Bu yazı Ali KOZANOĞLU tarafından yıllar öncesinde kaleme alınmıştır. DAMASCUS ÇELİKLERİ İskoç yazarı Sir Walter Scott, 200 yıl önce, Haçlı Seferleri sırasında Filistin’deki Hıristiyan şövalyelerinin maceralarını anlatan bir roman yazmıştı. “Talisman” isimli bu romanda, Aslan Yürekli Richard ile Selâhaddin Eyyubi arasında yapılan bir toplantıda bir ara hasımların kılıçlarının üstünlükleri tartışılır. İki elle kullanılan düz ağır ağızlı kılıcının gücünü ispatlamak için Richard’ın bir çelik gürzü ikiye biçtiği yazar.
Karşılık olarak Selâhaddin bir ipek yastık alıp kılıcını hiç güç kullanmadan bu yastığın üzerinden çekince sanki kesilmemiş, sadece parçaları düşmüş gibi yastık ikiye ayrılır. Haçlılar şaşırarak bakar ve işin içinde bir hile olduğundan şüphelenirler. Bunun üzerine Selâhaddin havaya attığı yumuşak bir tülü (Scott bundan “peçe” diye bahsediyor) yere düşmeden ikiye böler.
Scott’un tarifine göre, Eyyubi’nin kıvrak, hafif kılıcının “kavisli dar ağzı, Frankların kılıçları gibi parıldamıyordu, tam aksine donuk mavimsi gri renkli yüzeyinde onlarca milyon dalgaları, çizgilerden oluşan hareleri vardı.”
Sir Walter Scott’un bu tarifinde biraz “sanatçı abartması” olsa gerek. Selâhaddin ve Richard’ın bir araya geldikleri iddia edilen 1192 yılında müslümanlar daha eğri kılıç kullanmaya başlamamışlardı. Fakat kılıç yüzeyinin bu tarifi oldukça isabetli, çünkü o yıllarda müslüman kılıçlarında darbeye çok dayanıklı olmasına rağmen çok keskin bir ağız tutan % 1½-2 karbonlu bir çeşit “damascus” çeliği kullanılıyordu.
Daha önceki yazılarımda bıçak için %1 karbonlu çeliğin ideal olduğunu, bazı damascus çeliklerinde karbon miktarının %1-2 arasında olduğunu, fakat normal çeliklerde bu kadar yüksek karbon bulunmasının bıçakları kırılgan yapacağını yazmıştım.
Orada, normal şekilde yapılan, yani hazır bir çelik parçasından malzeme aşındırma yöntemi veya demirci ocağında ısıtılıp minimum dövme ile veya fırından çıkartılıp bir hadde kalıbı ile son şekline yakın bir duruma getirilen bıçak ağızlarından, ve daha çok göze hitap eden bol dalgalı yeni yapım damascus çeliklerinden bahsediyorduk.
Çelik içindeki karbon miktarı %1’i geçtikten sonra çelik kızdırılıp sertleştirildiğinde bu karbon zerreciklerinin yapıştığı demir molekülleri sementit (cementite), yani sertleşmiş karbon veya demir karbit, ağları meydana getirir ve bu sementit ağları ince demir katmanlarıyla tabakalar oluşturur. Bu ağlardaki sementit “elyafları” bir birine değen şekilde oluştuğundan, sert bir darbe ile çelik kırılır.
Bu günümüzde normal şartlar altında, çok özel bazı süper yüksek karbonlu takım çeliği alaşımları dışında, yapılan tüm bıçaklar için hala geçerlidir. Yalnız, eski damascus bıçak ağızlarının hem sertliği hem de keskinliği hakkında yazılan bir çok methiye de doğrudur.
Eskiden, 30-35 sene önce Balıkdamı’na ördek veya balık avına gidenler belki hatırlarlar. Avcıları hem kendi evinde hem de 4 odalı özel yapılmış bir evde misafir eden, kayığıyla ava çıkaran Halit adında av meraklısı bir Çerkez vardı. Eğer misafirler bıçak palavraları atmaya başladıklarında yanlarında olursa, hemen punduna getirip kendi bıçağından söz açar ve; “Sizinkiler de bıçak mı? Bakın bu kötü bıçak onların hepsini keser” diyerek isteyenle bahse girer, ondan sonra da en iyi en sağlam olduğu bıçakları kalem açar gibi yontardı (benim de av ve balıkla az olsa bile ilgili olduğumu düşünerek, bu anlattığımı kulak arkası etmeyin. Biraz abartılı da olsa, esas itibarıyla doğrudur).
