Metallographische Untersuchung eines Toledostahlschwertes A Metallographic Examination of a Toledo Steel Sword
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Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword
Metallographische Untersuchung eines Toledostahlschwertes
A Metallographic Examination of a Toledo Steel Sword
Mª Dolores Salinas Ruiz1, A. Javier Criado Iniesta1, Virginia Ramos Valverde1, Raquel
Arévalo Peces1, Jorge Chamón Fernández1, Christian Dietz2, Juan A. Martínez1,
Antonio J. Criado Portal1
Eingegangen: 23. Juni 2006 Received: June 23, 2006
Angenommen: 11. September 2006 Accepted: September 11, 2006
Translation: J. Fritsche
Kurzfassung Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurde die metallo- The present article examines the metallographic
graphische Struktur eines Paradeschwertes un- structure of a parade sword which was manufac-
tersucht, welches in der Königlichen Fabrik zu tured in the Royal Manufactory of Toledo, Spain,
Toledo, Spanien, um das Jahr 1851 hergestellt around the year 1851. The sword formed part of
wurde. Das Schwert war Teil der Uniform eines a cavalry officer‘s uniform. Scanning electron
Kavallerieoffiziers. Zur Untersuchung wurden microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray
Rasterelektronenmikroskopie (REM) sowie en- analysis (EDX) were employed for an examina-
ergiedispersive Röntgenstrahlanalyse (EDX) tion. It was possible to demonstrate the outstand-
verwendet. Es konnte die hervorragende Ver- ing workmanship in the manufacture of the sword,
arbeitung des Schwertes, bestehend aus zwei which consisted of two steels of different carbon
durch Heißschmieden verschweißten Stählen un- contents which were welded together by hot forg-
terschiedlichen Kohlenstoffgehaltes, aufgezeigt ing. This also explains the excellent mechanical
werden. Dies erklärt auch die ausgezeichneten properties of the sword and the top-class histori-
mechanischen Eigenschaften des Schwertes, cal reputation of weapons for cut and thrust from
sowie den historisch herausragenden Ruf von the Royal Manufactory of Toledo.
Hieb- und Stichwaffen aus der Königlichen Fa-
brik zu Toledo.
1 Einleitung 1 Introduction
Die spanische Halbinsel war schon seit prä- The Spanish peninsula had been known since
römischen Zeiten bekannt für die Qualität der von Pre-Roman times for the high quality of the
dort stammenden Schwerter, sowohl die Herstel- swords originating from this region, which related
lung wie auch Design und Ergonomik betreffend. to both their manufacture and their design and er-
Modellen wie der Iberischen Falcata (iberisches gonomics. Models such as the Iberian Falcata (an
Kurzschwert) oder dem Gladius Hispanensis (rö- Iberian short sword) or the Gladius Hispanensis
misches Kurzschwert) war in den karthagischen (a Roman short sword) were used with a striking
und römischen Truppen aus der Zeit des zweiten success, in the very sense of this word, by the
punischen Krieges (III. und II. Jh. v. Chr.) ein im Cartaginian and Roman troops from the times of
wahrsten Sinn des Wortes durchschlagender Er- the Second Punic War (III. and II. Centuries B.C.)
