¿Aleaciones alternativas para armas y armaduras?

Resistencia a la tracción

Empecemos por hacer medible la utilidad de una aleación. Usaré la unidad MPa como indicador de la resistencia a la perforación.

En aras de la comparación, aquí hay algunos valores:

• piel humana: 20
• aluminio: 45
• oro: 100
• cobre: ​​210
• hierro: 350
• latón: 550

A juzgar por esta tabla, el latón parece ser la mejor opción para una armadura y, de hecho, lo es. Al menos mientras no quieras moverte tanto. El latón tiene una densidad más alta que el hierro (8,7 a 7,8). También debe tener en cuenta que el latón es más caro que el hierro.

endurecimiento por precipitación

Ahora, para obtener algunas aleaciones decentes, su civilización necesita conocer el arte del endurecimiento por precipitación , que no es tan difícil si usa materiales que tienen un punto de fusión bajo como el aluminio.

Aleación de magnesio

Si su civilización descubre magnesio (alta probabilidad ya que es el cuarto recurso más abundante de la tierra) tiene otro componente de alto potencial para crear aleaciones fuertes.

Si junta aluminio y magnesio, puede crear una aleación muy fuerte con un MPa de 450 ( aleaciones de aluminio ) y una densidad muy baja, lo que la convierte en una armadura liviana más poderosa que el hierro. El uso de un material liviano como este le permitiría construir armaduras de placas en las que podría moverse más libremente o una cota de malla casi tan liviana como una armadura de cuero pero mucho más resistente a las perforaciones. Por otro lado, usarlo como arma tiene la desventaja del peso, ya que necesitas algo de peso para cortar una armadura o romper algunos huesos. Por lo tanto, no debe usarlo para un arma que no sea cortante.

Hay mucho más aluminio - aleaciones y aleaciones de magnesio. Eche un vistazo usted mismo, pero la mayoría de estas aleaciones exigen un mayor nivel de tecnología. Eche un vistazo a la aleación de aluminio y zinc con un MPa de 700, por ejemplo.

Placas de armadura de cerámica

Puede usar placas de cerámica en chalecos para obtener una armadura protectora de alta penetración. La cerámica se usa en muchas armaduras compuestas modernas y chalecos antibalas. Sin embargo, la armadura de cerámica es una armadura de un solo uso, ya que la cerámica tiende a romperse después de recibir un golpe o dos. Como la cerámica es mucho más ligera que el acero o el hierro, el chaleco de cerámica parece ser útil para los hostigadores: ataque rápido, retirada rápida, bajas mínimas.

Armadura de seda

Esto suena ridículo al principio, pero la horda mongola usaba armaduras de seda que eran mucho más protectoras contra la penetración que las armaduras de placas europeas. Por encima de la gruesa armadura de seda, han usado una armadura de escamas para protegerlos del daño por corte. La armadura de seda era súper efectiva ya que era muy ligera y difícilmente penetrable por lanzas y flechas por igual. La seda del gusano de seda tiene una densidad de alrededor de 1,3 y un MPa de 500. Obviamente, no es adecuada como arma.

El desarrollo del bronce (y fue el rey de las armas y armaduras de metal durante unos 5 milenios) se debe a una serie de factores. Primero, es (obviamente) derivado del cobre. Y el cobre tiene una serie de ventajas peculiares. Primero, los depósitos de mineral de cobre a menudo se asocian con pequeñas cantidades de cobre nativo. El cobre tiene dos virtudes relevantes: tiene un punto de fusión bajo y puede ser templado por trabajo. Entonces, esos trozos de cobre nativo pueden convertirse en armas que son superiores al hueso y la piedra sin una enorme base tecnológica. Y los minerales de cobre que se encuentran cerca se pueden purificar simplemente calentándolos (en lugar de requerir un flujo no obvio), por lo que las mismas técnicas utilizadas para trabajar el cobre nativo podrían conducir al descubrimiento de la fundición sin demasiado esfuerzo. Una vez que se descubre la idea general, se No es descabellado esperar que algún trabajador metalúrgico con mentalidad experimental lleve la idea más allá. No tomó mucho para darse cuenta de que la adición de otros metales produjo un metal que era mucho más fácil de fundir y era más fuerte y más duro que el cobre puro. (ETA: aunque esos metales adicionales se agregaron como otros minerales o minerales, en lugar de como lingotes terminados).

