Szakdolgozat Bajusz Péter Tamás

Átírás

1 Szakdolgozat Bajusz Péter Tamás

2 Név: MISKOLCI EGYETEM BÖLCSÉSZETTUDOMÁNYI KAR SZAKDOLGOZATI FELADATKIÍRÁS Neptun kód: Képzés megnevezése (képzési forma és tagozat): Szak: Szakirány: Illetékes intézet: A szakdolgozat címe: Konzulens neve, beosztása: A szakdolgozati feladatkiírás kiadásának időpontja: Miskolc, A témát elfogadtam. Hallgató aláírása p. h. Konzulens aláírása. Intézetigazgató aláírása

3 MISKOLCI EGYETEM BÖLCSÉSZETTUDOMÁNYI KAR Hallgató neve: KONZULTÁCIÓS LAP Neptun kód: Szakdolgozat címe: Konzulens neve: Konzultáció időpontja Konzulens aláírása Konzultáció időpontja Konzulens aláírása Konzultáció időpontja Konzulens aláírása Konzultáció időpontja Konzulens aláírása Konzultáció időpontja Konzulens aláírása Konzultáció időpontja Konzulens aláírása Konzultáció időpontja Konzulens aláírása

4 EREDETISÉGI NYILATKOZAT Alulírott.; Neptun-kód: a Miskolci Egyetem Bölcsészettudományi Karának végzős hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy.. című szakdolgozatom saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai szerint történt. Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít: szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül. Kijelentem továbbá, hogy szakdolgozatom nyomtatott és elektronikus (CD-n és a tárhelyre feltöltött) példányai szövegükben, tartalmukban megegyeznek. Miskolc,...év..hó..nap.... Hallgató

5 Miskolci Egyetem Bölcsészettudományi kar Történelem Régészet szakirány A Zamárdi lelőhely avar kori fémleleteinek vizsgálata és kiértékelése Konzulens: Dr. Ringer Árpád egyetemi docens Készítette: Bajusz Péter Tamás Történelem Régészet szakirány Nappali tagozat 2016.

6 Tartalomjegyzék Köszönetnyilvánítás Bevezetés Zamárdi lelőhely Őskor Kelta kor Római kor Avar kor Telepszerkezet Archeometallurgia A metallurgia szerepe a régészetben Fémleletek a lelőhelyen Archeometallurgiai leletek anyagszerkezeti vizsgálatai A Zamárdi leletek anyagtudományi vizsgálata Az előkészítés menete A metallográfiai vizsgálatoknál használatos fogalmak A vizsgált leletek eredményei...16 Összefoglalás...19 Irodalomjegyzék...20 Idegen nyelvű összefoglaló...21 Függelékek...22

7 Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretném megköszönni konzulensemnek, Dr. Ringer Árpád egyetemi docensnek és külső konzulensemnek, Dr. Török Béla egyetemi docensnek, hogy szakmai tudásukkal segítették kutatásaimat és nagyban hozzájárultak munkálataimhoz, melynek köszönhetően sikerült elkészítenem diplomamunkámat. Továbbá köszönetet szeretnék mondani Dr. Pusztainé Dr. Fischl Klára egyetemi adjunktusnak, hogy segítette munkámat. Végül, de nem utolsó sorban köszönet jár Molnár István anyagmérnök hallgatónak, aki a képeket készítette. 1

8 Bevezetés Szakdolgozatom célja Közép-Európa egyik, ha nem a legnagyobb avar kohótelepének és annak lelet anyagának bemutatása. A lelőhely nem csak az avar kort kutatók számára lehet fontos, ugyanis több korszak emberei telepedtek meg ezen a helyen, egészen az őskortól a népvándorlás korig figyelhető meg kontinuitás. A Zamárdi telep avar kori központi szerepe elvitathatatlan. Nem messze a lelőhelytől folytak már korábban ásatások, melynek következtében napvilágra került a Kárpát-medence eddig ismert egyik legnagyobb avar kori temetőjének egy részlete, amely magában foglal mintegy két és félezer sírt. Az avar kori teleptől keletre Szentpéteri József egy nagy kiterjedésű földvárat vélt felfedezni, amelyet kora avar kagáni központnak interpretált 1. A lelőhelyen talált avar kori leletek egy kis részének feldolgozására 2007-ben került sor. Ezeken belül a legfontosabb a fém leletanyag, amely metallurgiai vizsgálatokon esett keresztül. Az metallográfiai kutatás arra kereste a választ, hogy ezen a kohótelepen a fémeket - elsősorban a vasat - milyen eljárással formálták, és milyen lépéseket alkalmaztak annak megmunkálásában. Ezen vizsgálatok eredményeit szeretném leközölni szakdolgozatomban. 1 GALLINA JÓZSEF ZSOLT HORNOK PÉTER SOMOGYI KRISZTINA: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról 2