folg beschieden. In den darauf folgenden Zeiten In subsequent periods of time, the short sword
konnte sich das Kurzschwert als Teil der Stan- successfully got its way as a part of the standard
dardbewaffnung der römischen Legionen durch- arms of the Roman legions, as a result of which
setzen, womit das Gladius Hispanensis während the Gladius Hispanensis was used throughout the
172 © Carl Hanser Verlag, München Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword der Dauer des ganzen Römischen Imperiums existence of the Roman Empire [3, 5 – 6]. benutzt wurde. [3, 5 - 6]. Im Mittelalter, während der Herrschaft der Dynas- In the Middle Ages, during the rule of the Umayyad tie der Ummayaden in Andalusien, wurden auf dynasty in Andalusia, the emir of Córdoba, Abder- Anweisung des Emirs von Córdoba, Abderrah- rahman II ben Alhaken (792 – 852 A.D.) decreed man II ben Alhaken (792-852 n. Chr.) die Künste, that arts, sciences, and industries should be pa- Wissenschaften und Industrie massiv gefördert, tronized intensely, a consequence of which was, was unter anderem auch zur Folge hatte, dass inter alia, that new technologies for the manufac- neue Technologien zur Herstellung und Bearbei- ture and processing of steel were imported from tung von Stahl aus Syrien, Iran und Irak importiert Syria, Iran, and Iraq [11]. One of the most favoured wurden [11]. Einer der am meisten begünstigten places chosen for the introduction of those new Standorte für die Einführung dieser neuen Indus- industries was Toledo, which temporarily was the trien war Toledo, vor der maurischen Invasion der capital of the Visigothic kingdom prior to the inva- spanischen Halbinsel und nach dem Niedergang sion by the Moriscos of the Spanish peninsula and des römischen Reiches zeitweise Hauptstadt des after the decline of the Roman empire. westgotischen Spanien. Im 18-ten Jahrhundert, bedingt durch den Nie- Because of the decrease in the historical produc- dergang der historischen Produktion von Stahl- tion of steel swords in Toledo, the Royal weapon schwertern in Toledo, wurde unter der Herrschaft factory was established in Toledo in the 18th cen- von Carlos III (1759-1788) die Königliche Waffen- tury under the reign of Carlos III (from 1759 to fabrik in Toledo gegründet, um die Versorgung 1788) in order to ensure the supply of the Spanish der spanischen Armee- und Flottenoffiziere mit army and navy officers with weapons such as Waffen wie Schwertern, Dolchen und Macheten swords, daggers, and machetes [11]. It was over sicherzustellen [11]. Über Jahrhunderte hinweg, some centuries, from the 15th century to the end vom 15. bis Ende des 19. Jh., gehörten Toledo- of the 19th century, that Toledo steel swords were stahlschwerter in allen Ländern Europas und amongst the weapons most sought after in all Amerikas zu den begehrtesten Waffen. European and American countries. In den fabrikeigenen Schmieden, Grob- und About 5,000 weapons were manufactured annu- Feinschliff- sowie Gravur- und Endbearbeitungs- ally in the factory-owned forgeries, rough-grind- werkstätten wurden seit der Zeit der Gründung ing, finish-grinding, and engraving and finishing ca. 5000 Waffen jährlich hergestellt. Gegen Ende workshops since the time of their foundation. des 19. Jahrhunderts wurden, unter Nutzung von Hydraulic plants which used water from the Tajo Wasser aus dem Fluss Tajo hydraulische Anlagen river were installed toward the end of the 19th installiert, womit die Produktion auf ca. 40.000 century, which allowed to increase production Klingen und 200.000 Patronenhülsen pro Jahr to about 40,000 blades and 200,000 cartridge gesteigert werden konnte. Auch Scheren, chirur- cases every year. In addition, scissors, surgical gische Instrumente, Spangen, Lager, Rasiermes- instruments, hair grips, bearings, straight razors, ser und andere metallische Gebrauchsgegen- and other metallic articles of daily use were also stände wurden hier hergestellt. fabricated there. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene The present article examines various Toledo steel Toledostahlschwerter aus der Sammlung des Ar- swords from the collection of the Military Museum meemuseums in Madrid untersucht, welche der- in Madrid, which are on show there at the mo- zeit dort ausgestellt werden. Das Einzelstück, wel- ment. The individual product from which samples chem Proben zum Zwecke einer eingehenderen were taken for the purpose of a more thorough metallographischen Untersuchung entnommen metallographic examination was donated by the wurden, ist eine Spende der Familie des Gene- family of the cavalry colonel general Sebastian ralobersten der Kavallerie Sebastian Portal, wel- Portal who was the governor of the Philippines cher Ende des 19. Jahrhunderts Gouverneur der at the end of the 19th century. The specimen Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4 173
Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword
Bild 1. Das untersuchte Schwert (A)
vor und (C) nach der Probenentnah-
me. Auf der Vorderseite der Klinge ist
die Inschrift: Fª DE TOLEDO 1 8 7 5 zu
erkennen. Bei den in Giessharz einge-
betteten Proben (B) sind deutlich Zonen
mit Stahl unterschiedlichen Kohlenstoff-
gehaltes zu sehen: (hell) äußere Lage mit
hohem Kohlenstoffanteil; (dunkel), Kern
mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Diese
Schnitte wurden im oberen Teil der Klin-
ge in Griffnähe gewonnen.