Los primeros bronces fueron bronces de arsénico, pero en algún momento se notó que el estaño daba resultados superiores. Esto no fue útil de inmediato, ya que el arsénico a menudo se asociaba con los complejos minerales que producían cobre, pero en la época romana la explotación y el comercio de las minas de estaño británicas estaban bien establecidos.

La aleación de cobre y zinc produce latón, que en realidad es más duro que el bronce, pero los principales yacimientos de zinc se encuentran en América del Norte, Australia e Irán. Los primeros dos no cuentan, pero no está claro por qué no se estableció ningún comercio para proporcionar zinc iraní para reemplazar el estaño británico.

Hay varias otras aleaciones de bronce posibles, especialmente aluminio y silicio. Ambos requieren temperaturas mucho más altas que el estaño.

Entonces, para el desarrollo de aleaciones de cobre, el bronce de arsénico, el bronce de estaño y el latón son los únicos contendientes, y no está claro que haya mucho para elegir entre ellos en lo que respecta a armas y armaduras.

¿Hay alguna alternativa? Mirando lo que produce metales nativos (para poner en marcha el proceso de desarrollo), no mucho. El oro y la plata (si bien son tentadores desde un punto de vista estético) se pueden fundir a baja temperatura, pero simplemente no producen materiales que sean fuertes o duros. Algunos de los metales del grupo del platino (como el platino, por ejemplo) pueden producir un metal bastante duro, pero todos tienen puntos de fusión altos. Otros metales que tienen puntos de fusión razonables tienden a ser blandos y los metales más duros tienden a tener un punto de fusión alto. Antes del desarrollo del coque, incluso el hierro era muy difícil de fundir y, por lo general, se producía como flores que se purificaban mediante el trabajo (de ahí el "hierro forjado"). Además, por supuesto, muchos son difíciles de producir ya que se oxidan rápidamente a altas temperaturas.

Entonces, considerando todas las cosas, el único cambio semi-importante que puedo sugerir es el reemplazo del bronce con latón, y eso significa que su sociedad ficticia no ha llegado a la Edad del Hierro.

Agregaré una respuesta a pesar de que ya se eligió una, ya que quiero agregar algunas cosas que no noté que se mencionaron y no tiene sentido agregar una "lista de cosas que nadie mencionó que pude ver" como un comentario a cualquiera una respuesta aleatoria o la pregunta.

Aleaciones de cobre

Ya lo mencionaron otros, pero noté que nadie mencionó por qué las personas comenzaron a usar hierro tan pronto como tuvieron la tecnología.

En pocas palabras, las aleaciones de cobre son demasiado dúctiles. Si se usan como armas, tienden a deformarse, doblarse y perder el filo que el herrero trató de darles. Esto los hace prácticamente inútiles para cualquier arma con punta o filo. Y las armas con una longitud de metal, como espadas y algunas armas de asta, tendrían problemas para doblarse.

En una nota positiva, son difíciles de romper, razón por la cual se usaron para cañones y cartuchos. De manera similar, probablemente (si son más baratos debido a que los metales son más comunes) verían uso en armaduras. El bronce y el latón en realidad se usaron en armaduras a pesar de que el hierro estaba disponible, si era asequible.

Hierro meteórico

Lo primero que se me ocurrió fue que algunos metales son más comunes que en la Tierra por alguna razón. Si el área de su civilización fue golpeada por una lluvia de meteoritos de hierro y níquel, el hierro meteórico podría ser lo suficientemente común como para causar un cambio fundamental en la metalurgia.

¿Por qué importa qué tipo de plancha usas? Porque el hierro meteórico es en realidad una aleación de níquel-hierro. Se encuentra como aleación pura, no se necesita refinación. El contenido de níquel también le da una mejor resistencia a la corrosión. Creo que la mayoría de las aleaciones también son más fáciles de trabajar que el hierro.

Como beneficio adicional, puede tener una estructura cristalina exótica que se ve bonita, puede ser magnética (también conocida como "mágica") y puede decirse legítimamente que es un regalo del cielo.

Un efecto secundario es que tal abundancia probablemente estaría localizada, por lo que un área específica probablemente tendría una gran ventaja en la disponibilidad.

También tenga en cuenta que el níquel no es tan raro, por lo que las aleaciones de hierro-níquel o cuproníquel también podrían ser posibles soluciones. Sin embargo, dudo que alguien inventaría eso sin tener una metalurgia lo suficientemente buena para el acero.