Bu “müthiş” bıçak, kara yüzlü çift ağızlı eski bir Çerkez kamasıydı. O donuk kara renginden başka dikkat çekecek hiçbir tarafı yoktu. Yüzeyinde hareleri var mıydı, hatırlamıyorum, ne var ki, Talisman’daki tarife yakındı.
Ben, o bıçağı bir kere gördüm. Yanımda bir planya makinasının hava çeliği ağzından yaptığım bir av bıçağı vardı. O zamanlar damascus hakkında hiç doğru dürüst bir bilgim yoktu. Ancak, o kadar kesin konuşuyordu ki, iddialaşırsak iki bıçaktan birine bir şey olur diye, kendisiyle bir samimiyetim de olmadığı için, fazla üstüne gitmedim.
Şimdi düşünüyorum da, o görüntüsüyle Halit’in bıçağının ağzı da çok büyük bir ihtimalle damascus çeliğiydi ve o zaman pek ihtimal vermediğim halde benim bıçağımı ya yontar ya kırardı.
1819 yılında Michael Faraday (Kendisi bir demirci ustasının oğluydu. Daha sonra elektrik motoru ve jeneratörünü icat etmiştir.AK) yanlış olarak damascus çeliğinin gücünü, içeriğinde cüzi miktarlarda bulunan silika ve alumina içeriğine bağlamış.
1821’de ise Faraday’ın bu çalışmalarını anlatan raporunu okuyan Paris Darphanesi Ayarlar Müfettişi Jean Robert Bréant damascus çeliklerinin ana metalurjik özelliği olan sertlik, sağlamlık ve güzel görüntünün yüksek miktardaki karbondan geldiğini anlamış, damascusun koyu renkli yerlerini karbüre edilmiş çelik, açık renkli yerlerini ise normal çelik diye tarif etmiştir. Bréant damask desenli kılıçlar yapmaya muvaffak oldu, fakat işlemin detaylarını açıklamadı. Üstelik, elindeki imkanlarla gerekli çeşitli safhaların önemini anlaması da kabil değildi.
Damascus çeliğinin değişim safhalarının tam bir ilmi açıklaması ancak 20nci yüzyılın başlarında araştırmacıların yaptığı bir incelemeler serisi sonucunda, çeliklerin karbon içeriği ve ısı değişimi fonksiyonları olarak geçirdikleri faz değişimlerinin belirlenmesi ile yapılabildi.
ABD’de iki sivri akıllı araştırmacı, Oleg D. Sherby ve Jeffrey Wadsworth, 1990’larda ultra-yüksek-karbonlu çeliklerle ilişkin incelemeler yaparken damascus çeliğini merak ettiler. Bu çok yüksek karbonlu çelikler % 1-2 karbon içerdikleri için çok kırılgan olacakları sebebiyle endüstride kullanılmıyorlardı, halbuki damascus çeliklerinin içerdiği karbon miktarı %1.5–2.1 arasındaydı. Sağlamlıkları hakkında olan şüphe götürmez haklı şöhretleri ise, yüksek karbon içeriğinin sebep olduğu kırılganlığın usulünce işlenildiği zaman bertaraf edilebileceğini gösteriyordu.
İki ahbap, Stanford Üniversitesi’nde, oda hararetinde hem sağlam hem de darbeye dayanıklı ultra-yüksek-karbonlu çelik yapmayı başardılar. Efsanevi damascus çeliğini yeniden yapmaya da muvaffak oldular. Laboratuarlarında kullandıkları metodlar temelde tarihi Yakın Doğunun demirci atelyelerinde kullanılan usullerle aynı idi.
Damascus çeliğinden bıçakların bilinen en eski tarifi MS 540 senesinde yazılmıştır. Fakat Büyük İskender zamanında (MÖ 320 civarı) dahi yapıldıkları sanılmaktadır. Damascus adı bu çeliğin veya onunla yapılan bıçak, kılıç ağızlarının yapıldığı yerden dolayı değil, Avrupalıların bu çeliği ilk fark ettikleri yer olan Şam kentinden dolayı konulmuştur.
Damascus bıçak/kılıçların malzemesinin Hindistan’da yapıldığı, wootz diye anıldığı, malzemenin 8-10 cm çapında ve 3-4 cm yüksekliğinde yassı silindirler (külçeler) halinde
piyasaya sürüldüğü ve en iyi ağızların da o zaman ki İran’da dövüldükleri sanılmaktadır. Damascus çeliğinin coğrafi yayılımı ve kullanımı her ne kadar İslam inancının yayılmasını izlemişse de, orta çağ Rusyasında da tanındığı ve bulat adı verildiği biliniyor.
