Damaskusstål

Damaskusstål/damascenerstål er betegnelsen på to forskjellige bearbeidingsprosesser og stållegeringer for bruk i sverd, kniver og andre blankvåpen. 
Det opprinnelige damaskusstålet som ble fremstilt og omsatt i Orienten ble brukt i de berømte damaskussverd som ble smidd i området rundt Damaskus i dagens Syria i perioden fra det 500-tallet til 1700-tallet. Disse sverdene var legendariske på grunn av sin styrke og skarphet. Historiske tekster forteller at et fallende tynt silkestykke ville bli delt av eggen og at sverdet kunne bøyes 90 grader uten å brekke eller forbli skjevt. Derfor kunne sverdene splitte andre sverd og til og med stein uten å bli ødelagt eller sløve. Selv om disse legendene er overdrevne var sverdene klart overlegne samtidens blankvåpen fra andre områder som for eksempel ble brukt av korsfarerne. Damaskussverdene har en karakteristisk mønstret overflate som ligner krusninger på vann.
Damaskusstål eller damaskert stål er også brukt som betegnelse på mønstersmidd knivstål (engelsk: pattern welded) som er en vanlig metode for fremstilling av stålemner til kniver og sverd. Denne framstillingsmåten er brukt fra romertiden og ble vanlig i middelalderen. Her legges vekselvis hardt (karbonrikt) og bløtt stål sammen i en pakke og smisveises sammen. Pakken brettes og smis ut i flere omganger slik at det ferdige emnet inneholder titalls tynne lag med vekselvis bløtt og hardt stål som gir skarphet og fleksibilitet. Spesielt når sverdet eller kniven syrebehandles trer det frem et overflatemønster som kan minne om det egentlige damaskusstålet, og på grunn av legendene ble dette markedsført med samme betegnelse. Disse prosessene er imidlertid ikke beslektet. Mønstersmidd stål var vanlig i gode sverd fra europeisk middelalder, norrøne vikingsverd, og katana (japanske samuraisverd) og brukes fremdeles for fine blankvåpen. Overflaten på mønstersmidd stål blir ofte bølgelignende (som på nederste bilde) mer enn krusete (første bilde) som for det egentlige damaskusstål, men her finnes det også gode etterligninger.

Historisk navn

Det kan synes åpenbart at navnet refereres til sverd som blir produsert i Damaskus i Syria. Dette støttes av tekster fra Yaqub al-Kindi fra det 9. århundre, multidisiplin vitenskapsmann og forfatter, som levde i dagens Irak og beskriver sverd fra Damaskus. Rundt år 1000 beskriver perseren Abu Rayhan Biruni (også multidisiplin vitenskapsmann og forfatter) en slik type sverd som produseres av en smed med navn Damasqui som kan ha vært opphav til navnet. Videre kan sverdene være navnet etter overflatemønsteret som minner om krusninger på vann da det arabiske ordet for vann er damas og er vanlig i stedsnavn og navn på virksomheter i den arabiske verden. Også navnet Damascus har røtter i dette ordet fra «godt vannet sted».

Framstilling

Kanskje så tidlig som 3. århundre f.Kr. kunne smeder i India og Sri Lanka fremstille wootzstål. Dette er et stål som fremstilles ved reduksjon av støpejern eller jernmalm uten full smelting. Første trinn gir en kake med jern som ligger som «knapper» i slagget. Disse knappene ble skilt fra og smidd til sirkulære barrer (kaker) på omring 2,3 kg av relativt rent stål med et karboninnhold rundt 1,5 %. Dette stålet ble eksportert over hele orienten og produksjonsteknikken for wootz spredde seg sakte gjennom området og nådde nord til dagens Turkmenistan og Usbekistan i det 10. århundre og til Midtøsten omkring år 1000. 
Karboninnhold på 1,5% er relativt høyt; Over 2 % får man støpejern og godt knivstål har vanligvis et karboninnhold på rundt 0,8%. Videre var fosforinnholdet relativt høyt (rundt 1000 ppm) og wootz ble derfor rødskjørt (noe oksidert og skjørt). I Midtøsten ble dette stålet derfor videre bearbeidet. Det var nødvendig med wootz med spor (mindre enn 0.03 %) av vanadium (best), eventuelt wolfram, krom, molybden eller magnesium for at riktig karbidstruktur skulle dannes, og dette krevde en spesiell indisk wootz som trolig ble blandet med noe lokalt stål i en prosess som senere gikk tapt. Prosessen medførte at karbider (Fe₃C) feller ut i bånd som på overflaten ser ut som lysere partier mot mørkere stål, spesielt når overflaten behandles med syre o.l. Dette produktet er det egentlige damaskusstålet. Trolig var de egnede malmtypene oppbrukt eller ble erstattet av andre kilder omkring 1750 og disse wootzstål var derfor ikke egnet til produksjon av damaskusstål.
Stålet kunne smis ut til sverdblader for damaskussverd i en operasjon som tillater smiing av rødskjørt jern. Dette krever kontroll over temperatur for avkarbonisering av overflaten, hamring og herding/sliping. Karbidene viser seg da som krusninger, og med riktig bearbeiding også som «roser» og et stigelignende mønster som kalles «Muhammeds stige». Denne kunsten døde ut samtidig med damaskusstål, men en rekke damaskussverd er fremdeles bevart i samlinger og museer. Nyere forskning har klart å rekonstruere rett stålkvalitet ved analyser av disse sverdene, og arbeidsmetoder som gir tilsvarende egenskaper, mønstere og innvendig mikrostruktur. De må derfor antas å ligge nær de som ble brukt historisk. Karbidet gir eggen dens hardhet og skarphet, og basisstålet med lavere karboninnhold gir fleksibilitet.
Det er framsatt teorier om at sverdenes enestående skarphet og styrke skyldes den påviste forekomsten av nanorør og nanotråder av karbid og karbon.
Tilsetningsstoffer under produksjon av stålet var blant annet «Cassia auriculata-bark, Asclepias, vanadium, krom, mangan, kobolt, nikkel og sjeldne grunnstoffer, spor som antagelig stammet fra gruver i India».