También hay un "hierro telúrico" similar, si no te gustan los regalos de los cielos.

Madera

El bambú, por ejemplo, se puede endurecer para hacer cuchillos decentes y buenas lanzas. Si bien los metales suelen ser mejores, en realidad puedes fabricar armas y armaduras con madera.

Y la superioridad de los metales solo es un problema si tu oponente realmente tiene equipo de metal. Para construir un escenario no es gran cosa. Con tal de recordar las limitaciones que causaría el no tener herramientas de hierro para la agricultura, la albañilería, la carpintería, y tantas otras cosas que se transformaron por el acceso al metal barato que mantiene una ventaja.

Vaso

En teoría, puedes hacer armas y armaduras de vidrio. Simplemente no tiene ningún sentido si tienes acceso a los metales. El gran problema es la fragilidad. El vidrio tiene tendencia a romperse con un impacto fuerte. Esta no es una buena característica para un arma o armadura.

La solución más sencilla debería ser laminarlo con un material que evite que se propaguen las grietas. El latón, el bronce, el cobre, la plata, el oro o sus aleaciones deberían funcionar si las capas son lo suficientemente delgadas. Tenga en cuenta que no necesita mucho metal. También tenga en cuenta que la fabricación de una hoja de este tipo seguramente sería un gran dolor. Realmente no tiene ningún sentido si puede usar metal a granel en su lugar.

Aunque una espada laminada de vidrio y oro sería genial... Y tendría la resistencia a la corrosión para ser una "reliquia sagrada" durante mucho tiempo. Probablemente podría sobrevivir a la especie que lo creó. En una historia de fantasía, una espada que se creó en los albores de los tiempos y ha sido sagrada para múltiples especies dominantes a medida que se elevan, florecen y finalmente se extinguen, podría ser un buen elemento de la historia.

Probablemente querrás hacer solo el borde del laminado y el resto del arma de madera en una construcción similar a la que los aztecas usaban con obsidiana. Aunque el laminado sería más duradero, podría usar una sola cuchilla en lugar de varias microcuchillas.

Nunca tiene sentido hacer una armadura de vidrio premoderna, ya que puedes usar armaduras de madera, cuerno, cuero endurecido y tela. La estructura compuesta necesaria es demasiado compleja sin la tecnología moderna.

Roca

Puedes hacer armas y armaduras con piedra, ya que hay una gran variedad de piedras. Invariablemente pierden frente al metal en la facilidad de trabajarlos en formas duraderas. Pero si el metal era desconocido o no estaba disponible y la piedra adecuada era común, podría suceder. O tal vez solo las espadas hechas de jade pueden cortar a los demonios y las armaduras de jade proteger de su corrupción...

La piedra inmóvil se puede utilizar en combinación con otros materiales para fabricar armas y armaduras eficaces. Esencialmente, el otro material proporciona formas y resistencia, mientras que las piedras pequeñas unidas o incrustadas proporcionan la dureza. El concreto es en realidad un compuesto de este tipo con diferentes objetivos. Tales armas y armaduras son prácticas pero requieren mucho trabajo y mantenimiento.

Como mencioné antes, los aztecas tenían una "espada" con pequeñas hojas de obsidiana formando un borde cortante. Fue bastante efectivo hasta que golpeó la armadura de metal...

Resumen

De lo anterior, el hierro meteórico es probablemente una respuesta utilizable. Las aleaciones de bronce, la madera y la piedra caen en la categoría de "es bueno saberlo y podría ser de uso marginal en algún momento". Como dije, este es un comentario extenso que no encaja como comentario. La sección de vidrio es solo una curiosidad. Probablemente sea demasiado complejo para ser inventado por una civilización que realmente lo necesita. Pero si quieres algo realmente raro que venga de un pasado lejano o una raza realmente exótica...

Un trío de cosas para una combinación peligrosa sería latón, bambú y laca. Agregue resina a la mezcla y tendrá un poderoso conjunto de herramientas para armas y armería laminada.

Eventualmente, el hierro temprano tendría problemas para competir contra este combo, ya que el bambú flexible ayudaría al latón a mantener su forma, no el borde. La resina endurecida y la laca se pueden pulir a una nitidez cercana al vidrio.

Refuerce el borde posterior o el centro con bambú, cubra el borde con Laquer y pula hasta que quede afilado.

(Proporcionaría enlaces, pero trabajando desde el teléfono. La laca se usaba en la antigua China como un sello transparente y teñido. Se derivaba de algún tipo de savia.