Tüm çelik imalât süreçleri gibi wootz imalâtı da aslında bir oksit olan demir cevherinden oksijen elemanının ayrılmasını ve oksijeni çıkartılan demire sağlamlık vermesi ve çeliğe dönüştürmesi için karbon ilave edilmesini gerektiriyor. Karbon kaynağı ise odun kömürü. Demir cevheri ve odun kömürü parçacıkları karıştırılıp taş bir ocakta 1200ºC civarında bir ısıya çıkartılıyor, kömürün yanması sırasında çelikteki oksijen kömürün karbonu ile birleşiyordu. Cevher ve kömür karışımındaki karbon miktarına göre, eğer yanma sonunda karbon miktarı iyice azalmışsa “arıtılmış çelik” veya “dövme demiri”, karbon miktarı %4 ten yüksek kalmışsa “döküm demir” veya “pig demir” oluyordu.
Hintliler, karbonu az dövme demirine karbon ekliyerek veya karbonu yüksek olan döküm demirinin karbon miktarını azaltarak çelik elde ediyorlardı.
Karbonu az olan demirin ufak parçaları mangal kömürü kırıntıları ile beraber ağzı kapatılabilen bir pota içinde hava almadan ısıtılıyordu. Karbonu fazla olan demirin parçacıkları ocakta ısıtılarken ise körükle üflenen hava bir kısım karbonu yakarak istenilen miktara azalmasını sağlıyorlardı. Karbon miktarı istenilen seviyeye inen demir kapalı bir potaya alınıyordu.
Daha önceki yazılardan belki hatırlarsınız, çeliğin karbon miktarı azaldıkça ergime derecesi yükseliyor, karbon arttıkça ergime derecesi düşüyor . 1200ºC civarı bir ısıda tutulan kapalı pota ve içindeki, o derecede ergime durumuna geldiğine göre takriben %2 karbon içeren, çelik kömürler ve küllerle kaplı olarak yavaş yavaş soğumaya terkediliyor. Ocağın ve içindekilerin normal bir ısıya inmesi bazen birkaç gün alıyor.
Bu soğuma sırasında, ilk başta çeliğin iç dokularına kadar %1½-2 karbon homojen olarak nüfuz ediyorve ostenit (austenite) dokuları oluşturuyor. Isı 1000ºC altına doğru düşerken de bir kısım karbon eriyikten çıkarak austenite granülleri etrafında bir sementit (cementite)(demir karbid)(Fe3C) ağı oluşturuyor. Soğuma yavaş olduğu için bu sementit ağı oldukça kaba dokulu.
Eski damascus çeliğinin yüzey izleri/lekeleri/hareleri bu kaba sementit dokusundan ötürü oluşuyor. Sementit çok sert, fakat oda ısısında çok da kırılgan. Bu kırılganlık ağ dokusu yüzünden daha da zararlı olabiliyor çünki bu doku çeliğin kırılması için yollar oluşturuyor. Halbuki damascus çelikleri kırılgan değil, tam tersine çok sağlam. Bunun sebebi ise çelik işlenirken yapılan uzun süreli dövme sonucu sementit dokusunun uzun ağ liflerinin ufak ufak parçalara ayrılmış olması.
Bu çeliklerin bıçak/kılıç ağzı haline getirilirken dövülmesi nispeten düşük ısılarda oluyor. Eski demircilerin bu işlemler sırasında ısıyı ölçecek her hengi bir aletleri yok. Tek ölçekleri metalin değişik ısılarda etrafa saçtığı ışınların rengi. Çelik sıcak işleme ısıları normal olarak (beyaza yakın sarı ışın) 1200ºC ile (turuncu) 900ºC arasında iken, wootz için kullanılan işleme ısısı (kiraz kırmızısı) 850ºC ile (kan kırmızısı) 650ºC arasında.
Daha yüksek ısılar kullanılsa sementit yine ostenit formuna dönüşecek. 850ºC altında yapılan dövme işlemi ise sementit ağını ufak sferik (küresel) parçacıklara dönüştürüyor. Demir karbid molekülleri yine çeliği sertleştirme görevini devam ettiriyor, fakat bir birine bağlı sementit ağ dokusu kalmadığı için metal kırılgan değil.