Fig. 1. The sword under examination
(A) prior to and (C) after sampling. The
blade‘s front side reveals an inscription
Fª DE TOLEDO 1 8 7 5. The samples
embedded in castable resin (B) allow to
clearly see zones of steel having differ-
ent carbon contents: (bright) outer layer
of a high carbon fraction; (dark) a core of
a low carbon content. These microsec-
tions were obtained in the upper portion
of the blade near the handle.
Philippinen war. Bei dem Exemplar (Bild 1), herge- concerned (Fig. 1), which was manufactured at
stellt in der Königlichen Waffenfabrik in Toledo um the Royal weapon factory of Toledo around 1875,
1875, handelt es sich um ein Einhänderschwert is a single-hand sword for being buckled on that
zum Umschnallen, welches von spanischen Ka- was used by Spanish cavalry officers since 1851.
vallerieoffizieren seit 1851 verwendet wurde. Das The haft is made of alpaca (German silver, XRF,
Heft besteht aus Alpaka (Neusilber, XRF, ohne no photo) and the head of a warrior is worked in
Bild), an jedem Ende der Parierstange ist der Kopf at the end of the parrying rod. On either side of
eines Kriegers eingearbeitet. Auf beiden Seiten the latter, military trophies assigned to cavalry
der letzteren sind mit der Kavallerie zusammen- are engraved. The heads of two lions and faces
hängende militärische Trophäen eingraviert. In of warriors are engraved into the pommel. The
den Knauf sind die Köpfe zweier Löwen sowie handle is made of ebony and a silver wire netting.
Gesichter von Kriegern graviert. Der Griff besteht The blade is straight and its surface is plated with
aus Ebenholz und Silberdrahtgeflecht. Die Klin- nickel. The sword was in a relatively bad condition,
ge ist gerade und deren Oberfläche vernickelt. which fact allowed to take samples from it at vari-
Das Schwert war relativ schlecht erhalten, was es ous points for a detailed metallographic exami-
erlaubte, ihm an diversen Stellen der Klinge Pro- nation. The latter was made by utilizing scanning
174 Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword ben zur eingehenderen metallographischen Un- electron microscopy and an energy dispersive tersuchung zu entnehmen. Letztere wurde unter X-ray fluorescence analysis as integrated in the Zuhilfenahme der Rasterelektronenmikroskopie instrument. sowie der im Gerät integrierten energiedisper- siven Röntgenfluoreszenzanalyse durchgeführt. 2 Experimenteller Teil 2 Experimental Procedure Probenvorbehandlung Pretreatment of Samples Da die Klinge des zur Untersuchung gespende- Since the blade of the sword under examination ten Schwertes bereits in zwei Teile zerbrochen had been already it broken into two pieces was war, konnten metallographische Schnitte sowohl easy to obtain metallographic specimens from der transversalen als auch der longitunalen Sek- both transverse and longitudinal microsections tionen entnommen werden (Bild 1). Die Oberflä- (Fig. 1). The surface treatment of the samples chenbehandlung der Proben wurde auf konventi- was performed in a conventional manner. To this onelle Art durchgeführt. Dazu wurden die Proben end, the samples initially were embedded into an zuerst in ein Epoxygiessharz eingegossen und epoxy castable resin and were then subjected to dann unter Verwendung von Schleifpapier der rough-grinding and finish-grinding processes by Korngrößen 240 bis 1200 (WSC Bühler) von grob- using abrasive paper with grain sizes of from 240 bis feingeschliffen. Danach wurde die Oberfläche to 1200 (WSC Bühler). Subsequently, the surface mit Aluminiumoxidschleifpapier (Korngröße 0,3 was polished with aluminum oxide abrasive paper mm) poliert und sodann mit einer 5%igen Nital- (0.3 μm in grain size) and was then etched with lösung 30 s lang angeätzt. Vor der Beobachtung a 5% Nital solution for 30 s. Prior to a visual in- unter dem Rasterelektronenmikroskop wurde spection in the scanning electron microscope, eine Goldoberfläche auf die Probe aufgedampft. a gold surface was deposited on the samples Neben dem Studium der elektronenmikrosko- by sputtering. The analysis not only involved a pischen Aufnahmen (JEOL, JM-6400) wurde study of the electron microscope images (JEOL, auch energiedispersive Röntgenfluoreszenz zur JM-6400), but also used energy dispersive X-ray Analyse verwendet. fluorescence. Zur Abschätzung der Verteilung von Kohlenstoff For an evaluation of carbon distribution in the in der Klinge des Schwertes wurden die Proben blade of the sword, the samples were heated to zur Vorbehandlung 15 min lang auf 850 ºC erhitzt 850°C for 15 min, as a pretreatment, and were und sodann an der Luft abgekühlt. Die so erhal- then cooled down in the air. Afterwards, the sam- tenen Proben wurden danach wie oben beschrie- ples thus obtained underwent further treatment ben weiterbehandelt. as described above. 3 Resultate und Diskussion 3 Results and Discussion Die Längs- und Querschnitte der Stahlklinge des The longitudinal and transverse microsections of Schwertes weisen über die ganze Länge eine the sword‘s steel blade present a uniform and einheitliche und klar definierte Struktur auf, was clearly defined structure across its entire length, die einschlägigen historischen Quellen [11,12] which confirms the relevant historical references bestätigt. Es handelt sich um eine äußere Lage [11, 12]. It comprises an outer layer of a steel hav- eines Stahls mit ausgesprochen hohem Kohlen- ing a markedly high carbon content that encloses stoffanteil, welche einen inneren Stahlkern mit an inner steel core the carbon content of which sehr geringem Kohlenstoffgehalt einschließt (die is very low (the respective samples being identifi- zugehörigen Proben sind als Detail auf Bild 1 zu able as a detail in Fig. 1). erkennen). Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4 175
Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword
Bild 2. REM-Aufnahme der äußeren Klingenzone.
Es handelt sich um eine Perlitstruktur mit einem
C-Anteil nahe dem Eutektoid. Diese Probe wurde
durch Ausglühen und Normalisierung des origi-
nalen Stahls gewonnen.
Fig. 2. A SEM image of the outer blade zone. It
shows a pearlite structure having a C content
close to the eutectoid. This sample was obtained
by fully annealing the outer blade zone.
Auf Bild 2 ist die Perlitstruktur der äußeren, koh- The pearlite structure of the carbon-rich outer
lenstoffreichen Schicht zu erkennen. Die gezeigte layer can be recognized in Fig. 2. The structure
Struktur wurde durch 5-minütiges Ausglühen der shown was obtained by fully annealing the sample
Probe bei 850 ºC und anschließende Luftabküh- at 850°C for 5 minutes, after which it was cooled
lung erhalten. Derselbe Prozess erlaubte auch, in the air. The same procedure also allowed to es-
den niedrigen Kohlenstoffgehalt des Kernstahls timate the low carbon content of the sword blade
der Schwertklinge abzuschätzen. Hier wurde eine core steel. As is seen in Figs. 3 and 4, a ferritic
ferritische Matrix mit Perlitkolonien an den Korn- matrix was obtained which contained pearlitie
grenzen erhalten, wie in den Bildern 3 und 4 zu colonies at the grain boundaries.
sehen ist.
