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verbreitete Irrtümer zu mittelalterlichen Stahl- und insbesondere Damastwaffen
#1
Damaststahl - oder besser: sichtbar mehrlagiger Schweißverbundstahl - sieht einfach geil aus. Allein dieses grandiose Optik hat zu einer gewissen Überhöhung dieses Materials geführt, die so nicht gerechtfertigt ist. 



Zuerst etwas zur Gewinnung von Eisen:
Eisen kommt zwar in der Erdkruste häufig vor und ist alles andere als selten. Aber im Gegensatz zu Edel- und Halbedelmetallen ist es chemisch sehr reaktiv und kommt daher, außer es ist als Eisenmeteorit vom Himmel gefallen, in der Natur nicht in Reinform vor, sondern in oxidierter Form, meist in Verbindung mit Sauerstoff - vulgo "Rost" genannt. Deshalb kam vor der Eisenzeit auch die Bronzezeit und vor dieser eine kurze Kupferzeit. Die Metalle, die man zur Herstellung von Bronze braucht (Kupfer und Zinn) sind zwar erheblich seltener als Eisen, kommen in der Natur aber in Reinform vor und müssen somit nicht erst aufwendig verhüttet werden.
Bei der Verhüttung muss man das Eisen chemisch "reduzieren", also vom Sauerstoff trennen. Das geschieht unter großer Hitze (Der Vorgang der Trennung will nicht von alleine stattfinden und ist daher endotherm, bedarf also einer Energiezufuhr. Chemisch freiwillige Vorgänge wie das Verbrennen von Holz oder Kohle setzen dagegen Energie frei). Außerdem muss bei der Verhüttung noch das Problem gelöst werden, dass sich Sauerstoff und Eisen nach der Abkühlung ja wieder verbinden würden, der Sauerstoff muss also bei der Verhüttung abgeführt werden.
Das erreicht man durch die Verhüttung mit möglichst reinem Kohlenstoff (Kohle). Erstens führt die Kohle bei der Verbrennung die nötige Energie zu, zweitens verbindet sich der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff der Eisenverbindung zu Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, welches freundlicherweise beides gasförmig ist und daher rasch abgeführt wird.
So gelangt der Sauerstoff aus den Eisenverbindungen und zurück bleibt, theoretisch, mehr oder weniger reines Eisen.

Bis weit in das Hoch- und Spätmittelalter hinein war die einzige Möglichkeit zur Erzeugung von Eisen das Rennofenverfahren. Dabei ist die Hitze jedoch nicht groß genug um das Eisen wirklich zu verflüssigen. (Der Schmelzpunkt von reinem Eisen liegt bei 1536°C, ein Rennofen erreicht ca 1250°C) Außerdem ist die Reinheit dieses Verfahrens naturgemäß eher mäßig und sehr situationsabhängig.
Daher erhält man als Endprodukt kein reines Eisen, sondern eine zähe Masse, die "Luppe", die im Rennofen zurückbleibt und zwar ordentlich Eisen enthält, aber eben auch noch viele Verunreinigungen. Bereits dieses Rohmaterial, aus dem die Luppe besteht, ist also kein reines Eisen, sondern eine Eisenlegierung: Stahl.
Eisen, also das reine Element, wird an keinem Punkt der Verarbeitung erzeugt.

Zum Einen ist die Ausbeute eines Rennofens so gering, dass man für größere Waffen mehrere Klumpen der Luppe aus mehreren Rennöfen braucht. Diese sind aber in ihrer Zusammensetzung alles andere als gleich.
Zum Anderen ist schon ein Klumpen Luppe nicht homogen. An einer Stelle ist seine Zusammensetzung anders als an einer anderen Stelle.
Das selbe Problem hat man, wenn man statt mehrerer Luppen mehrere Schrottstücke nimmt, die man recyceln möchte. Jedes stählerne Werkstück, aus dem der Schrott stammt, hat eine etwas andere Zusammensetzung.
Da aber für eine Waffe ein homogenes Material mit gleichmäßiger Zusammensetzung benötigt wird, muss man diese inhomogenen Materialien homogenisieren.
Dazu werden sie so lange erhitzt und zusammen- bzw ausgeschmiedet, bis ein möglichst homogener Block ausreichender Masse entstanden ist. Man nennt dieses Verfahren "raffinieren". Da aber zu keinem Zeitpunkt die nötige Temperatur erreicht wird, um das Eisen tatsächlich zu verflüssigen, erhält man eben keine einheitliche, perfekt durchmischte Legierung. Man schmiedet bzw schweißt die unterschiedlichen Materialien nur möglichst eng und gleichmäßig zusammen. Daher auch der Begriff "Schweißverbundstahl"

