Wootz là một trong những loại thép tốt nhất trên thế giới, dùng để chế tạo các loại vũ khí có tính thẩm mỹ cao cũng như những lưỡi dao Damascus nổi tiếng của thời Trung cổ.
Đây là một loại thép được nung chảy (crucible), tức là một loại thép được sản xuất bằng cách nấu chảy các nguyên liệu thô trong một nồi nấu. Với chất lượng cao, thép Wootz được giao dịch trên khắp thế giới cổ đại và Trung cổ, bao gồm châu Âu, Trung Đông và Trung Quốc. Cũng nhờ chất lượng tuyệt vời của nó, thép Wootz rất phù hợp để chế tạo các loại vũ khí.
Nguồn gốc của thép Wootz
“Wootz” bắt nguồn từ “ukku” – từ “thép” trong nhiều ngôn ngữ tại Nam Ấn Độ. Từ này chỉ đi vào ngôn ngữ tiếng Anh vào cuối thế kỷ 18, khi người châu Âu lần đầu tiên bắt đầu tìm hiểu về cách mà thép được sản xuất. Sau đó, người Ấn Độ đã sản xuất thép Wootz trong hơn hai thiên niên kỷ.
Trong khi chúng ta vẫn chưa rõ thời điểm chính xác thép Wootz được sản xuất lần đầu tiên ở Ấn Độ. Tài liệu tham khảo biết đến sớm nhất về thép được sản xuất bởi người Ấn Độ cổ đại có thể được tìm thấy trong hồ sơ về chiến dịch của Alexander Đại đế. Chiến dịch này đã diễn ra vào cuối thế kỷ thứ tư trước Công nguyên và người cai trị Hy Lạp khi ấy được cho là đã gặp 100 nhân tài về thép ở Ấn Độ.
Ngoài ra còn có bằng chứng khảo cổ về việc sản xuất thép ở Ấn Độ cổ đại. Điều này là hiển nhiên, ví dụ như tại khu vực Kodumanal ở miền nam Ấn Độ của Tamil Nadu, các nhà khảo cổ đã phát hiện ra một trung tâm công nghiệp sắt thép có niên đại từ thời Chera (được thành lập từ thế kỷ thứ 3 TCN) tại địa điểm đó.
Bí mật được bảo vệ
Kỹ thuật sản xuất thép Wootz là một bí mật được bảo vệ chặt chẽ giữa các nhà luyện kim của Ấn Độ trong một thời gian rất dài. Do đó, người Ấn Độ độc quyền trong việc sản xuất và xuất khẩu loại kim loại này. Thép sản xuất ở Ấn Độ được xuất khẩu dưới dạng thỏi và đi tới những nơi như thế giới La Mã ở phía Tây và Trung Quốc ở phía Đông.
Người ta tin rằng trong thời kỳ Trung Cổ, thép Wootz đã được xuất khẩu sang Trung Đông, nơi nó được rèn thành những lưỡi dao Damascus nổi tiếng. Nhờ có Thập tự chinh, những chiến binh Hồi giáo với lưỡi dao có chất lượng tuyệt vời trên tay đã mang danh tiếng của lưỡi dao Damascus lan rộng sang châu Âu.
Vào thời điểm đó, không có thứ kim loại nào được sản xuất ở châu Âu có thể so sánh được với chất lượng của thép Wootz tại Ấn Độ. Nhờ đó mà Ấn Độ tiếp tục là quốc gia hàng đầu về sản xuất thép trong các thế kỷ sau. Vào cuối thế kỷ 17, thép Wootz được sản xuất ở quy mô gần như công nghiệp, khi hàng chục nghìn thỏi thép được vận chuyển từ Bờ biển Coromandel đến Ba Tư.
Vào đầu thế kỷ 19, người châu Âu cuối cùng đã có được một số ý tưởng về cách sản xuất thép Wootz. Những khách du lịch châu Âu đến Ấn Độ như Francis Buchanan, Benjamin Heyne và Henry Wesley Volsey ghi lại rằng người Ấn Độ đã sản xuất thép Wootz bằng cách sử dụng một nồi nấu nung chảy thép cùng các chất phụ trợ khác (Crucible).
Quy trình Crucible
Quá trình nấu Crucible là một trong ba quá trình sản xuất kim loại chính được sử dụng trong giai đoạn tiền hiện đại, hai quá trình còn lại là Bloomery (tinh luyện) và Blast furnace (lò cao). Quá trình nấu bao gồm việc đặt một nguồn sắt, chẳng hạn như sắt tinh luyện hoặc sắt rèn và các vật liệu giàu carbon chẳng hạn như dăm gỗ vào một nồi nấu bằng đất sét.
Nồi nấu này sau đó được đóng lại và đun nóng trong một khoảng thời gian vài ngày ở nhiệt độ từ 1300°C đến 1400°C. Kết quả là carbon được hấp thụ bởi sắt làm giảm điểm nóng chảy của nó và khiến nó hóa lỏng. Việc bổ sung carbon vào sắt (từ 1% đến 2%) cũng bổ xung thêm một số đặc tính nhất định chẳng hạn như độ dẻo cao, độ bền cao và giảm độ giòn cho sản phẩm ra lò.
Không cần phải nói, đây là những đặc tính rất cần thiết trong việc chế tạo một lưỡi dao. Sau quá trình làm mát chậm, thép Wootz đã sẵn sàng để được xuất khẩu và được chế tác thành lưỡi dao.
Mãi tới thế kỷ 20, sau nhiều thập kỷ thử nghiệm, khoa học đằng sau việc sản xuất thép Wootz mới được hiểu rõ. Có thể nói rằng các nhà luyện kim của Ấn Độ cổ đại đã tiến tới công nghệ chế tạo tiên tiến đi trước thời đại của họ.