Es kann kein Zweifel daran bestehen, dass der There can be no doubt in that the manufacturing
Herstellungsprozess des Schwertes aus Heiß- process for the sword consisted in hot forging two
schmieden zweier Stahllagen unter Verwendung steel layers together by using sand as a fluxing
von Sand als Flussmittel bestand, wie die in Bild agent as is supported by the residual slags shown
5 gezeigten Schlackereste untermauern, welche
Bild 3. Auf dieser REM-Aufnahme eines Quer-
schnittes der untersuchten Klinge sind verschie-
dene Zonen zu erkennen. Deutlich ist der Weich- Bild 4. Vergrößerter Detailausschnitt aus Bild 3,
eisenkern mit niedrigem C-Gehalt su sehen. deutlich ist die ferritische Struktur des Weicheis-
Fig. 3. This SEM image of a cross-section of the en-kerns zu sehen.
blade under examination reveals different zones. Fig. 4. An enlarged detail portion of Fig. 3 which
The soft iron core of a low C content is clearly makes clearly visible the ferritic structure of the
visible. soft iron core.
176 Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword Bild 5. REM-Aufnahme, auf der in Deformations- Bild 7. REM-Aufnahme einer getemperten Marten- richtung aufgereihte Eisenoxidschlacken und die sitstruktur, es lässt sich beginnende Abscheidung sie umgebenden Silikate zu sehen sind. Es ist die von Eisencarbid erkennen. heterogene Natur der Schlacke zu erkennen. Fig. 7. An SEM image of a tempered martensite Fig. 5. An SEM image which makes visible iron structure where a precipitation of ferrous carbide oxide slags lined up in the direction of deforma- is seen to be just beginning. tion, and the silicates surrounding them. The het- erogeneous structure of the slag can be seen. zwischen den beiden Schichten nachgewiesen in Fig. 5, which were successfully proved to exist werden konnten. Es handelt sich um eine Sand- between the two layers. This is a sandwich struc- wichstruktur, in welcher zwei Lagen hohen Koh- ture in which two high-carbon layers enclose one lenstoffgehaltes eine mit niedrigem einschließen. low-carbon layer. The workpiece was hot-forged Bis zur Vollendung der endgültigen Form wurde until it reached its final shape (Fig. 6), which al- das Stück heiß geschmiedet (Bild 6), dadurch lowed to obtain a composite of three layers weld- konnte der Verbund dreier verschweißter Lagen ed with each other. Subsequently, the blade was erzielt werden. Danach wurde die Klinge einem subjected to a controlled quenching and harden- kontrollierten Temper- und Härtungsgsprozess ing procedure. The result of those processes can ausgesetzt. Auf Bild 7 ist das Ergebnis dieser be seen in Fig. 7 where the classical structure Prozesse zu beobachten, es lässt sich klar die of the malleablized martensite that is attributed den äußeren, kohlenstoffreichen Lagen der Klin- to the blade‘s outer carbon-rich layers can be ge zugehörige klassische Struktur des getemper- distinctly recognized. As historical references ten Martensits erkennen. Historischen Quellen reveal [11 – 14], the workpiece was cooled down zufolge [11 – 14] wurde in einer ersten Phase des from about 850°C, using salt-containing water as Härtungsprozesses das Werkstück von etwa 850 a cooling medium, in a first phase of the harden- ºC unter Verwendung von salzhaltigem Wasser ing procedure, and was re-heated to about 250 als Kühlmedium abgekühlt und danach zum Aus- – 350°C afterwards to get cured. härten nochmals auf circa 250 – 350 ºC erhitzt. Auf Bild 8 ist die Struktur der Kernlage der Klinge Fig. 8 allows to see the structure of the blade‘s zu sehen, gekennzeichnet durch nadelförmigen core layer featuring a acicular ferrite and some Ferrit und einigen Einschlüssen von Eisencarbid inclusions of ferrous carbide at the phase bound- an den Phasengrenzen. aries. Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4 177
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Hammer / hammer
Stahl / steel
Heissschmieden / hot-forging
Hammer / hammer
Sandwich aus Stahl und Weicheisen /
sandwich of steel and low-carbon iron
Geschmiedete Klinge / Endbehandlung der Klinge /
forged blade blade finish treatment
850°C
350°C
Schmiede / forge Schmiede / forge
Erhitzen / heating Härtung / hardening
Salzwasser / salt water
Tempern / tempering
Bild 6. Grundlegende Schritte bei der Herstellung eines Toledostahlschwertes
Fig. 6. Fundamental steps in manufacturing a Toledo steel sword
178 Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword
Bild 8. REM-Aufnahme des Weicheisenkerns der
Klinge. Es sind die nadelförmige Ferritstruktur
sowie einige Eisencarbidniederschläge an der
Phasengrenze zu sehen.
