Zbroja ze sprężynówki, ciąg dalszy.

listopad 16th, 2009

Lektura Williamsa odmieniła moje rekonstrukcyjne życie. Zagłębiłem się nieco w materiałoznawstwo, liznąłem skal twardości Vickersa, Rockwella i Brinella, popatrzyłem na właściwości stali oferowanej dziś na rynku i co nieco mi się przejaśniło. Przy czym muszę tu zastrzec WIELKIMI LITERAMI: choć wszystko to układa mi się w sensowną całość, politechniczne rejony materiałoznawstwa wciąż pozostają dla mnie pewną enigmą, więc całkiem niewykluczone, a nawet wręcz możliwe, że popełniłem gdzieś jakiś budzący litość i grozę błąd w założeniach i wszystkie moje wyliczenia oraz tezy są o kant dupy potłuc. Prosiłem o konsultację bywającego tu kolegę materiałoznawcę Vroobla, ale niestety na przeszkodzie stanęła jego własna fachowość w temacie - akurat się doktoryzuje i nie ma czasu na pierdoły.

Po tym asekuranckim wstępie, do rzeczy.

Najpierw pokrótce przedstawmy, co Alan Williams w swoich badaniach ustalił. Opisane przez niego zbroje pochodzą głównie z XV i XVI w., co ułatwia mi mocno pracę, bowiem mogę większość z nich odrzucić - jak wiadomo, interesuje mnie głównie wiek XIV. Zaznaczę tylko, że w jego analizach widać wyraźnie trend wzrostowy w twardościach zbroi, co łatwo wytłumaczyć faktem, że średniowieczni płatnerze coraz sprawniej radzili sobie z hartowaniem i coraz lepiej znali się na stali.

Zrobiłem sobie analizę statystyczną czternastowiecznych elementów zbroi zbadanych przez Williamsa i doszedłem do paru wniosków. Tutaj muszę zaznaczyć, że statystyka jest niepełna o tyle, że Williams, z sobie tylko znanych powodów, nie wszystkie przypadki opisał tak samo - przy większości podaje zawartość węgla, strukturę i twardość próbki, czasami jednak niektóre z tych parametrów pomija. Generalnie jednak wyniki prezentują się następująco:

6 przypadków stali niskowęglowej, hartowanej, o średniej twardości 220HV

8 przypadków stali niskowęglowej, niehartowanej, o średniej twardości 160HV

3 przypadki stali średniowęglowej, hartowanej, o średniej twardości 370HV

6 przypadków stali średniowęglowej, niehartowanej, o średniej twardości 230HV

Chociaż stal niskowęglowa (0,1-0,2%) teoretycznie w myśl dzisiejszych standardów jest niehartowalna, to jednak procedura hartowania może trochę zwiększyć jej twardość, zwłaszcza jeśli stal zawiera jakieś dodatki hartowanie wspomagające.

Teraz pora powiedzieć kilka słów o stali dzisiejszej. Najpopularniejsze gatunki używane przez płatnerzy to stale konstrukcyjne St3 i 45 oraz stal sprężynowa 50HS lub 50HF, różniąca się od poprzednich głównie zwiększoną zawartością chromu i wanadu, zmniejszających jej plastyczność. Niektórzy używają jeszcze 18G2, ale to jakiś margines i nie będę o tym pisał, zwłaszcza że ta stal to jakiś niskowęglowy wynalazek nafaszerowany manganem, wanadem i innymi świństwami.

St3 to stal niskowęglowa (0,22%), o twardości ok 130HV

45 to stal średniowęglowa (0,4-0,5%), o twardości ok 260HV

50HF i HS to stale wysokowęglowe o twardości ok 280HV

Ponieważ twardość stali podawana jest wszędzie w jednostkach MPa lub w skali Brinella (HB), musiałem dokonać konwersji na skalę Vickersa przy użyciu różnych dostępnych w Internecie tabel. Wyniki były mniej więcej jednoznaczne.

Porównując ustalenia Williamsa i właściwości dzisiejszej stali można dojść do wniosku, że powszechnie używana stal konstrukcyjna St3, tzw “blacha czarna”, wcale nie jest tak podłym i niehistorycznym surowcem, jak można by podejrzewać i jak niektórzy głoszą; zwłaszcza jeśli utwardzi się ją przez odpowiednią obróbkę i podhartuje. Dobrym odpowiednikiem średniowiecznej lepszej gatunkowo stali wydaje się stal 45, zwłaszcza że dobrze się hartuje ze względu na sporą zawartość węgla; nawet bez tego jednak jest dość twarda. Sprężynówka tymczasem, moim zdaniem, jest już przesadą - oczywiście z historycznego punktu widzenia. Niezwykła twardość zbroi ze stali sprężynowej nie wynika, jak w średniowiecznych oryginałach, z zawartości węgla, obróbki i hartowania, ale przede wszystkim z dodatku chromu i wanadu - jest to stal stopowa. Jej bardzo wysoka granica plastyczności oznacza, że jest trudna w obróbce i łatwo pęka (jak twierdzą zaprzyjaźnieni płatnerze, którzy z nią pracują), a jej twardość przed i po zahartowaniu przewyższa nawet zachowane oryginały. 50 HRC, czyli twardość hartowanej sprężynówki, na skali Vickersa przekracza 500 HV, a to już w średniowiecznym płatnerstwie prawdziwy ewenement - zwłaszcza przy niedoskonałości ówczesnego procesu hartowania i, co ważniejsze, odpuszczania. Krótko mówiąc - jest to pewnego rodzaju małe oszustewko. Jeśli zbroje z grubej 2mm blachy niskowęglowej nie mają się nijak do lekkich i cienkich blach zachowanych oryginałów, to takim samym odchyłem - tyle że w drugą stronę - jest zastosowanie stali będącej wytworem nowoczesnych technologii hutniczych. Piętnujemy nierdzewkę, czemu więc zachwycamy się sprężynówką?

Kolejna rzecz wynikająca z powyższego - twardość zachowanych oryginałów a ich grubość. Oglądając muzealne zabytki i czytając - rzadkie, bo rzadkie - wyniki ich pomiarów w fachowej literaturze można stwierdzić, że średnia grubość blachy elementów zbroi to 1mm, w porywach do 2-3 na hełmach i napierśnikach, a i to w ich centralnych, najgrubszych partiach*. Zestawiając to z pomiarami twardości coraz bardziej utwierdzam się w postawionej ostatnio tezie, że jednak średniowieczna zbroja, zwłaszcza ta masowo produkowana**, miała parametry wyraźnie gorsze od tego, co przyjęło się uznawać za standard w odtwórstwie.

*Wiem, że to stoi w jawnej sprzeczności z tym, co sam głosiłem tu, ale tylko krowa nie zmienia poglądów, jak to mówią.

**Williams notuje wyraźną zależność między jakością stali i występowaniem hartowania blach a obecnością na nich płatnerskiej marki - ergo, sprzęty z wyższej półki, którymi płatnerz chciał się pochwalić, robił z większą starannością, masówka zaś robiona była z niskowęglowej stali i zwyczajnie studzona na powietrzu po wykuciu. Czemu, zasadniczo, trudno się dziwić.