Damascus kılıç ağızlarının çok iyi dövülüp şekillendirildikleri bariz. Malzeme külçesinin yüksekliği birbirini takibeden ısıtılıp dövülmelerle 8 e 3 oranına inmiş. İki araştırmacının yaptıkları bir deney ultra-yüksek-karbonlu çeliklerin 850ºC ısıda gerçekten de kolaylıkla dövülebilir olduğunu ispatlıyor. %1.3, 1.6 ve 1.9 karbonlu çelik külçeleri (güçlü bir pres veya şahmerdanla ezilerek) 1 defada 3 e 1 oranına indiriliyor. Külçelerin hiç birinde her hangi bir çatlama emaresi görülmüyor. Bunun tersine, %2.3 karbon içeren bir döküm demir külçesinin çevresinde aynı şartlarda çatlaklar oluşuyor.
Araştırmacıların kanısı şu ki; bu çeliği işlemeye çalışan Avrupalı ustalar normal yüksek karbon çeliği gibi beyaz/sarı ışın sıcaklığında, çelik hemen hemen ergime ısısındayken dövmeye çalıştılar ve asırlar sonra Bréant’ın yazdığı gibi; “damascus külçeleri bu ısıda darbe alınca dağıldılar.”
Dövülme işlemi ve son şekillendirmelerden sonra damascus ağızlar ısıl işlemle sertleştiriliyordu. Çeliğin ısıl (thermal) işlemle sertleştirilmesi parçayı 727ºC üzerine ( gövde- ortasında duran ferrite oluşumlarının yüzey-ortasında duran austenite oluşumlarına dönüşme ısısı) ısıtılması ve su veya başka bir sıvı ortama daldırılarak soğutulması (yavaş soğuma halinde austenite oluşumları karbonu düşük ferrite ve karbonu yüksek pearlite katmanlarına dönüşüyor, fakat ani soğumada austenite’ın pearlite haline dönüşmesi önleniyor) ile gerçekleşiyor.
Orta çağın demirci ustalarının bu işlem için çağdaş mühendislere hiçbir şey ifade etmeyen bazı sihirli veya mistik, hatta mitik yöntemler kullandıkları söylenmiş ve yazılmış (kızıl saçlı bir erkek çocuğun veya üç gün sadece kuşkonmaz yapraklarıyla beslenmiş üç yaşında bir tekenin idrarı gibi) fakat Ön Asya’daki Balgala Tapınağı’nda bulunan bir yazı en efsunlu tarifi verir.
Çelik, ışıldamadan çölden yeni yükselen güneşin donuk kırmızı rengine getirilir. Isının kraliyet moru rengine kadar düşmesi beklenip güçlü kasları olan bir kölenin gövdesine daldırılıp soğutulur. . . kölenin gücü kılıca geçer, ve çeliğe sağlamlığını verir.
Bu işlemin damascus çeliğine en iyi sertlik ve sağlamlığı vereceği biraz şüpheli. Çünkü, anlatılan renklere göre çeliğin 1000ºC üzerine (çölden yükselen güneş kırmızısı) ısıtılıp 800ºC ye düşene kadar havada soğuduğu ve 37ºC civarında salamura bileşiminde fakat peltemsi bir ortama daldırılarak hızlı soğumanın yapılmaya çalışıldığı anlaşılıyor. Halbuki, 1000ºC üstüne ısıtılınca cementite yıne austenite içinde eriyecek, 800ºC ye havada soğuma sırasında dövmenin elimine ettiği kaba ağ dokusu yeniden oluşacak. Bir kılıç boyu düşünülürse, o boya göre hiç de homojen olmayan bir ortamda (kaslı köle gövdesi) elde edilecek yine homojen olmayan ani soğutmanın ne kadar düzgün olacağı veya ne derecede sert veya sağlam bir ağızla sonuçlanacağı hiç meçhul değil. Bu işlemle yapılacak bir damascus ağız karşılaştığı ilk doğru dürüst kışıç karşısında parçalanacaktır.
Unutmamak gerekir ki, daha önce yazıldığı gibi, eskiden püf noktası olan işler genelde rahipler tarafından yapılır, onlar da yaptıkları işin önemini ve esrarını ne kadar abartabilirlerse kendilerini o kadar önemli görürlerdi. Doğru dürüst bir tarif verseler bu işlemi her eli alet tutan yapabilse, o rahipler alıştıkları aradıkları rahatı, zenginliği, lüksü biraz zor bulurlardı. Bırakın yaptığını düşündüğüne yazmanın, okuma yazmayı bilmenin bile nadir olduğu eski toplumumuzda, bir çok meslek sırrı yazılmadığı, başkalarına anlatılmadığı için kaybolmuş*.