Im (theoretischen) Idealfall werden beim Schweißverbundstahl die unterschiedlichen Materialien so fein zusammengeschweißt / -geschmiedet, dass sie eine weitgehend homogene Pseudolegierung bilden. Anders ausgedrückt: die in der Luppe unterschiedlich zusammengesetzten Regionen des Stahls werden so ineinander gepresst, dass die unterschiedlichen Regionen und ihre Verunreinigungen sich ausgleichen, ähnlich dem Kneten eines Teigs.
Abgesehen davon war durch den Verhüttungsvorgang üblicherweise viel zu viel Kohlenstoff im Stahl, so dass er zu spröde und unschmiedbar gewesen wäre. Dieser Überschuss an Verunreinigungen muss durch das Raffinieren ebenfalls aus dem Material heraus"gepresst" werden.
Das Ergebnis einer ordentlichen, sorgfältigen und natürlich zeitaufwendigen Raffination ist ein, natürlich abhängig von der Qualität des Ausgangsmaterials (Luppen), hochwertiger und homogener Monostahl.
Da die Verhüttung nicht präzise gesteuert weden konnte, entstand bei jedem Durchgang ein etwas anderer Stahl. Den Schmieden standen also für ihre Arbeit kleine Stahlstücke mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Verfügung, besonders was die Härte betraf. Für ein ideales Schwert brauchte man eine ganz bestimmte Härte - nicht zu weich, aber eben auch nicht zu hart, da das Schwert sonst zu leicht gebrochen wäre. Diesen Idealstahl konnte man nur durch Mischen unterschiedlicher Stahlstücke erhalten. Insofern ist die klassische Erklärung des Damaststahls als optimale Kombination von harten und weichen Stählen schon korrekt.

Das ist aber bereits das erste große Missverständnis des Damaststahls. Damast ist eben nicht die "Krönung", das bestmögliche Ergebnis der Stahlverarbeitung. Im Prinzip ist ein Damaststahl nur eine unvollständig raffinierte Schichtung unterschiedlicher Stähle. Würde man diesen Damaststahl ordentlich weiter raffinieren, würden die Schichten des Damasts weiter ineinandergepresst werden und den Idealfall ergeben: homogenen Monostahl. Die Grenze zwischen Damast und raffiniertem Schweißverbund-Monostahl ist fließend. Im Grunde ist beides dasselbe, nur dass der Damast, böse gesagt, die schlampigere, die unvollständige Version der beiden ist.
Besser als verschiedene Schichten wäre ein homogenes Stahlstück, das bereits die idealen Eigenschaften eines Schwertstahls aufweist. 

Im Verlauf des mitteleuropäischen Frühmittelalters, welches durch das Frankenreich dominiert wird, geht bei Schwertern der Anteil an Damast immer weiter zurück. Vom Volldamast (frühe Merowingerzeit und vorher), der durch die gesamte Klingendicke geht, über den Schichtdamast, bei dem der Kern der Klinge aus Monostahl besteht und der Damast beidseitig nur aufgeschweißt ist (vornehmlich im späten 6. und 7. Jhdt), bis hin zum Fournierdamast (gegen Ende der Merowingerzeit), bei dem, grundsätzlich wie ein Schichtdamast, diese Damastschichten nur noch dünne Auflagen sind. Es fällt auf, dass in den Gräbern, die wirklich einflussreichen und wohlhabenden Besitzern zugeordnet werden, überdurchschnittlich viele Monostahlklingen gefunden wurden.

Das ist der zweite große Trugschluss zum Damststahl: Wer wirklich etwas auf sich hielt, der setzte offenbar auf hochwertigen Monostahl. Damast war scheinbar eben nicht der Ferrari unter den Schwertern, das waren vielmehr gute Monostahlklingen. Die qualitative und preisliche Staffelung war eher: hochwertiger Monostahl, Damaststahl, minderwertiger Monostahl.