9 1. Zamárdi lelőhely Zamárdit elkerülő sz. út nyomvonalán, 2005 nyarán és őszén végzett ásatásokat Gallina József Zsolt, Hornok Péter, Somogyi Krisztina és Varga Sándor. Összesen m 2 területet és 1421 objektumot tártak fel. 4 lelőhelyen 6 korszak leletanyagát sikerült beazonosítani: Balaton-Lasinja (középső rézkor), Somogyvár- Vinkovci (kora bronzkor), urnamezős kultúra (késő bronzkor), kelta kor, római kor (Kr. u. I sz.-v sz.), középső és késő avar kor ( ). A terület feltárására nem előzmény nélkül került sor, ugyanis a Kútvölgyi-patak keleti partján, a Kútvölgyi-dűlőben húzódó földút északi oldalát tárta fel Bárdos Edit, ahol római-, avar- és Árpád-kori objektumokra bukkant. 1.1 Őskor A középső rézkori Balaton-Lasinja-kultúrára csak tároló gödrök és egy gödörház jelenléte utal. A kora bronzkori Somogyvár-Vinkovci-kultúra időszakából csak néhány verem került elő. A késő bronzkori urnamezős kultúra nagy kiterjedésű teleprészlete került feltárásra, ahol nagyrészt méhkas alakú tároló gödröket találtak. Fa építmény nyomaira, cölöplyukaira is bukkantak, amelyek cm átmérőjű és cm mély gödrökből álltak. Az egyik gödörből egy fazék, egy másikból pedig egy nagyalakú hombár edény alsó része került elő. Néhány gödörből másodlagos helyzetű embercsontokat találtak. Az 553. gödörben csak egy emberi koponyára leltek. Egy esetben azonban bizonyítható a gödörbe való temetés, egy nagyméretű, mély gödörbe egy gyermek zsugorított helyzetű csontvázas temetkezése volt kivehető. Két esetben a csontvázak bolygatottsága miatt nem tudták megállapítani, hogy másodlagos vagy ott eltemetett halottakról van szó. Áldozati szerepet is betölthetett az a méhkas alakú verem, amelyből a vezérlelet 2 került elő. Egy nagyméretű mély dísztál, kihajló, vízszintes peremén négy lapos bütyök található. A bütykök alatt három bordából álló fül köti össze a peremet és a vállat. Az 2 GALLINA JÓZSEF ZSOLT HORNOK PÉTER SOMOGYI KRISZTINA: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról 3

10 edény hasán csúcsaival szemben fordított, sraffozott háromszögek és ferdén sraffozott sávok láthatóak. A mintát mészbetéttel töltötték ki. Ebben a veremben még két, erősen kihajló és síkozott peremű, félgömbös testű tál került elő, vonalas díszítéssel. Az objektumból előkerült leletek egy része a verem alján, a fal tövében voltak kirakva. Ez a leletegyüttes korábbra datálható, mint a terepobjektumok nagy része, azaz az urnamezős kultúra elejére. A Zamárdiban feltárt tereprészlet kerámiaanyagában az urnamezős kultúra legidősebb periódusára jellemző típusok a meghatározóak, a behúzott peremű, vízszintesen és ferdén síkozott tálak, mélyebb tálak, fölhúzott fülű, bikónikus testű csészék, különféle fazekak, tárolóedények valamint nagyméretű hombár edények. A kannelúrás díszítés mellett nagy arányban fordul elő a vonaldíszítés is. A kerámiában másodlagos átégett darabok is találtatóak. A leletanyagban nagy arányban fordulnak elő háló- vagy szövőszéknehezék és állatcsont maradvány, ellenben kevés a bronztű és az őrlőkő töredék. 1.2 Kelta kor Az 56. lelőhelyen egy birituális (urnás és hamvasztásos) kelta kori sírmező 20 sírját dokumentáltak. A csontvázas sírok tájolása dél-kelet észak-nyugat irányú. A csontvázas rítusú sírokból nyakláncok, gombos díszű fibulák, egy Dux-i típusú fibula, üveggyöngyök, dudoros kar-, és lábperecek és bronzból készült dudoros lábperecek kerültek elő. Egy gyermeksírban egymáshoz rögzített sorokból álló, bronz nyakláncnak gyanta vagy borostyán karikafüggője volt. Nagy számban találtak gyűrűket, egy sírban akár többet is. A férfi hamvasztásos temetkezések mellékleteként említhető vasszerelékes öv, összehajtogatott vaskard, lándzsacsúcs, és egyéb vas mellékletek. Előkerült az egyik sírból egy bronzból készült stilizált állatfigura, amely rátétdísz funkciót tölthetett be. Néhány csontvázas sír felső részén és egyik végén sírt jelölő homokkő darabokat találtak. A kelta temető a leletanyag alapján középső kelta időszakra (La Téne B2-C1) tehető 3. A késő kelta (La Téne D) telepeken talált objektumokra jellemzőek voltak a cölöpszerkezetes, földbe mélyített, téglalap alakú épületek, melyeket két ágasfás szelemenszerkezet tartott. Jellegzetes telepobjektumok a nagyméretű, mély gödrök, 3 GALLINA JÓZSEF ZSOLT HORNOK PÉTER SOMOGYI KRISZTINA: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról 4

