metalografie

V rámci Dnů evropské kultury 2003 byla v areálu kulturní památky Stará huť u Adamova, situované ve stejnojmenné kulturní rezervaci, realizována série experimentů v replikách železářských kusových pecí. Experimenty byly provedeny v týdnu od 15. do 18. září skupinou amatérů – tavičů experimentátorů z Francie, jejichž návštěvu inicioval kovář Pavel Řiháček společně s Kateřinou Hostinskou během účasti na Dnech železa konaných každoročně v průběhu druhého  červencového týdne v Pierpont v Bretani.

Na středověkou i raně novověkou výrobu železa na Českomoravské vrchovině se zachovaly poměrně četné památky, a to jak v krajině, tak i v písemnictví. Ve srovnání s Bystřickem se zejména na Vysočině výše položené Novoměstsko a Žďársko stalo v několika posledních desetiletích objektem zájmu historiků starého českého železářství. Připomeňme si v této souvislosti alespoň například dávno zaniklé hamry v povodí řeky Fryšávky od Kadova až po Jimramov a hamry v Horním Posázaví, od Velkého Dářka až k Přibyslavi, jejichž historii přiblížil na podkladě archivních pramenů již na počátku sedmdesátých let 20. století zejména Miloš Kreps

Již v předchozím čísle tohoto sborníku byly vypublikovány výsledky metalografických rozborů dvou podkov nalezených r. 2001, viz (Hošek – Kudrnáč 2004). Rovněž další průzkum, tentokrát z roku 2002 provedený J. Kudrnáčem a B. Tomsem, přinesl zajímavé výsledky. Nedaleko, cca 15 m východním směrem, od místa předchozího nálezu, viz mapka obr. 1, byly objeveny další doklady o někdejší přítomnosti koní jednou celou a dvěma fragmenty podkov, pak poměrně dobře zachovalý tesák, a dále hřebíky a menší zlomky želez i strusek. Tesák byl nalezen asi 30 až 40 cm pod současným povrchem na rozhraní lesního humusu a netknuté hnědé hlíny. Podkova pochází z asi 3 m vzdáleného odvalu těžební jámy. Oba tyto předměty, které lze rámcově vročit do 14. až 15. století, byly během konzervace v laboratořích ARU v Praze podrobeny i metalografickému průzkumu s cílem stanovit konstrukci a kvalitu těchto výkovků. U tesáku jsme sledovali sestavu čepele, u podkovy přední část věnce.

Pracoviště konzervátorských laboratoří ArU Praha proto usiluje o zahájení výzkumných projektů, které by byly součástí systematického a dlouhodobého studia našich středověkých kovářských technik. To se neobejde bez metalografických průzkumů. Právě ty umožňují posoudit kvalitu nástrojařské konstrukce a tepelného zpracování. V minulosti bylo analyzováno na desítky předmětů, nicméně výsledky zůstaly rozmělněny v mnoha publikacích a řada z nich zůstala pro běžné využití takřka zapomenuta. Systematický výzkum středověkého kovářství pomocí metalografických metod proto zahrnuje také vytvoření kompletního katalogu prozkoumaných lokalit a předmětů. Jde o pomůcku, která má usnadnit základní orientaci v doposud vykonané práci a odkázat badatele na literaturu, jež o jednotlivých lokalitách, souborech nebo i jednotlivých předmětech v detailu pojednává.