La resina era otro material a base de savia que las culturas vikinga y celta usaban para sellar barcos y cascos de barcos).

Los comentarios aquí han mencionado el níquel , pero otro excelente candidato sería el manganeso . El manganeso se agrega en pequeñas cantidades a muchos aceros, pero si lo hace del 12% al 15% de su mezcla, termina con Manganese Steel , también conocido como Hadfield Steel . El manganeso, y hasta cierto punto también el níquel, pueden permitir que el acero permanezca en su fase austenita a temperatura ambiente.

El acero austenítico es fundamentalmente diferente del acero al que probablemente esté acostumbrado. Una peculiaridad extraña es que ni siquiera es magnético. El acero al carbono normal solo se convierte en austenita a más de 727C. Es significativamente más suave que el acero ordinario, pero también significativamente más resistente como resultado. ¡Para una ventaja adicional, los aceros Mangalloy son increíblemente resistentes al trabajo! Esto significa que cuanto más los golpeas con, por ejemplo, un martillo, ¡más dura se vuelve la superficie! Esto permite una armadura que tiene una capa superficial dura, con una capa inferior más dura.

El acero Hadfield fue el primer acero descubierto que se comportó de manera fundamentalmente diferente a los aceros al carbono. Antes, había que elegir entre acero con alto contenido de carbono, duro pero quebradizo, o acero con bajo contenido de carbono, blando pero resistente. Si bien puede haber mejores elementos para agregar a su armadura de acero que el níquel o el manganeso, por ejemplo , el molibdeno , tanto el níquel como el manganeso se pueden extraer de sus minerales fundiéndolos de manera similar al hierro. ¡Los elementos incluso se encuentran a menudo cerca! Si todavía tiene problemas para encontrar una buena vena, las bolas crecen en el fondo del océano. (¡Espero que conozcas a una sirena!)

Por supuesto, sabiendo poco sobre el manganeso, su gente medieval no sabría acerca de sus propiedades, incluso si la tecnología necesaria para producirlo es lo suficientemente simple.

El metal es meh. Al menos en lo que respecta a la armadura. Los composites son probablemente mucho más útiles, y sí, podrías hacer composites decentes con cola de caballo y tela.

Hay algunas posibilidades de materiales útiles y exóticos que habrían estado disponibles para la gente medieval, ya sea junto con los materiales regulares o en lugar de ellos.

Las telas en capas con pegamento en el medio probablemente habrían sido útiles contra armas punzantes y cortantes. Mientras que la variante que me vino a la mente fue el linotórax griego . Sin embargo, mientras que los griegos usaban lino, la seda podría ser un tejido útil aquí: si se hace correctamente, es a prueba de balas y los mongoles la usaron como parte de su armadura. Sospecho que en lugar de un solo material, una combinación de materiales y armadura en capas funcionaría bien.

Si quisiéramos volvernos un poco locos, tal vez domesticar arañas para una seda súper fuerte.

En cuanto a las armas, una vez más, hay opciones interesantes que no son de metal. La obsidiana hizo buenas hojas afiladas, y sospecho que todo el trabajo del vidrio no estaba a la altura de los estándares modernos, incluso el vidrio de mala calidad podría afilarse en algo punzante o acuchillado, tal vez usado como un Macuahuitl o Tepoztopilli

Algo que no creo que se haya abordado hasta ahora: ¡Aceros!

El acero medieval, aunque bueno para su época, no es tan bueno en comparación con los aceros más modernos, ya que era poco más que capas de hierro carburado; requiere mucho trabajo para producir, ya que requiere un herrero hábil que sepa exactamente lo que está haciendo.

Es posible que su sociedad equivalente medieval haya desarrollado mejores técnicas de fabricación de acero; tal vez el acero al crisol (patentado por primera vez en Europa en el siglo XVIII, aunque presente en Asia durante mucho más tiempo) haya hecho una aparición temprana.

Dado que se trajeron al tema otros materiales no metálicos, tiene diferentes fibras que son protectoras; por ejemplo, algodón, especialmente contra daños por contundencia, pero también perforaciones si se fabrican especialmente. Pero aún mejor es la fibra de cáñamo, a partir de la cual se fabrican las ropas antibalas en la actualidad.

Tienes aleaciones de cobre/oro que se hicieron para la minería en culturas con poco o ningún conocimiento de la metalurgia del acero (Incas) y para armaduras por su dureza (Corea).