कर्नाटक अणि आंध्र प्रदेश या राज्यांतील स्थानिक भाषेत पोलादास ‘उक्कु’ (Ukku) असे म्हणतात. यूरोपीयन प्रवाशांमुळे या शब्दाचा अपभ्रंश होऊन ‘वुट्झ’ हे नाव तयार झाले असावे. वुट्झ पोलादाचे तंत्रज्ञान हैदराबादजवळील कोणसमुद्रम, सालेम, मलबार आणि गोवळकोंडा या ठिकाणी विकसित झाले. हे तंत्रज्ञान कार्बनीकरण(Carburizing) आणि विकार्बनीकरण (Decarburizing) पद्धतीवर आधारलेले होते.
अ) कार्बनीकरण पद्धतीमध्ये ३५० ग्रॅमवजनाचे घडीव लोखंडाचे तुकडे व ३५ ग्रॅमवजनाचा लाकडी भुगा आइस्क्रीम कोनासारख्या आकारांच्या मुशींमध्ये (Crucible) कॅसिआ ऑरिक्युलेटा (Casia Articulata) या वनस्पतीच्या पाल्याबरोबर भरले जात. मुशींकरिता( ५०-७५ मिलिमीटर व्यास आणि १५०-१७५ मिलिमीटर लांबी ) खास उत्तापसह (refractory) माती वापरली जात असे आणि मूस पक्की बंद केली जात असे. २०-२५ मुशी भट्टीत वर्तुळाकार रचण्यात येत. भट्टीत लाकडी कोळसा अग्नी प्रज्वलित करण्यात येत असे.कातडी भात्याने हवेचा झोत सोडल्यामुळे भट्टीच्या मध्यभागी १५५०º से. इतके तापमान निर्माण होत असे. साधारणतः २४ तासांनंतर वितळलेले पोलाद असलेल्या अनेक मुशी भट्टीच्या तळाकडील जागेत सावकाश थंड करण्यात येत. मुशी थंड झाल्यावर त्या फोडून आतील २५०-३५० ग्रॅम वजनाचे पोलादाचे गोळे बाहेर काढण्यात येत.
आ) विकार्बनीकरण पद्धतीमध्ये पांढऱ्या बिडाचे तुकडे (White Cast iron) लोखंडातील वितळलेल्या मळीबरोबर एक किंवा दोन कप्प्यांच्या भट्टीमध्ये तापवण्यात येत. भट्टीच्या खालच्या कप्प्यात लोणारी कोळसा प्रज्वलित करून वितळलेल्या स्वरूपात मळींचे मिश्रण तयार करण्यात येत असे. वरच्या कप्प्यात प्रदीप्त लोणारी कोळशाच्या राशींमुळे भट्टीत येणारी हवा तप्त होऊन गरम हवेचा झोत निर्माण होई. यामुळे लोखंडाच्या वितळलेल्या मळीबरोबर अभिक्रिया होत असे. परिणामी बीड लोखंडातील कार्बन आणि फॉस्फरस यांचे प्रमाण कमी होऊन पोलाद तयार होत असे. वूट्झ पोलादाचे ठोकळे (Ingots) दक्षिण भारतातून मध्य पूर्वेकडील देश, यूरोप आणि चीन या ठिकाणी निर्यात होत. सिरियाची राजधानी दमास्कसमधील लोहार तलवारी (Damascus Swords) तयार करीत आणि युरोपातील महाराजांना विकत.
वुट्झ पोलादामध्ये आकार्यता (Plasticity), शरणप्रतिबल (Yield strength), अंतिम-ताण-सामर्थ्य (Ultimate strength) यांचा मिलाफ आढळून येतो. यामुळे पोलादाची भंग-प्रतिबलक्षमता (Fracture strength) उच्च प्रतीची असते. सामान्य पोलादामध्ये स्फटिक-सीमा-रेषेवरील सिमेंटाइटमुळे – कार्बन व लोह यांच्या संयुगामुळे – चिवटपणा कमी होतो. परंतु वुट्झ पोलादापासून तलवारीसारख्या वस्तू घडविताना अतिआकार्यता घडाईचा (Super plastic forging) वापर केल्यामुळे सिमेंटाइट तुटून गोलाकार संरचना तयार होते. फेराइट – शुद्ध लोह – आणि सिमेंटाइट स्फटिकांचा आकारही कमी होतो आणि तारक्षमता आणि चिवटपणा वाढतो. वुट्झ पोलादामध्ये क्रोमियम, व्हॅनेडियम, मँगनीज,निओबियम आणि मॉलिब्डेनम असतात. या मूलद्रव्यांच्या सूक्ष्म विलग्ननामुळे कार्बाइडच्या जोडरेषा निर्माण होतात. २००४ मध्ये जर्मनीमधील वेनैर कोचमन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांना इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीच्या साहाय्याने केलेल्या अभ्यासात वूट्झ पोलादामध्ये कार्बन नॅनोटयूब्ज – अतिसूक्ष्म नलिका – आढळून आल्या. या कार्बन नॅनो ट्युब्जमधील सिमेंटाइटच्या नॅनो वायर्स – अतिसूक्ष्म तारा – स्थानभ्रंश दोष किंवा विस्थापन दोष (Dislocation) यांना अटकाव करतात. परिणामी वुट्झ पोलादातील भेगप्रसरण (Crack propagation) थांबते आणि त्याला सामर्थ्य प्राप्त होते.
संदर्भ :
- डॉ. देशपांडे, प्रविण प्रल्हाद,प्राचीन आणि मध्ययुगीन भारतीय धातुशास्त्राचा संक्षिप्त इतिहास, राज्य मराठी विकास संस्था,मुंबई,२०१४.
समीक्षक – बाळ फोंडके