11 vermek. A leletagyagra jellemző a szürke, jól égetett, korongolt kerámia. Viszonylag nagy számban fordulnak elő ezen belül a besimított vonaldíszes töredékek, valamint a narancssárga színű festett töredékek is. 1.3 Római kor A római kort a földbe mélyített épületek és kemencék jelezték. A teleplakók valószínűleg a kelta lakosság leszármazottai voltak, akik tovább éltek a római uralom alatt is. Leletanyag részeit képzi a terra sigillata edénytöredékek, egy mécses, valamint néhány pénzérme. A római kori leletanyag egységesen a Kr. u évszázadra keltezhető. Korabeli vaskohászatra utaló jeleket is megfigyeltek, a 89. lelőhely késő kelta és a római kori objektumainak egy részében vassalakot is találtak. 1.4 Avar kor A nyomvonal legmeghatározóbb korszaka az avar kor. Ennek nagy részén végighúzódik egy, feltehetően több periódusú, Kr. u századra keltezhető vaskohászati centrum. Gömöri János már ben végzett ásatásokat a Kútvölgyi-patak nyugati partján, ahol közép- és késő avar kori kohótelep részletére lelt. Néhány objektum betöltésében nagy mennyiségű pörkölt vasércet találtak, amelyeket valamilyen ok miatt alkalmatlannak találtak a kohókban történő további feldolgozásra. A kutatott nyomvonalon előkerült közel 100 ércpörkölő gödör, 18 kohó, újraizzító tűzhelyek, és 1-2 kovácsműhely is. Az előkerült kohók nagy része a kis mértékben a földbe mélyedő, fölmenő falú avar típushoz 4 tartozik, bár attól nagyobb méretűek. Ezeket négy cölöppel alátámasztott fedél védte. A kohósítás során nyert nyersvasat kovácsműhelyekben dolgozták fel félkész termékké vagy végtermékké. Az 58. lelőhely 141. épületében több vasszerszám és egy lapos kovácsolt rúd került elő. Ebben az épületben található még egy felül nyitott kőkemence, amely arra enged következtetni, hogy kovácsműhelyként is funkcionált. 4 GALLINA JÓZSEF ZSOLT HORNOK PÉTER SOMOGYI KRISZTINA: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról 5

12 Kevesebb mellfalazat és fúvócső került elő, mint más avar kori kohótelepekről. Egy teljesen ép csonttégelyt sikerült feltárni, amin egy ló-ábrázolás vehető ki. Közel 100 kenyérsütő kemence helyet találtak, ami valószínűleg a kohászok élelmezési szükségleteit elégítette ki. Hosszabb használatra utal, hogy ezeket a kemencéket több helyen is megújították vagy a régi kemence helyére újat vájtak. Előkerültek továbbá 2-6 tartócölöpös szerkezetű épületek, amiknek az észak-keleti sarkában kőből, vagy agyagból épített, illetve falba vájt kemence volt található. Ezek az épületek nagyrész lakóházként funkcionálhattak. Az épületek egy részében előkerültek szövőszéknehezékek, ami a szövés-fonásra, és hálónehezékek, amelyek a halászatra utalnak. Az egyik gödörből feltűnően sok ép és töredékes őrlőkő került elő, ezeket valószínűleg a különféle szemes termények szétzúzására használták. 1.5 Telepszerkezet A vaskohászati telep és a települések településszerkezetének vizsgálatára még nem került sor. A feltárt objektumok magas száma azonban arra enged következtetni, hogy az avar korban kiemelkedő szerepű vaskohászati és települési centrumot alkothatott ez a telep 5. A különböző kohászati és települési objektumok azonban nem egy időben működtek, ugyanis a kora avar kortól a késő avar korig, legalább 200 éven keresztül megfigyelhetők az itt tevékenykedő emberek nyomai. Erre a korabeli leletanyag és az egymásra ásott objektumok utalnak. A kohótelep nagy része az avar típushoz sorolható, amelynek fő jellemzője az avar típusú földbe mélyített kohó, az ércpörkölők nagy száma és a lakótelepülésekhez való szorosabb kötődés. Közeli temetőkre, esetleg helyben elhunytakra utalhat a telepen feltárt három avar kori temetkezés az 56. lelőhelyen. Valószínűleg avar koriak lehetnek a nyomvonalon található nyugat-kelet és az észak- dél irányú utak is. Erre utalnak a rajtuk talált avar kori vassalakok is. Az út nyomvonalát a II. József-kori I. katonai felmérés térképe is jelöli, így valószínűleg az út később is használatos volt. 5 Gallina József Zsolt - Hornok Péter - Somogyi Krisztina: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról; Somogyi Múzeumok Közleményei, Régészet (2006), Kaposvár,

13 2. Archeometallurgia 2.1 A metallurgia szerepe a régészetben Az archeometallurgia az ásatással előkerült fémelőállítás melléktermékek (salakok, ércdarabok, kemencetöredékek) kivizsgálásával foglalkozó tudományág. Ezek vizsgálatából és kiértékeléséből tevődik össze az archeometallurgiának azon része mely a régészet szempontjából is fontos. Speciális kutatási területe a fémek előállításával, megmunkálásával, feldolgozásával kapcsolatos leleteket vizsgálja. Feladata nem csak a késztermék anyagának összetétele, hanem annak előállítása, öntése, formálása is fontos kérdésekre adhat választ. Az archeometallurgiáról kijelenthető, hogy az iparrégészeti indíttatásból eredendő interdiszciplináris tudományág, amely a régészet segédtudományaként funkcionál. Az archeometallurgiának négy fontosabb feladata van 6 : 1. A fémelőállításhoz és fémfeldolgozáshoz direkt vagy indirekt módon köthető régészeti leletek anyagvizsgálata, azok azonosítása, kémiai, ásványtani összetételének, makro-és mikroszerkezetének leírása, de ide tarozik a lelőhelyek szerkezetének vizsgálata is. 2. A korabeli szakmai tevékenységek elméletének, fizikai-kémiai, metallurgiai és technikai-technológiai jellemzőinek minél pontosabb megfogalmazása. 3. Korhűségre törekvő rekonstrukciós kísérletek, valamint laboratóriumi kísérletek, amelyekben a feltételezett korabeli fémelőállítási és fémalakítási technikát, technológiát illetve annak bizonyos jellemzőit lehet tanulmányozni, mérni, tesztelni. 4. Az archeometallurgiai vizsgálatok eredményeinek szinkronizálása különböző korszakok, népek metallurgiai-fémművességi kultúrájának történeti vonatkozásaihoz. Az archeometallurgia több ponton is túllép a klasszikus archeometria határain és a kísérleti régészet területéhez közelít. Egy archeometallurgiai kutatócsoportban helye van régészeknek, ipartörénészeknek, metallurgusoknak, analitikusoknak, anyagvizsgálóknak, 6 Dr. Török Béla: Archeometallurgia. Miskolci Egyetem,

14 geológusoknak, ásványtani szakembereknek, de ezen kívül technikusoknak, és informatikusoknak is. Az archeometallurgia témakörébe sorolható nem csak a fémelőállítás, de a fémművesség (kovácsolás, öntés, ötvözés) tevékenységi is, amelyet a fémvizsgálatok, illetve egyéb vizsgálatok (kovácsműhelyek, öntőminták) egyértelműen interpretálnak. 2.2 Fémleletek a lelőhelyen Ha a lelőhelyen előzetes terepbejárás során fémelőállításra, fémmegmunkálásra utaló nyomokat találunk, az ásatási terv elkészítésénél érdemes figyelembe venni a korábbi, több szempontból is hasonló archeometallurgiai vizsgálatok eredményeit is. Segítséget nyújthat, ha a területen vagy annak közelében volt már fémtechnológiák alkalmazására bizonyítékot szolgáltató feltárás, illetve annak archeometallurgiai vizsgálata, de emellett az is, ha ugyanazon korszakhoz, népességhez, földrajzi környezethez, tevékenységhez kapcsolódó vizsgálatoknak már léteznek használható megállapításai (műhelyek, kemencék elhelyezkedése, méretei, formái). Ha az előbb említett előzetes jellemzők alapján fémmegmunkálásra utaló jeleket találunk, érdemes az ásatásvezetőnek bevonni archeometallurgiában jártas szakembereket. A lelőhelyek vizsgálati módszerei megegyeznek a régészeti terepbejárások és feltárások módszereivel. Terepbejárásnál azonban érdemes külön figyelmet szentelni a lehetséges kohászati tevékenységekre utaló jelekre, mint például salakdarabokra, esetleges salakhányókra, ritkábban pörkölt ércdarabokra. A geofizikai mérések, főként a geomágneses módszerek (magnetométeres módszer) felhasználhatók fémelőállítás, fémművesség felszín alatti nyomának kimutatására. Elősegítik továbbá a korabeli kemencék in situ elhelyezkedését. Az ilyen esetekben az archeometallurgiai vizsgáltak adhatnak választ arra a kérdésre, hogy az adott esetben házi- vagy padig fémmegmunkálásra használt kemencével van dolgunk. Vaskohászatra utaló jelek a leletanyagban objektumokban: - Ércek (pörkölt, nyers formában), ércelőkészítő helyek maradványai - Faszén, faszénégető maradványai, mészkődarabok, koksz, kokszkemence maradványai 8

15 - Olvasztógödör-, olvasztópáholy-, bucakemnce-maradványok, fúvókák, mellfaldarabok, műhelygödrök maradványai, aknás kemencék, nagyolvasztók és tartozékaik maradványai - Salakdarabok, salakdomb, vasbuca (salakos vagy tömörített állapotban) - Szerszámok maradványai Vaskovácsolásra utaló jelek a leletanyagban objektumban: - kovácstűzhelyek, kovácsműhelyek, hámorok maradványai - Faszén, ásványi szén, koksz - Kovácssalakok, vasbucadarabok, lepattant salakos darabok - Szerszámok, eszközök maradványai - Vastuskók, félkész termékek, elkészült vastárgyak Nem vas-fémek fémek feldolgozása: - tűzhelyek, tűzhelybélések és -falazatok - olvasztótégelyek, öntőformák és fúvókák maradványai - Faszén, ásványi szén - Maradványanyagok, lepattant salakos fémdarabok, elrontott öntvények, hulladékfém darabok - Szerszámok, eszközök maradványai - Kész öntvények és fémtárgyak Az egyes leletek, maradványok meghatározásában, a mennyiségen és minőségen túl alapvető fontosságú az elhelyezkedésük mind egymáshoz, mind a környező objektumokhoz képest. Ezek lényeges információt nyújtanak az alkalmazott technológia sajátosságait, volumenét illetően (a salakleletek mennyiségéből, elhelyezkedéséből lehet következtetni milyen turnusokban, munkaszervezésben dolgoztak egy-egy műhelygödör kemencéi, vagy arra is, hogy melyik irányba bővítették a műhelyet). Ásatásokon igen eltérő mennyiségben és minőségben kerülhetnek elő archeometallurgiai vonatkozású emlékek, a hely (település, műhelygödrök) és a képviselt szakma (fémelőállítás, fémalakítás) jellegétől függően. 9

16 A fémművességhez kapcsolódó feltárt emlékek alternatívái: 1. Objektumok: Tűzhelyek, gödrök (műhelygödör, ércpörkölő, salakcsapoló gödör, hulladék- illetve meddőtároló gödör), kemencék, kohók maradványai, valamint kiszolgáló létesítmények (lakóépületek, tárolók) maradványai. 2. Leletek: Érc, salak, tüzelő és adalékanyagok (faszén, kőszén, mészkő), kemencefalazat darabok, fúvókák, félkész termékek (vasbuca, réz öntecs), fémhulladékok, kész fémtárgyak, a tevékenységnél használt szerszámok, kerámiák. Régészeti szempontból különösen az őskori, ókori, korai középkori technikát tekintve a jobban azonosítható és változatosabb leletanyagot produkáló technológiák a fémek előállításával kapcsolatosak. Az objektumok zöme is jellemzően ide tartozik. A kovácsolás fémmegmunkálás bizonyítékai leginkább melléktermékek, salakdarabok, eszközök formájában jelennek meg, a korabeli kovácstűzhelyek és kovácsműhelyek nyomai nehezebben azonosíthatóak. Ebből a szempontból külön kategóriát alkotnak az öntés (bronz és nemesfémek) jellemző leletanyagai, amelyeket főként tégelyek, öntőformák maradványai, illetve öntészeti hulladékok, elrontott öntvények. Az archeometallurgiai műszaki vizsgálataihoz kétféle lelőhelyről lehet kohászathoz, fémművességhez kötődő leletmintákat gyűjteni: 1. Primer lelőhely: Olyan lelőhelyek, amelynek objektumai közvetlenül fémelőállításhoz és/vagy fémalakításhoz öntéshez köthetőek, azaz ahol ilyen jellegű tevékenységet végeztek. Ezeken a lelőhelyeken a leletek bármilyen formája előkerülhet. A leletek egymáshoz viszonyított helyzete, tájolása és mennyiségi, minőségi eloszlása egyaránt fontos. Kiemelt jelentőséggel bírnak az in situ leletek. 2. Szekunder lelőhely: Olyan lelőhelyek, melyeken a lelőhely egykorú, vagy korábbi fémművességi termékei, félkész termékei, melléktermékei, illetve 10

17 azokból beazonosíthatóan vagy feltételezhetően származó törmelék, hulladékanyag található. Ezeknél a lelőhelyeknél célszerű megkülönböztetni azt, amikor a fémművesség szakmai tevékenységének nyomai, melléktermékei bukkannak fel, illetve olyan eseteket, amikor elkészült fémtárgyak, esetleg félkész termékek kerülnek elő. A fémtárgyak elsődleges lelőhelyei települések, temetők, csataszínhelyek, míg félkész termékek jóval ritkábban fordulnak elő. 2.3 Archeometallurgiai leletek anyagszerkezeti vizsgálatai Az archeometallurgiai kutatások, és az ahhoz kapcsolódó műszaki vizsgálatoknak fontos eleme az anyagszerkezeti vizsgálatok, amelyekkel a leletek makro- és mikroszerkezetét kutatják. A vizsgálatok tárgya leggyakrabban fémtárgyak, fémmaradványok kristályos szerkezete, de számos fontos információt eredményezhet salakok, salakzárványok, vagy ércek anyagszerkezeti vizsgálata is, például elektronmikroszkóppal. Röntgensugaras vizsgálat (X-Ray): Az orvostudományban használt röntgenvizsgálathoz hasonló eljárás alkalmazásával rendszerint komplex anyagvizsgálati projektekhez szükséges és hasznos előzetes információkat szereznek. A röntgenvizsgálat által alapvető mikroszerkezeti, morfológiai, szerkezetsűrűségi jellemzőket lehet kideríteni. A szerves anyagok (csont, fa, bőr) kvarc- és földtartalmú rétegek általában áttetszőek a röntgensugarak alkotta képen, ezzel szemben a fémeken, fémötvözeteken nem, vagy csak kisebb mértékben hatolnak át a röntgensugarak. Jellemző alkalmazási példák az erősen korrodált, vagy más nemesfémes anyaggal beborított vastárgyak röntgenezése, és ezáltal előzetes képet kapunk arról, hogy a tárgy mely részében és milyen mértékben feltételezhető fémes szövetszerkezet. Optikai mikroszkópia (OM): A számítógép által vezérelt tárgyasztalos optikai mikroszkópnál előkészített csiszolt minta bevilágítással történik, a minta képeit optikai lencsékkel állítják elő. Kitűnő képet lehet nyerni az egyes fémleletek szövetszerkezeteiről, megmutatva annak alapvető tulajdonságait, jellemzőit. 11

18 Elektronmikroszkópia (SEM): Mivel az elektronsugárzás hullámhossza nagyságrendekkel kisebb a fénysugár hullámhosszánál, sokkal nagyobb nagyítást lehet elérni elektronmikroszkóppal, mint optikai mikroszkóppal. 12

19 3. A Zamárdi leletek anyagtudományi vizsgálata 2005-ben a Zamárdit elkerülő számú út környékén ásatás történt Gallina Zsolt vezetésével, ahol Avar kori vastárgyak kerültek a felszínre ben Török Béla és Kovács Árpád közreműködésével ezen leletek közül néhányon metallográfiai vizsgálat történt, mivel az avarokkal összefüggésbe hozható nagy számú lelet ellenére kevés hasonló vizsgálat volt korábban 8. A vizsgálat a Műszaki Anyagtudományi Kar Fémtani és Képlékenyalakítási Tanszékén történt, ahol a kiválasztott leletekből mintát vettek, amit előkészítettek mikroszkópiai elemzésre. Ugyanezen ásatásról származó vassalakokat már vizsgálat az Miskolci Egyetemen 9, amik feltételezhetően a jelen leletekkel azonos kohászati tevékenységből származnak (termék és melléktermék). A vizsgálat elektronmikroszkóppal történt az anyagtudományi tanszéken. 3.1 Az előkészítés menete 1. A leletekből a vizsgálni kívánt helyről apró mintát vágtak ki, vagy úgy pozícionálták, hogy az előkészítés végbemehessen a lelet megsértése nélkül. 2. A mintát a könnyű kezelhetőség érdekében rendszerint beágyazzák gyantába (így méretesebb és kézre állóbb), a vizsgálandó területével lefelé. 3. A vizsgálandó területet csiszolókoronggal megcsiszolták, hogy a felületét eltávolítsák, láthatóvá téve a minta belsejét. Ez általában több lépésben történik, egyre finomabb csiszolópapírral. 7 Gallina József Zsolt, Hornok Péter, Somogyi Krisztina: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról; Somogyi Múzeumok Közleményei, Régészet (2006), Kaposvár, 2007, p Gömöri János: Az Avar kori és Árpád-kori vaskohászat régészeti emlékei Pannóniában; Soproni Múzeum és MTA VEAB kiadványa, Sopron, 2000, p Török Béla: Crystallization of iron slags found in early medieval bloomery furnaces; 5th International Conference on Solidification and Gravity, Miskolc-Lillafüred, Hungary, konferencia kiadvány,

20 4. A csiszolási nyomokat polírozással eltávolították, így a felcsiszolt terület tükörfényessé válik. 5. A polírozott felületet megmaratják NITAL nevű vegyszerrel, ami a vas alapú minták jellegzetes marószere. Maratáskor a minta anyagát alkotó, egymástól eltérő összetételű részek egymástól eltérő módon oldódnak a marószerben, így szintkülönbségek alakulnak ki. Ezek a különbségek láthatók mikroszkópon, így feltárható az anyagi szerkezet, ami sokszor utalhat a megmunkálásra, a származásra, illetve mechanikai tulajdonságokra is. 3.2 A metallográfiai vizsgálatoknál használatos fogalmak 1. Fázis: Az anyag szerkezetében egy olyan lehatárolható terület, melyen belül nincsenek jelentős (ugrásszerű) változások. 2D-s felvételeken ez lehet egy egyszínű terület, ami elkülönül egy másik, más színű területtől. 2. Szövetelem: Egy kristályosodási folyamat során az olvadt állapotú anyagból együttesen kristályosodó fázisok összessége. Adott esetben lehűléskor az olvadékból egyszerre keletkezik két eltérő összetételű fázis, amik szorosan egymáshoz kapcsolódnak, például folyamatosan váltakozó lemezek formájában jelennek meg a szilárd anyagban. Míg ezt külön fázisok alkotják, a szoros kapcsolódás miatt egy egységként tekintünk rájuk, szövetelemnek hívjuk. A szövetelem állhat csak egy fázisból is, amíg azzal együttesen nem keletkezik másik mellette, és elkülöníthető más szövetelemektől. 3. Ferrit: Vas-karbon ötvözet egyik jellemző fázisa (karbon = szén, a szakkifejezésekben ez használatos). Az ötvözet csak néhány százalék karbont tartalmaz (0-4%, típustól függően). A karbon mennyisége és a megszilárdult fém lehűtése szerkezetbeli változásokat okoz, amik jól láthatók mikroszkópi vizsgálatok alatt. A ferrit jellemzően fehér fázis, amely esetén a vas atomok atomrácsot alkotnak, a karbon atomok pedig abban elszórtan lelhetők fel, vagyis nem kapcsolódnak egymáshoz, nem hoznak létre önálló struktúrát. 14

21 4. Cementit: Vegyület, melynek képlete Fe3C. Három vas atom kapcsolódik egy karbon atomhoz. A vegyület igen gyakran jelenik meg önálló fázisként vas-karbon ötvözetekben. Bizonyos karbon tartalom esetén különböző lehűlési folyamatok eredményeképpen más-más módon jelenik meg, ezért ilyenkor megkülönböztetjük őket primer, szekunder és tercier cementitként. 5. Perlit: Szövetelem, amely ferrit és cementit együtteséből áll. Gyakori alkotója vaskarbon ötvözeteknek. Jellemző formája: ferrit és cementit lemezek egymás utáni váltakozása szorosan, általában sötét-világos módon látható. 6. Ferrit-perlit szövet: Adott karbontartalomnál létrejövő szerkezet, ahol a terület egy része ferrit fázis önállóan, máshol a ferrit és cementit lemezek alkotta perlit van jelen. Mikroszkópi felvételeken ez fehér területekből, illetve a perlitnek megfelelő váltakozó lemezes területekből áll. A területek általában poligonálisak (sokszögszerűek), vagyis van kiterjedésük minden irányba, akkor ezt normál szemcsés szerkezetnek tekintjük. Amennyiben a szemcse elnyújtott, az gyakran arra utal, hogy alakították az ötvözetet, mivel az alakításnak megfelelően torzul az alakja. 7. Martenzit: Vas-karbon ötvözetek esetén egy különleges szövet, ami akkor jön létre, ha nagyon gyorsan hűl az anyag kristályosodás után, például vízben. Mikroszkópiai felvételeken hegyes tűk alkotják a szövetet, az előzőekkel szemben. Az ilyen jellegű lehűtést, melynek eredményeképp a szerkezet más lesz, mint normál lehűléskor, edzésnek nevezik. Hasonló, a szokványostól eltérő körülmények között jön létre a bainit, szintén tűs szerkezettel. 8. Szferoidit: Gömbszerű szerkezet. A szferoiditos szövetben a korábbi lemezes struktúra helyett gömbösödés figyelhető meg, ami különböző folyamatok eredménye lehet. 9. A1 hőmérséklet: Vas-karbon ötvözeteknél kitűntetett hőmérséklet, C (pontosságtól függően). Lehűléskor itt keletkezik a perlit, ha van ehhez szükséges karbon mennyiség az anyagban. Ferrit-perlites szöveteknél a ferrit már magasabb hőmérsékleten elkezd kikristályosodni, majd az A1 hőmérsékletet elérve a maradék 15

22 területen létrejön a perlit. Ha a szilárd ötvözetet felhevítik A1 köré és ott tartják, a perlit szerkezetében jelentős változások mehetnek végbe. Ha az ötvözetet alakítják, az alakításkor az anyag keményedik, és adott mérték után nem alakítható tovább károsodás nélkül. A1 alá hevítéssel az anyagban atomi folyamatok indulnak be, átrendeződnek az alakítással torzult elemek, és ismét alakíthatóvá válik az anyag. 10. Salak: az illető fémötvözet fématomjai és egy külső anyag kémiai reakciójával keletkező vegyület, ami általában nem kívánatos és elkerülendő. Vas és acél esetén ez jellemzően vas-oxid, ami a nagy hőmérsékletre hevített vas és a levegő oxigénjének reakciójával keletkezik. Jelenléte az ötvözetben káros mechanikai következményekhez vezethet, illetve a vas fogyását is jelenti az oxidálás. 11. Hőkezelés: minden olyan tudatos folyamat, ahol a fémötvözetet hőmérsékletváltozásnak tesszük ki, hogy szerkezetében változtatásokat érjünk el valamely tulajdonságának megváltoztatása céljából (az edzés is annak minősül). 3.3 A vizsgált leletek eredményei A vizsgált leletek: egy vaslánc árom lapított láncszemmel és egy karikával, egy patkó alakú vastárgy (feltehetően élezett szerszám maradványa), egy fülkanalas vastű, valamint két keskeny vaskés azonos származási helyről. Eredmények: 1. Lánc: A mintavétel a karikából történt. A szerkezete zömében perlites, helyenként ferrit foltokkal. Érdekessége, hogy lemezes perlit helyett szferoiditos szerkezet figyelhető meg, ami az A1 hőmérséklet körüli többszöri izzítással és hűtéssel alakulhat ki. A folyamat során a perlitet alkotó cementit lemezek, mivel A1 hőmérsékleten jönnek létre, ezt a hőmérsékletet megközelítve elkezdenek részlegesen visszaoldódni, majd onnan lehűlve újra kiválnak, de nem ugyanazon lemezek alakjában. Az új cementit ilyenkor jellemzően nem képez önálló fázist a perliten belül, hanem kiválik a már meglévő cementitre, azt tovább építve. Mivel a 16

23 lelet alakítva volt, alakításkor a rideg cementit lemezek összetöredeznek, és így sok olyan lemeztöredék marad az anyagban, ami lehetséges célpontja az újonnan kiváló cementitnek, gömbösödéshez vezetve. Török Béla szerint az ötvözetet felhevítették A1 környékére, majd kovácsolták, az alakíthatóság kimerülésével pedig megismételték a folyamatot, ami magyarázná a lelet szövetének jellegét. 2. Patkó alakú vastárgy: Viszonylag homogén (egységes) szerkezet, helyenként slaak zárványokkal. A salakzárványok jellemzően Ca, Al, Si, Mg, K oxidok, alkalmanként kevés Ti, Mn oxiddal. A zárványok az alakítás irányába elnyújtottan helyezkednek el. Jelenlétük összefügg a bucavas alapú úgynevezett direkt acélgyártással, ahol a nem megolvadt vastárgyat többször átkalapálják, bezárva ezzel a salakot az anyag belsejébe. A szerkezet perlites, de a perlit területek határain szekunder cementit látható, ami hálót képez a határokon. Ez alapján 0,8-1% karbontartalom feltételezhető. A durva (más szóval nagy) szemcseméret alapján lassú hűtés feltételezhető, valószínűleg levegőn (gyorsabb hűtéskor a szemcsék kisebbek maradnak). A leletet vélhetően egy darabból munkálták ki, feltételezés szerint vaspapucsos faásó papucsa lehet. Az ívén nem látható nyoma edzésnek vagy más hőkezelésnek, viszont az oxidált vas mellett a széle gazdag klórban (szondázási eredmény), 14%-ban. Mivel más elem nem észlelhető ilyen arányban, valószínűtlen, hogy földi ásvány bekeveredéseképp lenne ott, illetve az edzési nyomok hiányában kizárható az, hogy kloridos fürdőben hűtötték volna le. A legvalószínűbb magyarázat, hogy klórtartalmú ásvánnyal fenték az élét a szerszámnak. 3. Vastű (Függelékek 3. ábra): Alacsony karbontartalmú, főként ferrites szövet, kevés perlittel. A nagyméretű szemcsék alapján lassan, vélhetően levegőn hűlt le. Nincs nyoma alakításnak, így nem valószínű, hogy húzással készült (olyan alakítási művelet, ahol egy nagyobb keresztmetszetű hosszú fémtárgyat áthúznak egy csökkenő keresztmetszetű kúpos szerszámon, ezzel csökkentve a tárgy méretét, további infó: Molnár István), de feltételezhető, hogy finom kalapálással és többszöri hevítéssel kovácsolták. Az ezen kérdésre választ adó terület (a tű felülete) már elkorrodált, így ez nem látható. 17

24 4. 1. Vaskés: Mivel a két kés azonos területről származik, Török Béla feltételezése alapján hasonló szerkezetűek lesznek. Az 1. kés látszólag ferrit-perlit szerkezetet mutat, amelynek becslés szerint 0,4-0,6% körül lehet a karbontartalma. A finom szemcseszerkezet gyors lehűtésre utal, ellentmondásban az előző leletekkel, valamint a homogén szerkezet nem mutatja alakítás nyomait. További vizsgálatok során derült ki, hogy valójában martenzit-bainit-elfajult perlit alkotja a szövetet, ami vízbe mártásos hűtésre (edzésre) utal, amit nem hőkezeltek utána Vaskés: Ellentétben a feltételezéssel, ezen kés szerkezete eltér az 1. számútól, mert itt láthatók az alakítás nyomai. A szerkezet itt valóban ferrit-perlit. A kés éle felé cementitben szegény zónák vannak jelen, ahol az anyag a kalapálás során tisztult a cementittől, viszont máshol durva perlit figyelhető meg. A szerkezet nem homogén, megfigyelhető ferrit által körülvett perlit és a perlit teljes hiánya is, a szabadalakító kovácsolás jellegzetes nyomait viseli, beleértve a levegőn hűtést. 18

25 Összefoglalás Összességében kijelenthetjük, hogy a Zamárdi lelőhely és annak leltanyaga nem csak a Kárpát-medence, de egész Közép-Európa legnagyobb és legkiemelkedőbb lelőhelyévé emeli. Az avar kori kohótelep és annak közelében lévő temető feltárása a mai napig folyik, sajnos azonban friss publikációk nem születtek a témáról. A leletanyag egy másik részének feldolgozására a közeljövőben fog sor kerülni, a Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi karának jóvoltából. Ennek eredményei még jobban bizonyíthatják a Zamárdi avar kohótelep szerepét és fontosságát. 19

26 Irodalomjegyzék Gallina József Zsolt - Hornok Péter - Somogyi Krisztina: Előzetes jelentés a Zamárdit elkerülő sz. út Zamárdi 89, 58/a, 58/b, 56. lelőhelyeinek feltárásáról; Somogyi Múzeumok Közleményei, Régészet (2006), Kaposvár, Dr. Török Béla: Archeometallurgia. Miskolci Egyetem, Török Béla, Kovács Árpás: Avar vastárgyleletek szövetszerkezetének elektronmikroszkópos vizsgálata; XI. Bányászati, Kohászati és Földtani Konferencia, Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság, konferencia kiadvány, Máramarossziget, Gömöri János: Az Avar kori és Árpád-kori vaskohászat régészeti emlékei Pannóniában; Soproni Múzeum és MTA VEAB kiadványa, Sopron, Török Béla: Crystallization of iron slags found in early medieval bloomery furnaces; 5th International Conference on Solidification and Gravity, Miskolc-Lillafüred, Hungary, konferencia kiadvány, Gallina József Zsolt: Előzetes jelentés a Kaposvárt elkerülő 61-es számú főút 2. és 3. lelőhelyének régészeti feltárásáról. Kaposvár,

27 Idegen nyelvű összefoglaló (Summary in foreign language) The purpose of my dissertation is to introduce one of the largest avar s furnace works of Middle-Europe and its archaeological finds. The works are important not only for the scientists of the avar era due to the fact that lots of era s people settled down at that place, from the prehistoric age to the Hungarian Conquest. The central role of Zamárdi works in the avar era is indisputable. Not away from the station there were excavations as a result the biggest graveyard s details of the Carpathian Basin from the avar era - which contains more than 2500 graves - has been discovered. From the works to eastward József Szentpéteri has discovered an extended earthwork and he interpreted it to the avar-kagan central. In 2007 a small part of the archeological finds of the avar era, which has been found in the station has processed. The most important metallic artecact has been submitted under metallurgian investigations. The research looked for the answer that what kind of methods they used at this furnace to shape the metals especially iron and what kind of steps they used. I would like to show the results of this investigation in my dissertation. 21

28 Függelékek A fényképeket a Műszaki Anyagtudományi Kar hallgatója, Molnár István készítette. 22

29 Ábra 1.: Bronz tű 23

30 Ábra 2.: Vas kés 24

31 Ábra 3.: Vas kés 25

32 Ábra 4.: Bronz tű 26

33 Ábra 5.: Sarló alakú vastárgy 27

34 Ábra 6.: Vas karika 28