Engang i 600-tallet døde en velhavende mand og blev begravet, som skik og brug var:
Familien bar hans døde krop op til gravpladsen, de gravede et hul i jorden og lagde ham i det – på ryggen med armene ned langs siden og iført det tøj, han havde haft på, da han holdt op med at trække vejret.
I graven lagde de også hans hund, hans kniv og hans sværd. Hunden ved hans fødder, kniven i hans bælte og det lange, enæggede sværd ned langs hans venstre side.
For langt var det, sværdet. Klingen var næsten 1 m lang og mere end ½ cm bred over ryggen. Det var både kraftigt og tungt.
Så det var ikke uden grund, at det mod slutningen af jernalderen var det foretrukne våben, når mænds status skulle markeres ved gravlæggelser. Både her og i områderne omkring os.
Nu ved vi, hvordan sværdene blev smedet
Først hundrede år senere, med vikingetidens begyndelse, dukkede det tveæggede sværd for alvor op igen som statusmarkør efter at have været lagt på hylden siden den romerske jernalder.
Det er gammel viden. Det nye er, at vi nu ved, hvordan sværdene blev smedet.
Det gælder både de enæggede sværd fra den sene jernalder og de tveæggede sværd fra vikingetiden.
Men var begge sværd virkelig lige så effektive, som de var imponerede?
Det skal allerede nu afsløres, at det ikke kun var sværdenes form, der var forskel på. Der var også forskel på de jernkvaliteter, der blev anvendt, og på, hvordan smedningen var udført.
Hvis der er nok kulstof, bliver jern til stål
I sen jernalder og vikingetid var jern ikke bare jern, men et materiale, der som i dag havde flere forskellige kvaliteter.
Kemisk var det ganske rent og indeholdt kun ganske små mængder fremmedstoffer (under én procent), primært var det fosfor og kulstof.
Alligevel forstod de gamle smede at udnytte disse nuancer: Det rene jern var blødt og svejsede ved lav temperatur, fosforjernet kunne ætses til en smuk, sølvglinsende farve og kulstofjernet, eller stålet, kunne hærdes og blive meget hårdt.
I de danske vikingetidssmedjer arbejdede smedene med jern, der indeholdt omkring 0,8 procent kulstof, og det var et materiale der, når det blev hærdet, kunne få en hårdhed svarende til den, der er i moderne værktøjsstål.
Forskellen på jern og stål er netop, hvor meget kulstof, der er i jernet: Jern, der indeholder mere end ca. 0,35 procent kulstof, kan hærdes og kaldes derfor for stål.
\ Læs mere
Tusind års erfaringer ned i sværdet
Fælles for alle fortidens jernkvaliteter var, at de – modsat det moderne jern – indeholdt slagge (et restprodukt ved produktionen).
For den gamle jernudvindingsproces var ikke særlig effektiv, og man nærmede sig aldrig den temperatur, hvor jern og slagge blev fuldstændigt adskilt.
De bittesmå stykker slagge inde i jernet var fanget i reduktionsprocessen og fulgte med, når jernsvampen blev banket til jernstykker, og stykkerne smedet til sværd.
Det har krævet stor erfaring at smede med det slaggefyldte jern, fordi de små stykker slagge gradvist arbejdede sig frem til jernets overflade under hammerens slag.
Skete det, kunne de ikke alene skæmme sværdets udseende, de kunne også være direkte ødelæggende for kvaliteten, hvis de kom frem på et kritisk sted, i sværdets æg eller på overgangen mellem klinge og tange.
Men 600-tallets smede var dygtige – de trak på erfaringerne fra mere end tusind års arbejde med slaggefyldt jern.
Et kig ind i sværdet
Hvis man skærer en sværdklinge igennem og placerer prøven med tværsnittet under et mikroskop, kan man tydeligt se, hvor mange stykker jern den er smedet af, ligesom man kan vurdere svejsningerne mellem stykkerne og bestemme kvaliteten af de enkelte stykker jern.
Og så kan man se mængden og formen på de små stykker slagge, der ligger inde i jernet.
Forsøg med jernudvinding og smedning i Sagnlandet i Lejre har vist, at slaggen er mange og runde i det jern, der lige er taget ud af ovnen, men at de bliver færre og fladere, jo mere der smedes på det.
\ Læs mere
Så ud fra de små tværsnit kan man altså ikke alene bestemme jernets indhold af kulstof og fosfor, men man kan også få en idé om, hvor længe der er smedet på de enkelte jernstykker, og hvor dygtig en håndværker smeden var.
En god, men knap så effektiv, håndværker
Tværsnit af 600-tallets enæggede sværdklinger viser, at de er smedet af adskillige stykker rent jern, der har mange og ovale slaggeindeslutninger og næsten intet indhold af kulstof.
Men jernstykkerne er ofte homogene, og svejsningerne pæne, så smeden har været en god håndværker – også selvom jernet er lidt tilfældigt udvalgt og lidt uhensigtsmæssigt placeret.
De stykker, der indeholdt en lille smule kulstof, er nemlig sjældent anvendt som ægstål.
Det kan undre, når stålet er så meget hårdere.
Men måske gjorde smeden sig mere umage for at smede en klinge med en bestemt størrelse og form end på at optimere dens brugsegenskaber, da kamp måske spillede en anden rolle i den sene jernalder, end den gjorde i vikingetiden.
Som et propelfly vs. en F16 jager
Smede-teknikken er en helt anden i vikingetidens tveæggede sværd.
