Keluli Damascus adalah keluli karbon komposit dengan corak yang kelihatan yang telah dicipta oleh manusia selama beberapa milenia. Salah satu jenis logam yang paling biasa dan pada masa yang sama paling mudah dibuat adalah apa yang dikenali sebagai “damask liar”. Ia dibuat dengan mengimpal sekumpulan jalur dari beberapa gred keluli, dengan penggubahan dan penempaan yang berulang. Kumpulan ini dipanaskan dalam kuali dan ditambah di atas dengan pelbagai bahan (dikenali sebagai fluks), yang mencair dengan skala yang terbentuk di permukaan plat, membersihkan dari permukaan pengimpal. Skala yang larut, fluks secara serentak membentuk slag cecair, melindungi permukaan logam daripada pengoksidaan lanjut. Kumpulan dengan slag cecair dipanaskan hingga ke suhu putih dan ditempa. Setelah pengimpalan pertama kumpulan ini, ia dibuka pada jalur dan dipotong menjadi beberapa kepingan, yang sekali lagi disusun dan dibuat pengimpalan kedua. Pengimpalan boleh diulang banyak kali sehingga ciri-ciri keluli yang diingini muncul. Akibatnya, lapisan logam dicampur secara rawak dan corak terbentuk di permukaan batang. Penampilan corak bergantung kepada bilangan lapisan dan gred keluli yang digunakan. Garis-garis terang dalam corak keluli memberikan tahap kromium atau nikel yang tinggi. Garis-garis gelap menunjukkan penggunaan keluli karbon.
Terdapat beberapa masalah standard yang berkaitan dengan penciptaan damask. Kualiti utama keluli Damascus dianggap sebagai lapisan bergantian logam dengan kandungan karbon tinggi, yang memberikan potongan yang agresif, dan kandungan karbon rendah, yang memberikan kekuatan. Walau bagaimanapun, semasa pengimpalan tempa lapisan dengan kandungan karbon yang berbeza, difusi karbon berlaku dan mereka bercampur. Ini merosakkan sifat pemotongan komponen tinggi-karbon kumpulan dengan mengurangkan jumlah karbon, dan jumlah pengimpalan yang banyak boleh mengurangkan kekuatan bilah. Selain itu, jumlah karbon boleh terbakar kepada jumlah yang ketara semasa proses pengimpalan, mengurangkan daya tahan keluli. Akibatnya, pengguna kerap kali tidak dapat meramal sifat bilah yang dihasilkan. Ia diketahui umum bahawa damask boleh tiba-tiba berhenti memotong tanpa sebab yang jelas bahkan pada pisau yang diasah dengan baik, ia boleh terkelupas, menjadi sangat rapuh. Pertarungan terhadap kelemahan ini dan pembangunan teknologi pengeluaran keluli serbuk mendorong pembuat pisau pertama kepada eksperimen artisan dengan keluli serbuk, dan kemudian kepada penerapan penyelesaian berteknologi tinggi yang kompleks.
Peranan utama dalam pembangunan teknologi moden pembuatan damask dimainkan oleh kemunculan peralatan teknikal baru dalam industri pisau. Mesin penempaan industri, relau busur elektrik dengan atmosfera terkawal, dll. mula digunakan untuk pembuatan keluli pisau. Khususnya, kilang penyepuhlaksanaan vakum khusus, yang meningkatkan produktiviti dan membolehkan pengembangan pengeluaran industri damask berdasarkan teknologi terbaru pematuhan serbuk.
Penggunaan teknologi vakum untuk pengeluaran keluli Damascus membolehkan penggunaan kedua-dua batang logam dan kaedah serbuk sebagai bahan mentah.
Kelebihan utama kaedah vakum untuk mengimpal plat damask tradisional adalah ketiadaan pengoksidaan logam semasa pemanasan. Ini membolehkan pengimpalan keluli tahan karat yang tinggi tanpa fluks. Plat yang disambungkan diimpal oleh pengimpalan difusi dalam ruang vakum di bawah tekanan. Kumpulan yang diimpal dengan cara ini diperluas menjadi plat, yang sekali lagi dikisar dan diimpal sehingga bilangan lapisan yang diperlukan diperoleh. Kaedah ini boleh digunakan untuk menghasilkan damask daripada keluli tahan karat dan aloi. Kaedah pengimpalan yang sangat baik untuk keluli aloi tinggi juga adalah penulisan kumpulan plat yang dikisar atau dibersihkan melalui kilang penyepuhlaksanaan vakum.