Der letzte der gängigen Mythen des Damasts betrifft die vielen Lagen. Je mehr Lagen, so die These, um so kostbarer der Damast. Man stellt sich dabei vor, wie ein Schmied Tausende von Lagen Stück für Stück aufeinanderschweißt, was natürlich unglaublich viel Arbeit wäre.
Eineseits ist es schon richtig: mehr Lagen erfordern natürlich mehr Arbeit und machen die Klinge sicherlich teurer und auch besser. Aber dieser vermutete immense Arbeitsaufwand stimmt so nicht.
Damast wird gefaltet. Man beginnt üblicherweise mit einem Block aus 3 - 8 Schichten. Dieser wird flach- und langgeschmiedet, dann in der Mitte eingekerbt und gefaltet. Der Schmiedevorgang wird wiederholt, das Stück erneut gefaltet. Bei jeder Faltung verdoppelt sich die Anzahl der Lagen. Angefangen bei 5 Schichten sind nur 5 Faltungen nötig, um auf eine Lagenzahl von 160 Lagen zu kommen (typischer Fournierdamast). Nach weiteren gerade mal 6 Faltungen hätte man die imposante Zahl von 10.000 Lagen erreicht, die gerne unglaublich kostbaren japanischen Katanas zugeschrieben werden. Man sieht: kein wirklich großer Mehraufwand.
Ganz abgesehen davon, dass derart dünne Lagen optisch überhaupt nicht mehr erkennbar sind und die Materialien so weit ineinander geschmiedet wurden, dass die Grenze zum raffinierten Monostahl damit eigentlich schon überschritten wurde.

Damaststahl ist in der Geschichte des Frühmittelalters durchaus verbreitet und er sieht in der Tat genial aus. Aber er ist nicht das Wundermaterial, das Beste vom Besten, das unglaublich teure Material der Könige und Fürsten.
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#2
Schön erklärt! ...und ja! Sie sehen super aus! Big Grin
Als Anmerkung: Ich habe ´mal gelesen, dass der Schicht- und v.a. der Founierdamast in gewisser Weise für die Übergangszeit ein "Fake"-Qualitätsmerkmal war. Damastklingen waren eine gewisse Zeit das Beste, was schmiedetechnisch möglich war und Monostahlklingen mussten sich erst in ihrer Qualität beweisen.
Für mich klang das logisch und würde auch erklären, weshalb in besser ausgestatteten Gräbern der ausgehenden Merowinger und beginnenden Karolingerzeit Monostahlklingen im Fundgut zunehmen.
Angel "Ich weiß, dass ich nichts weiß!" oder "Scio me nihil scire."- nach Sokrates (Original: "Εν οίδα οτι ουδέν οίδα.") Angel

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#3
Das ist es ja - schmiedetechnisch waren sie eigentlich nie das Beste. Mit etwas mehr Zeit und Aufwand hätte man den Damast so fein falten und ausschmieden können, dass er nicht mehr sichtbar gewesen wäre und man quasi einen Monostahl erreicht (bei der Dicke eines Messers reichen schon etwa 500 Lagen, dass man die einzelnen Schichten nicht mehr erkennt)
In der Rennofenepoche vor dem völligen Verflüssigen des Stahls, bei dem eine saubere und gleichmäßige Durchmischung stattfindet und man einen echten Monostahl erreicht, sind größere Brocken "Monostahl" eigentlich nur eine sorgfältig raffinierte (ausgeschmiedete) Mischung von unterschiedlichen Stahlstücken mit entsprechend unterschiedlichen Qualitäten. Ein solcher guter Monostahl ist ein Damast, der so fein ausgeschmiedet wurde, dass man die Schichtung nicht mehr erkennt, weder optisch noch materialtechnisch, weil die unterschiedlichen Stähle fein ineinander geschmiedet wurden.

Allerdings, da stimme ich zu, sieht man einem Monostahlschwert natürlich rein visuell nicht an, ob es sauber raffiniert wurde oder ob der Schmied hier nur schlampig ein paar Brocken zusammengehämmert hat, mit dem Ergebnis eines miserablen Schwertes, das an einer Stelle zu hart und an einer anderen Stelle zu weich ist. Insofern kann es schon sein, dass Damast eine Art (Mindest?)Qualitätsmerkmal war, an dem man schon optisch erkennen konnte, dass man hier zumindest nicht den absoluten Schrott vor sich hat.

