El manganeso fue el primer acero aleado

Mangalloy fue el primer acero aleado , fabricado por Robert Hadfield en 1882; así que es tan buen lugar para empezar como cualquier otro.

Mi investigación sobre los métodos de fabricación de acero de la época no es concluyente, pero estoy razonablemente seguro de que el método de calentamiento que Hadfield usó como el proceso Siemens-Martin , también llamado horno de hogar abierto.

Antiguos métodos de fundición.

Primero, un resumen de varios métodos antiguos de fundición.

• Bloomery : El tipo de horno más antiguo, este es solo un pozo o chimenea hecha de arcilla o piedra. Pones el hierro, lo calientas con combustible y un fuelle, y luego sacas la masa brillante para darle la forma que deseas. El horno realmente no se puede escalar y no derretirá completamente el hierro. Este proceso convierte el mineral directamente en

• Horno de cúpula : los chinos nunca desarrollaron flores, sino que fueron directamente a la fundición de hierro. No está del todo claro qué tipo de fragua usaron, pero evidentemente podría alcanzar los 1130 C y fundir el mineral de hierro. Esto se puede verter en moldes y moldear.

• Forja fina : el hierro fundido es frágil y casi inútil, por lo que en un par de siglos los chinos inventaron la forja fina, donde el hierro fundido se calienta y se golpea repetidamente para eliminar las impurezas y hacer hierro forjado.

• Alto horno : en un alto horno, el combustible se alimenta constantemente junto con el aire forzado para eliminar la escoria y formar arrabio directamente (que luego se forjaría finamente en hierro forjado). Esto aumenta en gran medida la tasa y la eficiencia del combustible de la producción de hierro y deja obsoleta la cúpula simple.

• Horno de charcos : en lugar de golpear con una fragua fina, el hierro fundido se derrite sin contacto con el combustible y luego se agita con varillas de hierro (que luego se funden en la mezcla). Luego se puede verter y moldear en hierro forjado. La clave es la parte sin combustible, esto permite quemar carbono libre con oxígeno, y así hacer hierro forjado. La combinación de alto horno y charcos se utilizó en China alrededor del siglo I d. C. y no se copió en Europa hasta mucho más tarde.

Todas estas técnicas podrían utilizarse para fabricar acero. Cualquier hierro forjado resultante podría ser martillado (similar a la forja de flores o galas) para descarbonizar hasta que se fabrique el acero. Esto normalmente se hacía bajo una 'ráfaga de aire frío' o aire forzado.

Técnicas modernas

Los europeos realmente no se pusieron al día con el alto horno chino medieval más avanzado hasta la combinación del alto horno de coque de Abraham Darby en 1709 y el horno de charcos de Henry Colt en 1784. Después de eso, los avances llegaron rápidamente.

• Chorro caliente : Inventado por James Neilson en 1828. Se trata de un precalentamiento del aire antes de entrar en el alto horno con un intercambiador de calor regenerativo. Esto es clave tanto para aumentar la eficiencia del combustible como para aumentar la temperatura del horno. En esta foto antigua, el aire pasa a través de tres estufas Cowper que capturan el escape del horno y lo usan para calentar el aire entrante.

• Proceso Bessemer : Inventado por Henry Bessemer en 1856, este hizo uso de la ráfaga caliente para soplar aire caliente a través del hierro fundido. Esto completó el proceso de formación de charcos al mismo tiempo que se fundía el hierro, y el control del flujo de aire permitió alcanzar al mismo tiempo el contenido de carbono para un producto de acero deseado. Esto combinó los tres pasos del antiguo proceso chino en uno (alto horno -> encharcamiento -> forja por aire frío) para hacer que el acero sea mucho más barato.

• Horno de hogar abierto : Inventado por Carl Siemens y Pierre-Emile Martin en 1865. Esto hace un uso más extenso del precalentamiento regenerativo para lograr ahorros de combustible y aumentar aún más las temperaturas, lo suficiente como para fundir el acero. Esto permitió que se usara para reciclar chatarra de acero, pero el proceso de calentamiento más lento también dio tiempo para tomar muestras extensas del producto para lograr las composiciones químicas deseadas.