Kaedah vakum juga digunakan dalam pematuhan serbuk. Sebuah kapsul kedap, tanpa oksigen yang dipenuhi dengan wayar, serbuk logam atau campuran diletakkan dalam ruang yang diisi dengan gas inert dari gas-stat. Kapsul ini dipanaskan hingga 1200-1400°C dan ruang diisi dengan gas, hingga tekanan kira-kira 1500 atmosfera. Setelah pemadatan bahan komposit dalam tekanan selesai, cengkerang komposit yang dipadatkan dikeluarkan secara mekanik dan komposit yang dibersihkan dipenggilingkan atau digulung melalui kilang penggulung. Hampir sebarang jenis damask boleh dihasilkan dengan kaedah ini.
Kemunculan teknologi ini membolehkan syarikat-syarikat keluli besar untuk menghasilkan damask dalam jumlah yang sangat besar. Syarikat terbesar di antara ini adalah Damasteel AB dari Sweden, yang pada tahun 1996 menerima paten untuk pengeluaran bahan mentah damask serbuk. Teknologi pengeluaran Damasteel adalah “penekanan isostatik panas”, yang mengubah serbuk yang mengeras dengan cepat menjadi billet padat. Serbuk dari dua atau lebih jenis keluli diletakkan di tengah kapsul keluli di mana vakum dihasilkan dan ditutup secara hermetik. Serbuk dipadatkan bersama di bawah tekanan tinggi dalam mesin penekanan isostatik panas. Penekanan berterusan sehingga ketumpatan mencapai 100%. Damasteel menghasilkan dua jenis billet melalui pematuhan serbuk – batang dengan corak koncentri yang berlapis dan kumpulan multilayer dengan lapisan selari. Billet ini kemudian boleh digunakan untuk mencipta corak yang lebih kompleks dalam proses penempaan.
Kelebihan keluli Damasteel adalah ketahanan terhadap kakisan yang tinggi, rejim perlakuan haba yang dapat diramal, komposisi kimia yang tulen dengan kekotoran yang minimum, sifat pemotongan yang sangat baik apabila dicampur dengan vanadium. Ia juga penting bahawa kekerasan logam selepas perlakuan haba mencapai 63.5 HRC. Dengan damask biasa, adalah mustahil untuk bercakap dengan tepat tentang kekerasan, kerana ia akan sangat tidak homogen di seluruh bilah setelah penempaan. Damask serbuk menyelesaikan masalah ini dengan mencipta struktur homogen. Selain digunakan untuk membuat pisau, keluli Damascus juga digunakan untuk mencipta pelbagai barang kemas dan perhiasan. Keluli Damasteel juga digunakan untuk mencipta barang yang dibuat dengan teknik mokume-gane Jepun.
Damasteel berdasarkan keluli RWL34, keluli karbon tinggi yang dipulihkan dan dicampurkan dengan molibdenum dan vanadium, dengan ketahanan korosi sederhana. Ia dihasilkan oleh Damasteel AB sendiri. Ia mempunyai kombinasi yang baik antara ketahanan tepi pemotongan, ketahanan korosi dan sifat mekanikal, dan mengekalkan tepi pemotongan yang nipis dengan baik. Ia mempunyai sejumlah besar elemen aloi, termasuk mangan, molibdenum, vanadium, kromium, dan sulfur. Dengan kekerasannya yang tinggi, keluli ini mudah diproses – dikisar dan digilap, ia sangat baik untuk bilah geometri kompleks dan dianggap sebagai salah satu keluli terbaik untuk ukiran artistik. Beberapa kumpulan damask dihasilkan dengan menggunakan keluli ini, yang paling popular di antaranya adalah:
Paket DS93X adalah keluli martensitik dengan corak keluli Damascus. Ia terdiri daripada dua gred keluli pisau yang mengeras yang berbeza. Komponen terang adalah keluli serbuk RWL34 dan komponen gelap adalah keluli karbon RMS-27.
Paket Damacore DC18N juga merupakan keluli martensitik. Ia mengandungi tiga aloi yang berbeza. Teras tengah terdiri daripada N11X, keluli aloi dengan kandungan nitrogen tinggi. Lapisan luar dengan corak damask terdiri daripada RWL34 dan PMC27. Keluli ini mempunyai kekerasan tinggi selepas penyejukan dan melembutkan.
Kedua-dua paket mempunyai ketahanan kakisan yang sangat baik dan kekuatan mekanikal yang tinggi. Keluli ini juga mempunyai keuletan yang baik dan mudah dikisar dan digilap.
Jadi, di atas contoh damask serbuk, kita melihat gabungan harmoni antara teknologi kuno pengeluaran keluli yang indah dan kuat, dengan teknologi pemprosesan serbuk yang paling maju.