Eine metallographische Untersuchung für eine bronzenes Handrohr: Was sind Lunker? Was sind Gaseinschlüsse? Wie lassen sie sich unterscheiden? Wie entstehen sie? Was ist ein dendritisches Gefüge? Und was bedeutet das für die mechanischen Eigenschaften? Im Video gibt es die Antworten auf diese Fragen…
In diesem Video dokumentiere ich wie eine in der Werkstatt entstandene Handbüchse untersucht wird. Es handelt sich dabei um die Rekonstruktion der Handbüchse oder des Handrohrs von Borgholm, einer sehr frühen, kleinen Handbüchse die in Schweden gefunden wurde. Die Büchse wurde experimentell gegossen und wird nun auf mögliche Gussfehler untersucht. Außerdem werden ein paar Grundbegriffe der Metallographie geklärt.
Zunächst lege ich einen Schnitt durch die komplette Büchse,um festzustellen wie gut – oder schlecht – der Guss ist. Sehen wir viele Einschlüsse oder wenige? Kam es zu über mäßiger Reaktion mit der Formwand?Hat das Schmelzen geklappt? Hat die Schmelze zu viel Gas aufgenommen? Dies sind nur ein paar grundlegende Fragen, die jeden Gießer interessieren. Die metallographische Untersuchung kann viele dieser Fragen beantworten.
Die Probe wird zunächst mit geschliffen, danach mit 3 µm Diammantsuspension poliert. Angeätzt wird mit alkoholischer Eisenchloridlösung. Dadurch wird das Kristallgefüge sichtbar gemacht und kann dann unter dem Mikroskop interpretiert werden.
Dieses Video steht im Zusammenhang einer größeren Fragestellung zur Entwicklung des Gießereiwesens in Europa ab dem frühen Mittelalter. Der Büchsenguss steht in engem Zusammenhang mit Innovationen im Gießereiwesen, da er ab dem späten Mittelalter wichtige Impulse beisteuert. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Gießerei nun aufgrund der mechanischen Anforderungen an die Geschütze gezwungen wurde ihre Verfahren zu verbessern.
Buntmetallblech: Historische Rottombaklegierung nach Kundenspezifikation legiert und gewalzt
Buntmetallblech
Wer kennt das nicht, man möchte einen Gegenstand aus Buntmetallblech einer bestimmten Legierung herstellen, bspw. einen Helm der Urnenfelderzeit. Aber wie man es dreht und wendet, in der Industrie ist kein Blech der gewünschten Legierung zu bekommen. Unsere Industrie ist schlicht nicht daran interessiert Klein- und Kleinstunternehmen oder kulturwissenschaftliche Forschungsprojekte zu beliefern. Aber das ist nun vorbei, denn das Labor für Archäometallurgie hat sich ein mittelgroßes Walzgerüst zugelegt mit dem Bleche bis max. 500 mm Breite gewalzt werden können. Dies geschieht in einem rein handwerklichen Prozess und kommt damit den Anforderungen, die die archäometallurgische Forschung stellt sehr nahe.
Das Labor für Archäometallurgie beschäftigt sich mit der Rekonstruktion vergangener Herstellungstechniken; hier geht es um das Walzen von Buntmetallblechen. Seit etwa einem Jahr arbeitet das Labor an der Herstellung von Blechen für den Blechblasinstrumentenbau, wobei historische Blechlegierungen hergestellt werden, diese zu Brammen gegossen und zu Blechen verarbeitet werden. Hierzu haben wir uns ein größeres Duowalzgerüst angeschafft, mit dem wir in handwerklicher Arbeitsweise Bleche in Sonderlegierungen herstellen können, die es kommerziell nicht mehr gibt. Insbesondere ist das neben der Herstellung für Instrumente, auch für die Herstellung der zahllosen ur- und frühgeschichtlichen Blechfunde, wie Gürtel, Situlen, Rüstungen, Helmen oder Schilden interessant. Umso mehr als wir nun für die Rekonstruktion derartiger Gegenstände nun nicht mehr auf die geringe Auswahl an ohnehin schwierig zu beschaffender Bronzebleche gebunden sind.
Der Film vermittelt einen Eindruck von den Versuchen zur Herstellung er Bleche, denn nicht eine Buntmetalllegierung gleicht der anderen. Einige lassen sich sehr gut gießen und nur mit viel Aufwand zu Blechen verarbeiten, andere wiederum können nur heiß gewalzt werden, wieder andere möchten vorher mit dem Hammer bearbeitet werden. Vor dem Walzen wird die gewünschte Legierung hergestellt und danach in Brammen gegossen. Die Brammen werden wärmebehandelt und im Walzgerüst auf die gewünschte Stärke gewalzt.