Selvom de også er smedet af lokalt produceret jern, hvor det rene jern kan indeholde en hel del oval slagge, er det en anden jernkvalitet, der spiller hovedrollen: Det hærdbare stål.
I vikingetiden valgte smedene nemlig konsekvent en ny teknik, hvor de kombinerede det rene jern i klingens midte med stålet langs æggene.
Og stålet har ofte kun få og meget flade stykker slagge, hvilket tyder på, at det er bearbejdet i længere tid end det rene jern. Her blev der lagt vægt på udseende, men især på effektivitet.
\ Læs mere
Forskellen er på ingen måde ubetydelig.
At sammenligne et sværd, der er smedet af rent jern, med et sværd, der har en æg af stål, er som at sammenligne en propelflyvemaskine med en F16.
Man kan sagtens skære og hugge og stikke med et jernsværd, men hvis det har en æg af stål, er det meget, meget mere effektivt.
\ Læs mere
\ ForskerZonen
Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.
ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.
Fra jernalder til stålalder
Det er værd at bemærke, at dette smedeteknologiske skifte mellem yngre jernalder og vikingetid, hvor stålet for alvor vinder indpas i de danske smedjer, ikke alene omfatter de statusindikerende sværdklinger.
Også knivene, der ligger i de almindelige vikingebønders grave, er – modsat jernalderens knive – smedet af velbearbejdet stål mellem to stykker jern.
Det er en optimal knivkonstruktion, der kombinerer stålets styrke med jernets fleksibilitet i en uopslidelig klinge.
Denne konsekvente anvendelse af stål i skærende våben og redskaber må have medført en meget stor forbedring af effektiviteten af både våben og redskaber.
Den velhavende mand, der døde og blev begravet i vikingetiden, kom også i graven fuldt påklædt, liggende på ryggen og med armene ned langs siden. Han kunne også få sin hund med i graven, sin kniv i bæltet og sit sværd lagt ned langs sin venstre side.
Den store forskel fra jernalderen var, at både hans sværd og hans kniv havde en æg af stål.
\ Læs mere
\ Kilder
- Henriette Syrach Lyngstrøms profil (KU)
- 'Slaggeaftapningsovne i Danmark, udgravninger og forsøg' fra bogen 'Ovnstypologi og ovnskronologi i den nordiske jenvinna' Rundberget et al. (2013)
- 'Slag-tapping furnaces in Denmark, excavations and experiments' (2013)
- 'Summary til Dansk Jern, en kulturhistorisk analyse af fremstilling, fordeling og forbrug' (2008)
\ Gammelt jern – set med arkæologens øjne
Inden for det nuværende Danmarks grænser har man fremstillet og anvendt jern af lokal myremalm i to tusind år:
Fra de første jernudvindingsovne blev bygget omkring år 500 f.v.t. til engang i 1500-tallet, da de midtjyske bønder for sidste gang sendte egenproduceret jern til kongens smedjer på Bremerholm i København.
I løbet af disse to tusind år forekom adskillige teknologiske, økonomiske og sociale forskelle i håndværket, der både kom til udtryk i den måde, som ovnene blev bygget på, i procesforløbet og i variationen af de jernkvaliteter, der blev foretrukket.
Ved udvindingen var det den flydende slagge, der smeltede fra det faste jern, ligesom smeden øgede jernets mængde ved at svejse metalstykke til metalstykke og ikke – som med kobber, tin, bly, guld eller sølv – ved at hælde flydende metal sammen.
Som arkæolog kan man derfor gå på udgravning inden i det gamle jern og identificere og analysere de enkelte stykker jern, som smeden valgte, da han skulle smede et redskab eller våben, ligesom man kan vurdere, hvor god han var til at svejse stykkerne sammen.
Jern, der indeholder mere end ca. 0,35 procent kulstof, kan hærdes og kaldes derfor for stål. Stål anvendes først systematisk i de danske smedjer fra engang i 700-tallet.
\ Gammelt jern – set med metallurgens øjne
Ved jernudvindingsprocessen blev silikater – primært sand (SiO2) og ler – samt det oxygen (O), der kemisk er bundet til jern i myremalm (Fe2O3), fjernet.
Det skete med en temperatur, der var høj nok til at smelte silikaterne til flydende slagge (ca. 1300oC), og med kulmonooxid (CO), der fraspaltede oxygen.
Forbrænding af trækul udvikler både en høj temperatur og gasser, der har en passende mængde kulmonooxid. Metallurger analyserer ikke alene kemien i det gamle jern, men også de processer, der skete i jernudvindingsovnen.
Derfor ved vi, at forbrændingen også udvikler nitrogen (N), kuldioxid (CO2) og oxygen (O). Nitrogen vil ikke påvirke processen, men kuldioxid og oxygen vil hæmme den, da de kan forbrænde det jern, der allerede var dannet.
I modsætning til den moderne jernteknologi, dannedes jernet dengang som faste partikler, der sintrede sammen til en porøs jernsvamp af relativt rent jern.
Processen fra Fe2O3 til Fe skete trinvist, og kaldes derfor også en reduktionsproces. I jernalder, vikingetid og middelalder var denne proces ikke fuldkommen, så jernet indeholdt små slaggeindeslutninger ligesom den flydende slagge var jernholdig.
Fortidens smede har sandsynligvis kunnet genkende de forskellige jernkvaliteter ved at iagttage den varme jernsvamp, og kulstofjern eller stål har været en eftertragtet jernkvalitet i vikingetiden.
