Napierśnik z blachy 8mm

czerwiec 3rd, 2009

Tytuł prowokujący. Jestem właśnie po pobieżnej lekturze Williamsa “The knight and the blast furnace”. Dzieło, jak wspominałem, jest to ogromne i w ogóle bez sensu jest próbować je tu streszczać - gdzieś w komentarzach pod poprzednim wpisem na ten temat jest link do Google Books, gdzie można je sobie poczytać. Dlatego poruszę tutaj tylko kilka spraw, które po lekturze (pobieżnej) mi się rozjaśniły bądź przeciwnie - zagmatwały.

Rzecz pierwsza - jak się ma stal dzisiejsza do stali średniowiecznej? Otóż nijak, tak naprawdę. Stal dzisiejsza jest przede wszystkim bardzo jednorodna (w sensie ma taki sam skład chemiczny w całej objętości); stal średniowieczna była pod tym względem zupełnie dziadowska, w obrębie jednego kawałka trafiały się fragmenty o zawartości węgla ok. 0,6% (dzisiejsza stal wysokowęglowa) i kawałki zupełnie niemal odwęglone, o właściwościach żelaza. Wynikało to z niedoskonałości procesu wytopu; średniowieczni metalurdzy robili co mogli, żeby sobie z tym poradzić, ale z oczywistych względów wychodziło im to mniej niż bardziej. Druga sprawa - dzisiejsze stale mają specjalnie dobierany skład chemiczny w celu osiągnięcia konkretnych właściwości, np popularna sprężynówka ma zawyżoną zawartość krzemu, który zmniejsza jej plastyczność, a jest to tylko kropla w morzu tego, co można ze stalą zrobić. Stal średniowieczna występowała w jednym gatunku - “jak wyszło”. Oczywiście jednym kuźnicom wychodziło lepiej, innym gorzej, a płatnerze też mniej więcej orientowali się, kto wytapia towar lepszy, a kto gorszy, co przekładało się na jakość ich wyrobów, ale ogólnie rzecz biorąc była to loteria.

Kolejna istotna różnica to taka, że dzisiejsza stal występuje w walcowanych arkuszach stałej grubości, z dokładnością do dziesiętnych, jeśli nie setnych milimetra. Stal średniowieczna występowała w puckach albo sztabach; nawet włoski przemysł metalurgiczny, który w pewnym momencie zaczął produkować arkusze, wiele tu nie zmienił, bo jaka może być dokładność napędzanego kołem wodnym młota, rozklepującego kawał stali na placek? Taki stan rzeczy sprawiał, że średniowieczny płatnerz musiał tak naprawdę wyrzeźbić docelowy element zbroi z kęsa stali.

Rzecz następna, bardzo istotna dla jakości gotowej zbroi, to zawartość węgla w stali. Jak wynika z badań Williamsa, większość zbroi robiono ze stali odpowiadającej naszej nisko-, ewentualnie średniowęglowej (czyli o zawartości węgla poniżej 0,6%). Zawartość węgla ma wpływ na hartowność stali, czyli jej końcową twardość w procesie produkcji zbroi (co nie jest takie proste, ale o tym za chwilę).

Co wynika z powyższego:

- Średniowieczne elementy zbroi były kute na gorąco głównie dlatego, że wykuwano je ze sztabek/pucków itp., co jest nie do zrobienia na zimno. Dzisiejsze elementy z normalizowanej stali niskowęglowej można klepać spokojnie na zimno i nie ma potrzeby się bawić w stawianie pieców; nawet lepiej, bo stal od klepania się utwardza. Oczywiście, żeby nie zakrzyczeli mnie tu zaraz płatnerze, jako fizyka-teoretyka - na gorąco jest łatwiej, bo materiał bardziej ustępliwy, ale da się i na zimno; w przypadku prostych, mało odkształconych elementów typu miseczkowe naramienniki, folgi itp kotlina i węgiel drzewny to niepotrzebna komplikacja.

- Średniowieczne elementy zbroi miały grubość zmienną w zależności od miejsca; można z grubsza założyć, że najgrubsze były na środku, a najcieńsze przy krawędziach, gdzie stal była wyciągnięta. Choć oczywiście nie jest to żelazna reguła.