Dass der Schicht- bzw Fournierdamast eine Art (Fake-?)Qualitätsmerkmal war, kann also eventuell schon sein. Ist aber nicht beweisbar. Genausogut könnte es sein, und ich persönlich tippe mehr auf diese Version, dass man insbesondere den Fournierdamast einfach nur noch wegen der grandiosen Optik verwendete. So wie die Sonderlackierung bei einem Auto.
Hat man ja heutzutage auch noch, wo man für viel Geld sogar Gewehre aus Damaststahl kaufen kann, obwohl das qualitativ vollkommen unnötig ist - eher im Gegenteil. Bei heutigen Monostahlqualitäten ist eine Damaszierung hochbelasteter Teile (wie Gewehrläufen) eher eine Qualitätsverschlechterung. Das ist einfach nur noch Schwanzverläng... äh, Kosmetik.

Was sagt eigentlich der Archäokristallograph dazu?
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#4
Muss kurz einwerfen:
Zu viel Kohlenstoff macht den Stahl nicht generell unschmiedbar, sondern nur nicht anständig härtbar. Die Chance für Schmiedebruch steigt ab 1,5% C aber gewaltig. Schmiedbar ist er dennoch.
Und ein Faktor ist beim Damast auch aussen vor gelassen: Man kann nicht wahllos alle Stahlformen zum Damast zusammenschmieden, ist der Kohlenstoffgehalt zu unterschiedlich (Erfahrungswert um die 1% Gehalt Differenz) kommt es zu Härterissen bei der Härtung. Im Idealfall sichtbar, im worst case fliegt einem das Schwert bei erstem Gebrauch um die Ohren! Das kann auch(!) bei Monostahl passieren, wenn der Karbongehalt über 1,5% liegt!

Und bitte nicht Mono Stahl, wie 12CV27 oder 440C, mit verschweisstem Lagenstahl, wie Triflex oder SV30, verwechseln Wink

Ahso, industrielle moderne Stähle, die (gutem) mittelelalterlichen (*hust* fränkischen*hust*) Stahl entsprächen, wären 1075HC oder 1095C Stähle.
So war das halt im Mittelalter, dagegen hilft kein Mittel - Alter!
Mein Blog und meine Webseite , zu diversen Wikinger / Reenactment Themen: http://www.jordheim.info
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#5
Der Archäokristallograph grinst sich eins und wartet noch ein paar Beitrage ab... Angel

PS: Ich bin jetzt bloß zu faul, meine Unterlagen rauszukramen, damit ich fundiert und nicht aus dem Gedächtnis argumentieren kann. Und ich muss suchen, weil im Umzug, sind die Sachen in Fürth in irgeneinem Karton verpackt. Undecided
Funde aka Primärquellen sind nur zufällig erhalten geblieben. Wieviele der genutzen Autos oder Handys werden wohl mal ausgegraben?
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#6




Have fun!
So war das halt im Mittelalter, dagegen hilft kein Mittel - Alter!
Mein Blog und meine Webseite , zu diversen Wikinger / Reenactment Themen: http://www.jordheim.info
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#7
Schönes informatives Filmchen, aber ich würde denen beim nächsten Mal gerne eine didaktische Beratung anbieten Wink

Zu viele wichtige Details bleiben leider unkommentiert (Was genau kippt der jetzt da gerade rein und warum? Wieso werden die Erzstücke vorher im Holzfeuer geröstet? Warum hämmern die sofort auf dem Luppeklumpen herum? ...) Dafür haben sie jede Menge kleine Ambienteszenen drin, die fachlich überhaupt nichts beitragen und nur ablenken. (Ist das jetzt wichtig, dass die Dame gedankenverloren um sich herum den Boden kehrt?...)
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#8
naja.die Grundfrage ist doch immer welche Zielgruppe soll erreicht werden -und ich denke genau da liegt dann der "Infotod" da kein "Filmegucker" ausser reenactoren - und selbst da nur ein Bruchteil der % einen tieferen Input wünscht, und wenn dann sind sie eh auf Musealen Veranstaltungen und diskutieren da im "Expertenkreis"
(Beim Bau des Glasofens der nun noch auf die AHK und den Anhänger wartet ging es mir genauso. In der breiten Masse weis eh keiner was - man fragt andere Handwerker die mit Feuer arbeiten und kommt tiefer in die Materie.

Zu den Kehrszenen: Der Film wäre ohne aber auch nicht wirklich informativ da dann der Eindruck entstehen könnte dass solch ein Vorhaben in einem Tag realisierbar wäre. Als "künstlerisches Element" für den Verbleib von Zeit doch bestens geeignet.

Fakt ist - was ich bisher merkte:
Wer Infos ernsthafter Art sucht, sollte eben mal wieder mehr auf Literatur setzen. Wer entertainment und Input will - der schaut sowas
Also ich fands schee.
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