Fig. 8. An SEM image of the blade‘s soft iron core
where the acicular ferrite structure and some fer-
rous carbide precipitates at the phase boundary
can be seen.
Das Heißschmieden unter Verwendung von Sand Hot-forging using sand as a fluxing agent repre-
als Flussmittel stellt eine ausgezeichnete Technik sents an excellent technology. Diffusion process-
dar. Diffusionsvorgänge während des Schmie- es which occur during forging have completely
dens haben die ursprünglichen Phasengrenzen obscured the original phase boundaries of the
der drei Lagen vollständig verwischt, nur die three layers and the original positions of which
Anwesenheit von in der plastischen Deforma- can only be guessed as there are silicate and
tionsrichtung aufgereihten Silikat- und Eiseno- iron oxide slags (Fig. 5) which are lined up in the
xidschlacken (Bild 5) erlaubt es, deren originale direction of plastic deformation. This technology
Position zu erahnen. Diese Technik erlaubte es, makes it possible to manufacture a composite
eine aus zwei verschiedenen Stahlarten beste- blade comprising two different steel grades, i.e.
hende Verbundklinge herzustellen; außen eine a very hard outer layer containing carbon close
sehr harte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt to an eutectoid and a soft iron core of a very
nahe dem Eutektoid und einem Weicheisenkern low carbon content. Accordingly, the longitudi-
mit sehr niedrigem Kohlenstoffanteil. Die Längs- nal and transverse microsections of the blade
und Querschnitte der Klinge (Bild 1) weisen dem- (Fig. 1) exhibit a lenticular shape of the charac-
entsprechend eine linsenförmige Struktur der teristics described.
beschriebenen Charakteristika auf.
Das so hergestellte Werkstück zeichnet sich The feature identifying the workpiece thus pro-
durch die Summe der mechanischen Eigen- duced is the sum of mechanical properties of its
schaften seiner Bestandteile aus. Die Klinge constituents. The blade has ideal properties for
weist ideale Eigenschaften für den Fechtkampf use in fencing matches, including a high elasticity
auf, mit einer hohen, auf der ausgezeichneten Zä- based on the excellent toughness of the soft iron
higkeit des Weicheisenkerns beruhenden Elasti- core, which combines with an enormous mechan-
zität, verbunden mit der enormen mechanischen ical durability of the outer layers. This produced
Strapazierfähigkeit der äußeren Schichten. Da- an ideal weapon which is efficient in both slashes
durch entstand eine ideale Waffe, effektiv sowohl causing sabre wounds and thrusts using the blade
beim Schnittverletzungen verursachenden Hieb tip. Hence, this type of blade was adapted to the
als auch beim Stoss unter Verwendung der Klin- tactical requirements of war equipment of the 16th
genspitze. Diese Art von Klinge war damit den tak- to 19th centuries in an magnificient manner.
tischen Anforderungen der Kriegstechnik des 16.
bis 19. Jahrhunderts hervorragend angepasst.
Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4 179Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword 4 Schlussfolgerungen 4 Conclusions Das der Herstellung von Toledostahlschwertern The principle on which the manufacture of To- zugrunde liegende Prinzip war die Kombination ledo steel swords relied was a combination of the der mechanischen Eigenschaften von Stählen mechanical properties of steels of extremely dif- höchst unterschiedlicher chemischer Zusam- ferent chemical compositions. Therefore, Toledo mensetzung. Toledostahl zeichnet sich daher steel stands out because of the sum of typical durch die Summe der typischen und erwünschten and desirable technical possibilities of its very di- technischen Möglichkeiten seiner sehr verschie- versified constituents. In this material, it became denartigen Komponenten aus. In diesem Mate- possible to combine the toughness and flexibility rial konnten die Zähigkeit und Flexibilität eines of a soft iron of a very low carbon content with the Weicheisens sehr niedrigen Kohlenstoffgehaltes hardness and mechanical resisting force of a steel mit der Härte und der mechanischen Wider- having a carbon content close to an eutectoid standskraft, eines Stahls mit einem Kohlenstoff- where the mechanical properties of the surface gehalt nahe dem Eutektoid vereint werden, wobei layer may be interpreted as a consequence of a die mechanischen Eigenschaften der Oberflä- specific quenching and hardening procedure. chenschicht als Folge eines speziellen Temper- und Härtungsprozesses zu interpretieren sind. Das Ergebnis ist ein robustes und gleichzeitig As a result, a robust sword is obtained which sehr widerstandsfähiges Schwert, welches eine also is rugged, has a markedly high elasticity and ausgesprochen hohe Elastizität und minimale minimum risk of rupture and, hence, is excellently Bruchgefahr aufweist und somit hervorragend suited for fencing matches, both for slashing and zum Fechtkampf, dabei sowohl für den Hieb- wie thrusting attacks. This mode of fencing was a firm auch den Stossangriff, geeignet ist. Diese Art part of fighting tactics at close quarters both in des Fechtens war sowohl im Okzident als auch the Occident and America of the 16th to 19th cen- in Amerika des 16. bis 19. Jahrhunderts fester turies. Bestandteil der Nahkampftaktik. Der Herstellungsprozess beruhte hauptsächlich The manufacturing method was mainly based on auf der Verwendung von drei übereinander lie- the use of three superposed steel layers which genden Lagen Stahl, welche unter Verwendung were forged when hot by means of silicates as von Silikaten als Flussmittel heiß geschmiedet a fluxing agent. The two outer ones consist of wurden. Die beiden äußeren bestehen aus einem an ultra-hard steel of a carbon content (0.80 extraharten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt mass% of C) close to an eutectoid, which en- (0,80 Masse-% an C) nahe dem Eutektoid, welche close a soft iron core of a correspondingly lower einen Weicheisenkern entsprechend niedrigem C content. The composite was forged when hot C-Gehaltes umschließen. Der Verbund wurde bis until a desired blade shape was completed so as zur Vollendung der gewünschten Klingenform to achieve a sandwich-like structure of the steel heiß geschmiedet, wobei eine sandwich-artige layers. Finally, the sword was quenched in a salt Struktur der Stahllagen erhalten werden konnte. liquor and was then hardened, by which a tough Abschließend wurde das Schwert in Salzlauge material of a negligible risk of rupture was suc- getempert und dann gehärtet, wobei trotz des cessfully obtained despite the clearly increased deutlich erhöhten Härtungsgrades ein zähes Ma- level of hardness. terial mit vernachlässigbarer Bruchgefahr erhal- ten werden konnte. 180 Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4
Ruiz, D. S. et al.: Toledostahlschwert / Toledo Steel Sword
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Korrespondenzanschrift:
1) Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Grupo de Tecnología
Mecánica y Arqueometalurgia, Avda. Complutense, 28040 Madrid, Spain
2) Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas Dpto. Química Analítica,
Avda. Complutense, 28040 Madrid, Spain
Antonio J. Criado Portal, Christian Dietz,
since1983 professor Material works in the Department of
Science and Metal Enginee- Analytical Chemistry of the
ring of the Complutense Uni- Complutense University of
versity of Madrid, research in Madrid. Main research inte-
mechanical properties of me- rests are devoted to instru-
tallic materials, over the last mental and method deve-
years he has been working lopment in metal speciation
with archaeologic materials, analysis, particularly in samp-
focussing research on reco- le treatment. Recently, he also
very of ancient metallurgic was also involved in archeo-
technology. metallurgic investigations.
Prakt. Metallogr. 44 (2007) 4 181Sie können auch lesen