Conclusiones

Sospecho que se requiere el horno de hogar abierto para hacer una aleación de manganeso. La única forma de asegurarse de tener la cantidad correcta de aleación mezclada es agregarla al acero fundido , y no puede hacerlo sin un horno de hogar abierto.

Podría agregar trozos de manganeso a su mineral y hacer el antiguo proceso chino, pero tendría problemas. A medida que el hierro se mezcla con el carbón (de carbón vegetal o coque), su punto de fusión desciende, lo que le permite fundirse en un alto horno. Pero a medida que se mezcla con el manganeso, su punto de fusión vuelve a subir. Antes de la explosión en caliente, no había forma de mantener esta mezcla fundida. Por lo tanto, terminaría con un sólido mezclado de forma incompleta. Supongo que esto podría convertirse en una hoja de aleación, pero eso llevaría meses martillando cada hoja, y la mezcla de aleación sería bastante incierta. Por lo tanto, solo las hojas de acero de Damasco más finas (modernas) podrían fabricarse con una aleación, pero podría tener una mala mezcla de aleación y terminar débil o quebradiza.

Entonces, la conclusión es que necesita las tecnologías de explosión caliente y hogar abierto para tener alguna esperanza de hacer Mangalloy. En el lado positivo, los requisitos tecnológicos de un calentador regenerativo para chorro caliente no son muchos. Puede hacer una cámara de precalentamiento de ladrillos y usar una rueda hidráulica para forzar el aire a través de las tuberías de entrada de aire de cerámica para obtener un precalentamiento.

Entonces, la conclusión final es: sí, puede hacer aleaciones si toma la tecnología de fabricación de acero de la China medieval y les da un método de calentamiento regenerativo del aire de entrada del alto horno.

Improbable pero posible
Aunque los chinos pueden haber tenido la tecnología de nivel base, dudo que esta tecnología fuera muy "robusta", lo que significa que la producción habría sido un poco variable dependiendo de quién la estaba fabricando y qué entró en el horno. También espero que hubiera sido costoso y laborioso, así que dudo que hubieran tenido el lujo de poder experimentar con una amplia gama de materiales de fabricación de acero.

Es posible que hubiera sido diferente, pero habrían necesitado mucha suerte. Suponiendo que tuvieran algo de tiempo para experimentar, tal vez algún noble de alto rango tenía interés y permitió que sus trabajadores experimentaran.

Luego suponga que tenían los materiales correctos a mano para experimentar, con mineral con alto contenido de manganeso no contaminado con fósforo, arsénico o azufre.

Luego suponga que ponen mucho, no un 4-5% que conduce a un acero de muy mala calidad, que simplemente se romperá si se golpea con un martillo, sino alrededor del 13% para hacer Magalloy.

Para agregar a las otras respuestas, los japoneses fueron excelentes para fabricar acero endurecido.

https://en.wikipedia.org/wiki/Japanese_swordsmithing

En la parte inferior de esa página, en la sección "Forjadores de espadas notables", la primera lista es de Amakuni, de quien se informa que fabricó la primera espada de un solo filo en el año 700 d.C.

Las espadas japonesas se fabricaban no solo vertiendo metales, sino golpeando y doblando los metales, mezclando efectivamente el metal en una forma sólida. Doblar el metal significa que cualquier cosa que no se mezcle mientras que el líquido se mezcle efectivamente de todos modos. Doblar significa que las capas aumentan en potencias de 2. Entonces, doblar una hoja de papel por la mitad 2 veces te da 4 capas, 4 veces te da 16 y doblar 16 veces te da 65,536 capas.

Además, comenzarían por soldar diferentes calidades de acero para obtener la dureza adecuada para su propósito.

Estas espadas se fabricaron durante un período de semanas, no los meses sugeridos por @kingledion para mezclar metales sólidos.

Creo que la respuesta sigue siendo sí, y mucho más fácil y rápida de lo que se sugirió anteriormente.