Archäologie im Experiment – Zementation im Maasgebiet
Bild 1: Messing aus dem Zementationsprozess nach dem Galmeiverfahren. Das Messing kann durchaus im festen Zustand vorliegen. Ein Schmelzen des Messings ist keineswegs Voraussetzung für erfolgreiches Zementieren.
Im Maasgebiet im heutigen Belgien wurden im Mittelalter in großer Menge Messinggegenstände hergestellt, welche bis ins 19. Jahrhundert auch im deutschen Sprachgebrauch als Dinanderie bezeichnet wurden. Stellvertretend seien hier Grapen, Kerzenleuchter und Aquamanilien genannt. Zwischen 1995 und 2010 wurden vom Service Publique Wallonie (SPW) sechs Fundplätze der mittelalterlichen Buntmetallverarbeitung ergraben, die man mit Recht zu den bedeutendsten Metallgewerbefundplätzen des Mittelalters rechnen kann .
Metallurgischer Stein ist ein Zwischenprodukt der Kupferverhüttung und befindet sich chemisch auf halbem Wege zwischen Erz und Metall. Stein entsteht bei der Verhüttung sulfidischer Erze. Geht man von Kupferkies auch als Chalkopyrit bezeichnet (CuFeS2) als Erz aus, so besteht dieses aus einem Teil Kupfer, einem Teil Eisen und zwei Teilen Schwefel. Zum Stein kann man auf verschiedenste Weisen gelangen. Eine Variante ist beispielsweise die Haufenröstung (Bild 1), bei der möglichst viel Schwefel und Eisen „verbrannt“, also oxidiert werden (z.B. Agricola 2003, Goldenberg 2000, Asmus 2012). Stein kann aber auch im Schachtofen entstehen, bzw. dort überdaueren. Wir finden ihn dann als Einschluss in der Schöacke (Bild 2). Vereinfachend könnte man dies mit folgender chemischer Reaktionsgleichung beschreiben:
Bild 1: Stein der beim Rösten von Rammelösberg Erzen entstanden ist. Man sieht deutlich ein eutektisches Gefüge aud Bornit in Kupferkies. Fundort: Ochsenhütte, Granetal, Harz. Finder: Dr. Christoph Bartels, Deutsches Bergbaumuseum.
Dieser Beitrag erläutert drei verschiedene Methoden, wie man einen Maßstab in eine Mikrophotographie einbaut, und zwar voll manuell, Programm gestützt, und voll automatisch mit einem Shell Skript. Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten dem Betrachter die originale Größe des photographierten Ausschnitts mit zu teilen: Erstens als Bildunterschrift die uns die Breite des Ausschnitts mitteilt, und, zweitens einen Maßstab. Die linke Mikrophotographie (Klick!) zeigt die Lösung mit einer unaufdringlichen Leiste am unteren Bildrand, die rechte Mikrophotographie zeigt eine Lösung mit Maßstab.
Slag samples of a medieval (12th century) copper smelting furnace. Top left: #21, XPL. Under crossed polarisers the zinc sulphide can be seen as tiny dendrites within the glassy matrix. The other phases are willemite (wlm) and copper (Cu), which is usually asso ciated with the (Zn,Fe,Cu)S phase, an accompanying phase of copper matte at the Huneberg, from which it probably segregates upon solidification. Free iron oxides are seen as dark and much larger dendrites. Top right: Another section of #21, under plain polarised light. It shows the abundant spinels, the iron oxides and copper inclusions. Most notably it shows the free baryte (brt) inclusion in the slag matrix. Bottom left: #22, shows more free baryte (brt), together with a lead antimony matte. The long needles are a mixed iron and zinc oxides and are believed to be franklinite (frk?). #104, is rather more affected by corrosion than the other two samples. It shows mainly spinel (sp), free iron oxides and some willemite (wlm). Spinels are in the same order of magnitude than in the other samples.
Dieser umgangssprachliche Begriff wird von einigen Kollegen in den archäometrischen Disziplinen verwendet, wenn es um die Analyse und Interpretation von meist metallurgischen Schlacken geht. Aber, warum werden Schlacken überhaupt untersucht und was genau sind Schlacken eigentlich?
Was sind Schlacken und woraus bestehen sie?
Gemeinhin werden Schlacken als diejenigen Neben- und Beiprodukte der Metallurgie bezeichnet, die aufgrund ihrer vermeintlichen Wertlosigkeit am Produktionsort verbleiben. Metallurgische Schlacke ist in der Regel aus fünf Einzelbestandteilen zusammengesetzt: Continue reading
![\[ 5\chalcop + 8\ox \pfeil \bornite+ 4'FeO' + 6 S\ox \]](https://archaeometallurgie.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f3547ce658b9b781cbd27caeaf3568ab_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