Stredoveké kosáky sa vyrábali najčastejšie navarením oceľového britu na nosnú chrbtovú časť z nízkouhlíkovoeho železa. V menšej miere sa používali oceľové (z stredneuhlíkovej ocele) a akostné, ale náročné na výrobu trojvrstvové kosáky (najčastejšie vrstva uhlíkovej ocele medzi dvoma okrajovými vrstvami zo železa). Spravidla sa tepelne spracovali. Stredoveké kosáky, nájdené na Slovensku mali nauhličené, alebo navarené ostrie, bez tepelného spracovania, prípadne tepelne spracované na martenzit, alebo bainit, vyskytli sa aj feritické kosáky (ich ostrie mohlo byť „spotrebované", tj. úplne odstránené opakovaným brúsením), ktorých praktické použitie je otázne. Kosák z Remetských Hámrov z 19. storočia mal trojvrstvovú štruktúru, na rozdiel od bežnej schémy boli s nízkouhlíkovým železom medzi dvoma vrstvami ocele. Kosák z Martina, vyrobený okolo roku 1920 mal štruktúru tvorenú popusteným jemnozrnným martenzitom s mikrotvrdosťou 408 HV0.05. Analyzované kosáky (4 ks) pochádzajú zo zbierok Východoslovenského múzea v Košiciach, Archeologického múzea v Bratislave a Podtatranského múzea v Kežmarku.

V roce 1999 objevil Jiří Fröhlich (vedoucí Archeologického oddělení Prácheňského muzea v Písku) při sledování trasy Zlaté stezky u Horské Kvildy (rozhraní okr. Klatovy a Prachatice) středověké zlaté doly (Fröhlich 1999). Jsou na východní straně vrchu Břemeno o výšce 1156 m a rozprostírají se na ploše
několika hektarů. Závažné je zjištění J. Fröhlicha, že přes zlatodoly vedla významná obchodní cesta, tzv. Zlatá stezka. Byla vybudována v letech 1356 až 1366, zejména k přepravě soli z Pasova do Kašperských Hor a dále do vnitrozemí.

Polovina želené houby byla kovářsky zpracována profesionálním nožířem z Banské Bystrice kovářským mistrem Ladislavem Šántou – Laskym v kovárně v Těšanech, a to v rámci praktické části Odborného semináře k výrobě damascenské oceli, který uspořádalo Technické muzeum v Brně ve dnech 20. až 21. října 2002.

Analyzované strelné zbrane – predovky pochádzajú zo zbierok Východoslovenského múzea v Košiciach, v jednom prípade (P153) ide o súkromnú zbierku.

V archeologických nálezech se občas vyskytují železné předměty zhotovené kovářskými postupy,
jejichž struktura vykazuje výrazné vrstvení patrné na leptané ploše metalografického makrovýbrusu
i pouhým okem. Nemáme na mysli případy, kdy toto vrstvení je důsledkem kovářského svaření pruhů,
pásů či tyčí z uhlíkových ocelí s rozdílným obsahem uhlíku a následného kování takto připraveného
polotovaru, ale takové případy, které lze charakterizovat velmi jemným vrstvením či řádkováním,
patrným zejména při zvětšení světelným mikroskopem. Původ tohoto řádkování je zcela jiný. Obvykle
je připisován nehomogenímu rozdělení a následnému působení prvků, které snižují rozpustnost uhlíku
v železe. V obecném povědomí metalurgů se takovým účinkem vyznačuje zejména fosfor a také,
i když v menší míře, síra.

Raněstředověké syředoevropské polotovary železa

Základní strukturní rozbor: podkova, přezka, kolík. 

Práce se zabývá vyhodnocením experimentálně získaných produktů z přímé redukce železa z rud v replice železářské pece z doby laténské. Pro rozbor železné houby, kovářsky zpracovaných polotovarů, železářské strusky a železné rudy byla použita optická a elektronová mikroskopie, optická emisní a rentgenová fluorescenční analýza, elektronová mikroanalýza a rentgenová difrakční analýza. Analýzami bylo zjištěno, že produktem tavby je železná houba s nehomogenní distribucí uhlíku, s oblastmi čistého feritu a charakteristickými strukturami podeutektoidní oceli. V překovaném polotovaru železné houby byl dokumentován zvýšený obsah uhlíku a přítomnost ledeburitické struktury. Významnou strukturní fází přímo redukovaného železa jsou v tomto případě struskové vměstky, obsahující wüstit, fayalit a amorfní skelnou fázi.