Sherby ve Wadsworth’ün kanısına göre eski ustalar, kızgın çeliğin ışıma renklerinden metalin ısısını tayin ettikleri gibi, damascusun yüzey lekelerinden, harelerinden de çeliğin sertlik derecesini, karbon miktarını ve dağılımını , dövülüş homojenliğini anlarlarmış. İşin görünüşünün, süsünün marifet olduğu devirler daha sonra gelmiş.
Bir deneylerinde, %1.7 karbonlu bir çelik külçesini 1150ºC ye ısıtıp saatte 10ºC azalacak şekilde yavaşça soğutuyorlar (aşağı yukarı 5 gün). Soğuyan çeliği 800ºC ye ısıtıp merdaneden geçirerek bir seferde kalınlığını 8 e 1 oranında inceltiyorlar. Sertleştime ve tavlamadan sonra olağan üstü bir sertlik ve sağlamlık elde ediyorlar. Haddeleme de aynı dövme gibi sementit ağını parçalıyor.
Laboratuar şartlarında süslü hareli damascus çeliği üretebildikleri gibi, biraz daha değişik bir işlemle de yüzey lekeleri ve hareleri olmayan bir ultra-yüksek-karbonlu çelik yapıp sertleştirip tavlıyorlar.Bütün bu deneylerin asıl maksadı, günümüzün alışılmış yüksek karbonlu çeliklerinden daha düşük ısıda ve daha kolay işlenmesine rağmen daha sert (aşınmaya dayanıklı) ve daha sağlam (kırılmaya dayanıklı), yani daha ucuza mal olacak bir ultryüksek-karbonlu çelik üretim ve ısıl işlem metodu geliştirmek ve bunun endüstriyel kullanımının da başarılı olacağını kanıtlamak.
Deneylerinin ve çalışmalarının son durumu nedir, istedikleri neticelere varabildiler mi? Maalesef, bilemiyorum. Belki birgün bir yerde gözüme çarparsa onu da size yazarım.
1841 yılında bir Rus mühendisi, Pavel P. Anosoff, bazı çalışmalar yapmış, ve yayınladığı raporunda şöyle yazmış; “Savaşçılarımız bulat ağızlarla silâhlanacak, rençberlerimiz toprağı bulat sabanlarla sürecekler, zenaatkarlarımız bulat aletler kullanacaklar. Ve bulat, özel keskinlik ve sağlamlık gerektiren malzemelerin yapımında kullanılan bütün çeliklere üstün gelecek.”
Anosoff’un bu kehaneti gerçekleşmedi. Sherby ve Wadsworth ise bu kadar abartmamakla beraber yine de iyimserler. Bir Rus atasözünü benimsemişler;
“Yeniliğin en iyisi çoğu zaman unuttumuz geçmişimizdedir.”
* Edmund Burke tarafından yazılıp 1961’de neşredilmiş “Field and Target Archery adlı kitapta Hangi Sultanların nereden nereye ok atıp düşürdüğü; eski Türk yaylarının ve oklarının Avrupa veya Batı okları ve yaylarına göre ne kadar üstün olduğu, nasıl ve ne malzemelerden yapıldığı, 1900’lerin ilk 30-40 yılında hangi İngiliz veya Amerikalı bilim adamlarının, sporcularının ne deneyleri yaptığı gibi şeyler yazılı.
Bizde ise her halde son 100-150 yıl içinde eski “hazer-i fen” (ilim denizi) lerden biri olan rahmetli Necmeddin Okyay dışında bu işle uğraşan olmadığı gibi, onun bilgilerini aktardığı kimse olduğunu da sanmıyorum.
Siyah-beyaz televizyon zamanından hatırlıyorum. Belki siz de hatırlarsınız, çünkü o zamanlar seyredecek başka bir şey yoktu. Tek kanal TRT, el mahkum. İstesek de istemesek de genelde ne gösterirlerse izliyorduk:
Uzun uzadıya, bir Japon kılıcı nasıl yapılıyor, nasıl sertleştiriliyor, nasıl ve hangi yağla taşlanıp parlatılıyor, hangi ipek böceğinin hangi dudu yiyerek yaptığı özel ipekle siliniyor, vs., vs., vs..
Hiçbiriniz hatırlıyabiliyor musunuz? Babakale’deki belki de tek ustanın (adını hatırlayamadığım için üzgünüm) yaptığı bıçakları üstün körü gösteren güya bir “turizm” programından başka, bir Türk kılıcı veya bıçağı nasıl, hangi çelikten yapılır? Nasıl sertleştirilir, tavlanır veya temizlenir? Bir geleneksel bıçak kınının dikişi nasıl dikilir? Gördüğünüz, bildiğiniz 1 tane (YAZI İLE; YALNIZ BİR ADET) program var mı?