Металографски аспекти на някои експонати от музейната експозиция „история на котвата“ в град ахтопол



Дата13.10.2018
Размер85.29 Kb.
#85261
МЕТАЛОГРАФСКИ АСПЕКТИ НА НЯКОИ ЕКСПОНАТИ ОТ МУЗЕЙНАТА ЕКСПОЗИЦИЯ „ИСТОРИЯ НА КОТВАТА“ В ГРАД АХТОПОЛ
проф. дтн инж. Русев Р.1, д-р Орачев А. 2, ас. д-р инж. Бояджиев Й.1, гл.ас. д-р инж. Димитров Д.М.1,

1- Технически Университет – Варна, България

2- Музей на котвата - Ахтопол, България


  1. Въведение

Металните находки, които са изследвани и които се съхраняват в Обществената Колекция „История на котвата“ в град Ахтопол, по правило са били намерени покрити с плътен пласт седименти и класти, което е позволили тяхното достигане - сравнително добре запазени, до наши дни.





  1. Методика на експеримента


Металографски анализ на уникални археологически метални находки

При металографски анализ на уникални метални находки е невъзможно изготвяне на шлифове, спазвайки принципите и изискванията на конвенционалната металография, т.к. условията за запазване на цялостта на изследвания обект са водещи и задължителни. От тази гледна точка структурният анализ на такива ценни предмети изисква процедурите по подготовката на металографския шлиф (шлифоване, полиране и разяждане) да се извършват особенно внимателно и прицизно.

Археологическите обекти по принцип изискват подробен и прецизно извършен макроанализ на качеството и елементите на повърхността им и на евентуално наличие на дефекти от протекли процеси на разрушаване по тях. Много често този анализ се прави от самите археолози, а не от специалисти в областта на дефектоскоппията, в резултат на което голяма част от информацията относно качествата на материала, механизмите на корозия и разрушаване, използваните методи за изработка остават неразкрити. Спектрален анализ

Данните за химическия (елементния) състав на метални находки са едни от най-важните първични характеристики. Най-често за тяхното получаване се използват методите на спектралния анализ. В определена степен прилагането на тези методи води до нараняване (образуване на видимо петно) на повърхността на изследвания предмет от дъговия разряд и използването им е проблематично за уникални предмети. Ренгеновата флуорисцентна спектрометрия или (XRF) е безразру­шителна техника използвана за определяне и измерване на концентрацията на елементи, присъстващи в твърди, прахообразни и течни материали. Анализите бяха направени с преносим спектрометър „Bruker S1 Sorter“ – специализиран за определяне елементното съдържание на метални сплави. Представлява портативен анализатор с рентгенова тръба. Захранване му е чрез две акумулаторни Li-ion батерии (фиг. 1).


Фиг. 1. Рентгенов спектрометър Bruker S1 SORTER


  1. Обекти на изследване


Медни слитъци

Най-ранни от представените за металографски анализи находки са медни слитъци от акваторията на Маслен нос, чиято условна датировка е II хил.пр.Хр. – фиг.2

Изследвани са 2 бр. медни слитъци с еднотипна дискообразна форма (тип „питки“), близки размери и тегло (Фиг. 2а) и 1 бр. двустъпален цилиндричен слитък (Фиг. 2б) . Първите два слитъка представляват част от находка от пет слитъка, които са намерени в акваторията на Маслен нос и са част от товара на потънал кораб. Известни са вече над 40 подобни слитъка, намерени на същото място, като вероятната им датировка е около средата на II хил.пр.Хр. Те са дискообразни, като едната страна е плоска, а другата сферична. Тази форма е получена още при леене на слитъците в открита форма със сферично дъно. Техният диаметър варира от 16,5 до 13.5 см, дебелината от 4 до 0.9 см, а като всеки един от тях е с различно тегло и е лят в отделна „форма“. Двустъпалният цилиндричен слитък има дълж. 16.5 х 15 см и деб. 4 см. Намерен е в акваторията на с. Варвара и също е част от товара на потънал кораб - други три подобни слитъка открити от експедиция „Космос, съхраняват се в НАИМ-София и са обявени от проф. Велизар Велков за „антични“.



Фиг. 2. Изследвани медни слитъци:

а- Дискообразни (Слитък 3 и Слитък 4);

б-Двустъпален цилиндричен (Слитък 6)


Котви - (от фиг.3. до фиг. 7.)

Ромейските железни котви са намерени в Странджанската акватория Те бяха покрити с плътен пласт седименти и класти, принадлежали най-вероятно на ромейски дромони и датират от IV - VIII и VIII – XII в.сл.Хр.



Металографското разграничаване на находките от двуроги и четироги котви от Османската епоха (XV – XIX век) може да позволи определянето на технологиите, които са използвани в Цариградския арсенал. Последният по правило използва странджански руди.

Фиг. 3. Изследвана Ромейска котва ІV-VІІІ век (Котва 1)

Фиг. 4. Двурога ромейскакотва, VIII – XII век (Котва 2)

Фиг. 5. Османска котва XVII – XVII век (Котва 3)

Фиг.6. Четирирога котва, XVII-ХVІІІ век (Котва 4)

Фиг.7. Двурога котва с дървен щок и пробити лапи XVIII-XIX век (Котва 5)
Корабни оръдия - ( фиг.8. - фиг. 9.)