- Średniowieczne elementy zbroi, zwłaszcza te wyższej jakości, usiłowano hartować (także kolczugi, co ciekawe). Ponieważ jednak robiono to na oko, bez możliwości dokładnego pomiaru czegokolwiek, wyniki były bardzo różne - nawet w obrębie jednego elementu (co wynika z jego niejednorodnego składu chemicznego oraz niedoskonałości procedury). Dzisiejszy proces hartowania polega (bardzo z grubsza) na rozgrzaniu stali do odpowiedniej temperatury, następnie szybkim jej schłodzeniu w celu uzyskania struktury martenzytycznej, a potem odpuszczeniu w celu zmniejszenia kruchości elementu. Ponieważ wymaga to dość dokładnych pomiarów czasu i temperatury, średniowieczni płatnerze woleli metodę mniej doskonałą, za to w ich warunkach pewniejszą - rozgrzany na oko element schładzali (w wodzie, solance, oleju) nie do końca; wyjmowali go dość szybko pozwalając, by do końca wystygł na powietrzu, przez co niejako sam się odpuszczał. Efekt był oczywiście o wiele gorszy. Co najśmiejszniejsze, kiedy opanowali już metody hartowania tak, że zaczęło im to wychodzić w miarę nieźle, rozpowszechnienie broni palnej sprawiło, że zbroja straciła mocno na znaczeniu; od ok. 1510 r. produkty włoskich manufaktur płatnerskich przestają być hartowane, za to zyskują na ozdobności. Co również ciekawe, ponieważ nie istniały wtedy możliwości pomiaru zawartości węgla w stali, usiłowano hartować wszystko, nawet rzeczy, które ze względu na niską średnią zawartość węgla zahartować się nie dawały; w efekcie wychodziły zbroje miejscami twarde jak czołgowy pancerz, a tuż obok miękkie tak, że można by je wgnieść śrubokrętem.

Rzeczą oczywistą jest, że płatnerz zaopatrujący się u stałych dostawców surowca miał rozeznanie, która stal jest lepsza, a która gorsza; materiał lepszy przeznaczał na zbroje robione na miarę, dla prestiżowych klientów, gorszy zaś na masową produkcję. Co jednak również nie jest regułą - wg badań Williamsa sporo hełmów całkiem, wydawałoby się, wypasionych zrobiono z zupełnie gównianego surowca - m. in. superpopularny klappenvisier z zamku Sion w Szwajcarii, który wg pobranej próbki zrobiony jest z żelaza praktycznie pozbawionego węgla (oczywiście możliwe jest, że 5cm dalej ma twardość dzisiejszej narzędziówki).

Wszystko powyższe ma oczywiście znaczenie głównie teoretyczne (chociaż ja, jako pierwszy ortodoks Rzeczypospolitej, zacząłem natychmiast szukać na rynku blachy o składzie chemicznym w miarę zbliżonym do średniowiecznego); kontekst praktyczny to grubość oryginałów i ich waga.

Tu Williams nas zawodzi - prześlizguje się po tym temacie, zaznaczając tylko, że średnia grubość zbroi stopniowo rosła, w XVI w. osiągając owe anegdotyczne 8mm na środku napierśnika. Dla zagmatwania tematu podaje jedynie grubości kilku elementów dwóch XVI-wiecznych kompletów zbroi - wynoszą one ok. 1mm (oprócz napierśników, rzecz jasna).

Można więc jedynie wnioskować z przesłanek, i taka jest moja w tym temacie teoria na dzień dzisiejszy:

Elementy zbroi wyższej jakości, dla bardziej wymagającego klienta, produkowane były ze stali o dobrych parametrach, umożliwiających zejście z grubości i wagi, nadrobione później hartowaniem. Masówka zaś robiona była na szybko z surowca “jaki bądź”, czasami o parametrach żelaza (co znajduje potwierdzenie w spisach zbrojowni krzyżackich, gdzie jest wyraźny podział na kapaliny stalowe (stelynne) i żelazne (eiserne)).

Oczywiście nie jest to reguła, bo analiza wielu prestiżowych zdawałoby się sprzętów śladów hartowania nie wykazuje, zwłaszcza przed połową XV w. W tym miejscu nasuwa się pytanie: czy owe sprzęty “budżetowe” robiono grubsze, by wyrównać brak hartowania? Prawdę mówiąc, lektura Williamsa oraz dokładne oględziny różnych zachowanych zabytków skłaniają mnie do przypuszczenia, że ogólna grubość sprzętów przełomu XIV-XV w. była mniejsza niż dzisiejszych - innymi słowy, że ówcześni walczący mniejszą wagę przywiązywali do zasad BHP. Nie jest to wcale takie nielogiczne - dla pospolitego zbrojnego okrytego samą tylko kolczugą płaty czy hełm z litej stali, nawet grubości takiej, która nam wydaje się niewystarczająca, i tak były sporym krokiem w górę. Hełm nawet z niehartowanej blachy 1,5mm chroni lepiej niż kolczy kaptur - płaty nawet z miękkej jedynki pewniej ochronią żebra, niż sama pikowana kurta.

Ot i tyle. Wiem, że wpis wyszedł trochę chaotyczny i mało wyjaśnia, ale taka jest też moja wiedza i orientacja w tym temacie. Planuję jednak pewne eksperymenty praktyczne ze średniowęglową blachą konstrukcyjną, nie tak twardą i niewdzięczną jak sprężynówka (mam nadzieję), za to o wiele bardziej hartowną niż najpopularniejsza czarna. Jak coś wyjdzie, to się pochwalę. Biorąc pod uwagę moje ostatnie tempo - pewnie gdzieś na jesieni.