New experimental approach for the metallurgical study of medieval ferrous artefact: the case of arms and armour manufacturing
In: SR2A 2023 –10th International Conference on Synchrotron Radiation and Neutrons in Art and Archaeology ; https://hal.science/hal-04456736 ; SR2A 2023 –10th International Conference on Synchrotron Radiation and Neutrons in Art and Archaeology, Nov 2023, Munich, Germany ; https://indico.frm2.tum.de/event/392/, 2023
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International audience ; The metallurgical investigations of medieval armours are of great interest the history of techniques. Studying the nature and microstructure of the alloys provides crucial insights into the manufacturing processes used by the armourers. Indeed, the nature and heat treatment of the metal play a key role on its mechanical properties, and thus on the effectiveness of an armour. This approach has already brought new perspectives in the study of medieval armaments. However, metallographic studies require to invasively collect samples, which is rarely allowed on museum artefacts. Moreover, it only provides localized information that could be not representative of the whole armour which microstructure can be heterogenous. For this reason, non-invasive approaches have been developed. X-ray diffraction (XRD) using Synchrotron Radiation (SR) is a well-suited tool to identify and quantify mineral phases, commonly found in ancient ferrous alloys, like cementite, ferrite and martensite [2]. The high flux, the good collimation and monochromaticity of the photon beam favors the detection of minor phases with low volume fraction (such as cementite) and can provide information on residual strain and texture. Combined with the fast diffractograms acquisition, it allows to multiply the analysis over extended regions of the samples to assess the heterogeneity of the metal on large museum artefact. The aim of the present study is to set up a specific experimental approach for the analysis of museum armour. It has involved, in a first step, the fabrication and characterization of Fe-C model alloys at targeted carbon concentration ([C] < 0.8 wt%) and typical of microstructure found in ancient ferrous alloys such as perlite, ferrite, martensite and bainite. Thermal treatment including different cooling rates and monitored by quenching dilatometry were applied to the alloys to obtain the desired microstructure. Then, of characterization techniques (Optical Microscopy, Backscattering electron (BSE) imaging ...
Titel: |
New experimental approach for the metallurgical study of medieval ferrous artefact: the case of arms and armour manufacturing
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Autor/in / Beteiligte Person: | Galai, Leila ; Bérard, Emilie ; Reguer, Solenn ; Foy, Eddy ; Mocuta, Cristian ; Schöder, Sebastian ; Vega, Enrique ; Toffolon-Masclet, Caroline ; Guilbert, Thomas ; Guillot, Ivan ; Dillmann, Philippe ; Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685) ; Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685) ; Institut Rayonnement Matière de Saclay (DRF) (IRAMIS) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (DRF) (IRAMIS) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA) ; Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT) ; Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO) ; Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Service de recherche en Corrosion et Comportement des Matériaux (S2CM) ; Département de Recherche sur les Matériaux et la Physico-chimie pour les énergies bas carbone (DRMP) ; Institut des Sciences Appliquées et de la Simulation pour les énergies bas carbone (ISAS) ; CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut des Sciences Appliquées et de la Simulation pour les énergies bas carbone (ISAS) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay ; Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA) ; Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN) ; Laboratoire d'Analyses et de Métrologie des Matières (LAMM) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE) ; Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) |
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Zeitschrift: | SR2A 2023 –10th International Conference on Synchrotron Radiation and Neutrons in Art and Archaeology ; https://hal.science/hal-04456736 ; SR2A 2023 –10th International Conference on Synchrotron Radiation and Neutrons in Art and Archaeology, Nov 2023, Munich, Germany ; https://indico.frm2.tum.de/event/392/, 2023 |
Veröffentlichung: | HAL CCSD, 2023 |
Medientyp: | Konferenz |
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