technologia zaginęła na przestrzeni dziejów i do dziś nie ma pewności co do tego, jak wówczas była wytwarzana. Natomiast miecze z inskrypcją +VLFBERHT+ i innymi kombinacjami liter były wytwarzane z gorszej jakości stali, łatwiej dostępnej w tamtych czasach, dlatego prawdopodobnie były to falsyfikaty lub ostrza wykonane z nieudanych partii stali.
Kolejnym etapem po zgrzaniu i wykuciu ostrza było utwardzenie go. Dokonywano tego poprzez hartowanie stali węglowych, kucie na zimno lub obydwa procesy. Jako że znajdowano miecze o zawartości węgla nie przekraczającej 0,1%, musiały być one utwardzane w inny sposób niż hartowanie. Choć wydaje się to mało prawdopodobne, przy młotkowaniu stali poniżej temperatury kucia lub nawet w temperaturze pokojowej istnieje możliwość uzyskania sprężystego i twardego ostrza zdolnego przeciąć kości bez uszczerbku na głowni. Jest to też stosunkowo bezpieczna metoda w porównaniu z procesem hartowania, gdyż przy niewielkiej różnicy temperatur ostrze może się nie utwardzić lub wręcz przeciwnie - stać się bardzo kruche lub nawet pęknąć podczas studzenia.
Tak przygotowane ostrze było prawdopodobnie szlifowane, polerowane i ostrzone (ryc. 4), co nadawało mu wygląd najbardziej pożądanej i cenionej broni w średniowieczu. W dzisiejszych czasach punkt widzenia znacząco się zmienił, ponieważ korzystając z dobrodziejstw współczesnego, zautomatyzowanego świata, można stworzyć broń o podobnym wyglądzie i parametrach. Jednakże czy to właśnie nie aspekt ręcznej produkcji miecza, czyni go tym, czym byl przez wieki? Nie kawałkiem lepiej lub gorzej obrobionej stali, ale przedłużeniem ręki wprawionego wojownika, mogącego ratować lub odbierać życie w ułamku sekundy?

Produkcja ostrzy we wczesnym średniowieczu

Ryc. 1 Schemat skręconego damastu skuwanego.

Produkcja ostrzy we wczesnym średniowieczu

Ryc. 2 Przygotowany pakiet do zgrzewania (u góry), gotowy płaskownik po tym procesie (u dołu).

Produkcja ostrzy we wczesnym średniowieczu

Ryc. 3 Miecz z inskrypcją VLFBERH+T.

Produkcja ostrzy we wczesnym średniowieczu

Ryc. 4 Ostrzałka kamienna.