Nhật Quang
Đây là một loại thép được nung chảy (crucible), tức là một loại thép được sản xuất bằng cách nấu chảy các nguyên liệu thô trong một nồi nấu. Với chất lượng cao, thép Wootz được giao dịch trên khắp thế giới cổ đại và Trung cổ, bao gồm châu Âu, Trung Đông và Trung Quốc. Cũng nhờ chất lượng tuyệt vời của nó, thép Wootz rất phù hợp để chế tạo các loại vũ khí.
Nguồn gốc của thép Wootz
“Wootz” bắt nguồn từ “ukku” – từ “thép” trong nhiều ngôn ngữ tại Nam Ấn Độ. Từ này chỉ đi vào ngôn ngữ tiếng Anh vào cuối thế kỷ 18, khi người châu Âu lần đầu tiên bắt đầu tìm hiểu về cách mà thép được sản xuất. Sau đó, người Ấn Độ đã sản xuất thép Wootz trong hơn hai thiên niên kỷ.
Trong khi chúng ta vẫn chưa rõ thời điểm chính xác thép Wootz được sản xuất lần đầu tiên ở Ấn Độ. Tài liệu tham khảo biết đến sớm nhất về thép được sản xuất bởi người Ấn Độ cổ đại có thể được tìm thấy trong hồ sơ về chiến dịch của Alexander Đại đế. Chiến dịch này đã diễn ra vào cuối thế kỷ thứ tư trước Công nguyên và người cai trị Hy Lạp khi ấy được cho là đã gặp 100 nhân tài về thép ở Ấn Độ.
Ngoài ra còn có bằng chứng khảo cổ về việc sản xuất thép ở Ấn Độ cổ đại. Điều này là hiển nhiên, ví dụ như tại khu vực Kodumanal ở miền nam Ấn Độ của Tamil Nadu, các nhà khảo cổ đã phát hiện ra một trung tâm công nghiệp sắt thép có niên đại từ thời Chera (được thành lập từ thế kỷ thứ 3 TCN) tại địa điểm đó.
Bí mật được bảo vệ
Kỹ thuật sản xuất thép Wootz là một bí mật được bảo vệ chặt chẽ giữa các nhà luyện kim của Ấn Độ trong một thời gian rất dài. Do đó, người Ấn Độ độc quyền trong việc sản xuất và xuất khẩu loại kim loại này. Thép sản xuất ở Ấn Độ được xuất khẩu dưới dạng thỏi và đi tới những nơi như thế giới La Mã ở phía Tây và Trung Quốc ở phía Đông.
Người ta tin rằng trong thời kỳ Trung Cổ, thép Wootz đã được xuất khẩu sang Trung Đông, nơi nó được rèn thành những lưỡi dao Damascus nổi tiếng. Nhờ có Thập tự chinh, những chiến binh Hồi giáo với lưỡi dao có chất lượng tuyệt vời trên tay đã mang danh tiếng của lưỡi dao Damascus lan rộng sang châu Âu.
Vào thời điểm đó, không có thứ kim loại nào được sản xuất ở châu Âu có thể so sánh được với chất lượng của thép Wootz tại Ấn Độ. Nhờ đó mà Ấn Độ tiếp tục là quốc gia hàng đầu về sản xuất thép trong các thế kỷ sau. Vào cuối thế kỷ 17, thép Wootz được sản xuất ở quy mô gần như công nghiệp, khi hàng chục nghìn thỏi thép được vận chuyển từ Bờ biển Coromandel đến Ba Tư.
Vào đầu thế kỷ 19, người châu Âu cuối cùng đã có được một số ý tưởng về cách sản xuất thép Wootz. Những khách du lịch châu Âu đến Ấn Độ như Francis Buchanan, Benjamin Heyne và Henry Wesley Volsey ghi lại rằng người Ấn Độ đã sản xuất thép Wootz bằng cách sử dụng một nồi nấu nung chảy thép cùng các chất phụ trợ khác (Crucible).
Quy trình Crucible
Quá trình nấu Crucible là một trong ba quá trình sản xuất kim loại chính được sử dụng trong giai đoạn tiền hiện đại, hai quá trình còn lại là Bloomery (tinh luyện) và Blast furnace (lò cao). Quá trình nấu bao gồm việc đặt một nguồn sắt, chẳng hạn như sắt tinh luyện hoặc sắt rèn và các vật liệu giàu carbon chẳng hạn như dăm gỗ vào một nồi nấu bằng đất sét.
Nồi nấu này sau đó được đóng lại và đun nóng trong một khoảng thời gian vài ngày ở nhiệt độ từ 1300°C đến 1400°C. Kết quả là carbon được hấp thụ bởi sắt làm giảm điểm nóng chảy của nó và khiến nó hóa lỏng. Việc bổ sung carbon vào sắt (từ 1% đến 2%) cũng bổ xung thêm một số đặc tính nhất định chẳng hạn như độ dẻo cao, độ bền cao và giảm độ giòn cho sản phẩm ra lò.
Không cần phải nói, đây là những đặc tính rất cần thiết trong việc chế tạo một lưỡi dao. Sau quá trình làm mát chậm, thép Wootz đã sẵn sàng để được xuất khẩu và được chế tác thành lưỡi dao.
Mãi tới thế kỷ 20, sau nhiều thập kỷ thử nghiệm, khoa học đằng sau việc sản xuất thép Wootz mới được hiểu rõ. Có thể nói rằng các nhà luyện kim của Ấn Độ cổ đại đã tiến tới công nghệ chế tạo tiên tiến đi trước thời đại của họ.
Nhật Quang