Фиг. 8. Руско корабно оръдие, открито в северния залив в Ахтопол (Оръдие 1)


Фиг. 9. Корабно оръдие, открито при нос Емине (Оръдие 2)
4. Експериментални резултати и анализ
Химически и фазов състав на медните слитъци

Таблица 1





Фиг. 10. Рентгенова дифрактограма в Cr-Ka излъчване от Слитък 3



Фиг. 11. Рентгенова дифрактограма в Cr-Ka излъчване от Слитък 6



Фиг.12. Микроструктура на Слитък 3



Фиг.13. Микроструктура на Слитък 4


Фиг.14. Микроструктура на Слитък 6


Фиг.15. Микротвърдост HV0,05: Слитък 4(а,б), Слитък 3(в) и Слитък 6 (г)
Медните дискообразни слитъци съдържат около 99% Cu и с характерно присъствие на арсен и кислород около 0,6-0,8%. Структурата е леярска (дендритна), получена в примитивни условия на леене в открити форми, следствие на което тя е нехомогенна (дендритна ликвация), богата на окиси и арсениди. Тази структурна нееднородност е причина за разсейване на микротвърдостта и твърдостта. Сплавта е с понижена твърдост, силно пластична, предназначена за изработване на изделия чрез методите на пластичната деформация (коване, валцоване, изтегляне).

Цилиндричният слитък е от богато легирана медна сплав с цинк, олово и калай. Количеството на медта в сплавта е около 66%. Структурата е изградена основно от равноосни кристали на легирана мед с посочените елементи, евтектични кристалити, разположени по границите и самостоятелни окръглени кристали на олово и медни окиси. Сплавта с установения химически състав и структура е леярска, годна за изработване на изделия чрез леене.


Котви - химически състав и микроструктура
Таблица 2





Фиг.16. Неметални включвания в стоманите на котвите


Фиг.17. Микроструктура на стоманите на котвите
Всички изследвани котви са от нисковъглеродна и нерафинирана спрямо някой химически елементи, като мед, олово и арсен стомана. Структурата е феритна силно текстурирана и субструктурирана от коването на котвите.

Стоманите са окислени, както още от добива и обработката им, така също и от повърхностна и вътрешна корозия, които са следствие и от многовековния им престой под вода.



Корабни оръдия - химически състав и структура
Таблица 3






Фиг.18. Фазова диаграма Fe-C


Фиг.19. Неметални включвания в чугуна на Оръдие 1


Фиг.20. Сравнение на микроструктурата на изследваните оръдия при малки увеличения



Фиг.21. Сравнение на микроструктурата на изследваните оръдия при по-големи увеличения и микротвърдост

Изследваните оръдия са изработени чрез леене от нисколегиран с манган сив чугун. Структурата на графита е груба пластинчата, а на металната му основа перлит и междузърнести кристалити на фосфидна евтектика. Количеството на тази евтектика варира от 8 до 15 %, което свидетелствува за повишено съдържание на фосфор в сплавта и повишена крехкост.

Открити са и в двата чугуна еднотипни комплексни (двуфазни) неметални частици с окръглена форма, които могат да бъдат получени само от еднотипна шихта и технология на леене на оръдията.
5. Изводи и заключение

Металът за изработка на медните слитъци, намерени до Маслен нос има Странджански произход (Малкотърновско), поради наличието на характерния примес за първичното рудно тяло - арсен(по данни от много геоложки проучвания).

Полиметалният съставът на цилиндричния слитък(слитък 6) прави малковероятна неговата антична датировка(както е обявено в публикацията за него).

За да се установи със сигурност произхода на метала на медните слитъци и котвите, следва да се съберат проби от известните малкотърновски рудници, които със сигурност започват да функционират още от римската епоха – II – III в.сл.Хр.

Структурното съответствие и морфологията на металургичните примеси в сивия чугун на изследваните корабни оръдия, дава основание да се направи заключението, че оръдията са изработвани от един производител в една леярна.

Досегашните резултати са повече от насърчаващи и вече се постигна предварителна договореност комплексните проучвания да продължат с анализи на всички метални находки на Обществена Колекция „История на котвата“ в град Ахтопол, както и на шлаки от известните металургични източници в Източна Странджа с оглед съставянето на представителна база данни.



Благодарности
Колективът от ТУ-Варна изказва своята искрена благодарност на Сдружение „Черноморска Странджа“ и лично на неговия председател инж. Петър Кънев за предоставената възможност да се проведат настоящите първични изследвания.


Каталог: Dokladi -> Text -> 2015
Text -> Странджа и древната металургия. Основни етапи в технологичното развитие на европейския Югоизток
Text -> Космогонични измерения на празника Св. Георги Светлозар Рулински, Русе
Text -> Археологическият феномен „Дуранкулашко езеро“ в праисторията на Долния Дунав и Западното Черноморие. Култура Хаманджия в Добруджа
Text -> Керамична плочка (икона) с надпис †bolgar† от крепостта край град виница, македония
Text -> Сабазий и св. Атанас – за един древен ритуал по нашите земи
Text -> Доклад за 2011 година за качеството на повърхностните води
2015 -> Предхристиянски корени на богомилството
2015 -> Боговете металурзи” от варненския некропол – паралели в митологията
2015 -> Моята кратка история на всичко българско или как бе открит и разчетен български „софтуер на ума“
2015 -> Акордиране на музикални инструменти за изпълнение на археометрична музика


Сподели с приятели:




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница