مسمار حديدي يوناني — صناعة مسامير الحديد المطاوع

ضع طرف قضيب من الحديد المطاوع أو الفولاذ الطري في الفرن وسخّنه حتى يصل إلى لون برتقالي مصفر لامع، بدرجة حرارة تقارب 900-1050 درجة مئوية. عند هذه الحرارة يصبح الحديد شديد القابلية للتشكيل ويمكن تشكيله بضربات مطرقة خفيفة نسبياً. يجب طرق الحديد وهو ساخن، فعلى عكس البرونز الذي يمكن طرقه وهو بارد وتلدينه، يكون الحديد في درجة حرارة الغرفة صلباً وهشاً جداً بحيث لا يمكن تشكيله بكفاءة. إن تبني اليونانيين لتقنية الحديد (بدءاً من حوالي 1050-900 BCE) مثّل تحولاً تقنياً كبيراً، إذ إن خام الحديد أوفر بكثير من النحاس والقصدير، لكنه يتطلب درجات حرارة أعلى في الأفران وتقنيات صهر أكثر تطوراً. وكان الحديد اليوناني المبكر يُنتج في أفران بلوماري صغيرة تنتج كتلاً إسفنجية من الحديد المطاوع مختلطة بالخبث.

أخرج القضيب المتوهج من الفرن باستخدام الملقط وضعه على السندان. اطرق الجزء المسخّن لسحبه (إطالته) مع تشكيله بشكل مدبب نحو النقطة. اعمل أولاً على وجهين متقابلين، ثم أدر القضيب بمقدار 90 درجة وشكّل الوجهين الآخرين، لتكوين مقطع مدبب مربع الشكل. ينبغي أن يتدرج ساق المسمار النهائي بشكل منتظم من حوالي 6 ملم مربعة عند طرف الرأس إلى نقطة حادة على طول يتراوح بين 4 و8 سم، حسب حجم المسمار المطلوب. اعمل بسرعة while الحديد ساخن، إذ لديك حوالي 30 إلى 60 ثانية من وقت العمل قبل أن يبرد المعدن دون درجة التشكيل ويجب إعادة تسخينه. أعد القضيب إلى الفرن عند الحاجة.

أعد تسخين الحديد وضع القضيب فوق الـ hardy (أداة قطع تُثبَّت في فتحة الـ hardy في السندان) عند النقطة التي تريد فصل المسمار عندها عن قضيب الأصل، مع ترك حوالي 5-8 مم من المادة الزائدة فوق القطع لتشكيل الرأس. اضرب القضيب على حافة الـ hardy لتقطعه بنحو ثلاثة أرباع السماكة، ثم اكسر المسمار وحرره بالثني. بدلاً من ذلك، استخدم إزميل قطع ساخن يُمسك بمحاذاة القضيب بينما يضرب مساعد عليه. يجب أن يكون القطع نظيفاً ومحدداً الموضع بحيث تكون البقية المتبقية فوق الساق كافية لتسطيحها (توسيعها) لتشكيل رأس المسمار.

أعد تسخين طرف رأس المسمار فقط حتى الحرارة الصفراء. أدخل المسمار بطرف النقطة أولاً عبر الثقب المخروطي في قالب الرأس (لوح معدني سميك به ثقب مخروطي الشكل يدعم المسمار أثناء تشكيل الرأس). يجب أن يبرز الساق عبر الثقب مع ظهور مادة الرأس فقط فوقه. اضرب الجزء البارز بقوة بالوجه المسطح للمطرقة لتسطيحه (توسيعه) إلى الخارج، مشكلاً رأسًا مسطحًا دائريًا أو مربعًا. يُسمى هذا التشكيل 'تشكيل الرأس'. قد يلزم حرارتان أو ثلاث لتشكيل رأس جيد الشكل. يجب أن يكون الرأس أعرض من الساق بما لا يقل عن 3-4 مم من جميع الجوانب لتوفير قوة التثبيت عند دقه في الخشب. كانت مسامير الرأس الوردي (ذات الرأس المقبب قليلاً والمشطوف الأوجه) الشكل التاريخي الأكثر شيوعًا.

بمجرد تشكيل الرأس، برّد المسمار في الماء لتبريده. لا تحتاج مسامير الحديد المطاوع إلى معالجة حرارية مثل أدوات الفولاذ — فالمحتوى المنخفض من الكربون في الحديد المطاوع يعني أنه لا يتصلب بشكل كبير عند التبريد. يجب أن يكون المسمار المنتهي ساقًا مستقيمة ومتدرجة الاستدقاق بشكل متساوٍ، مع نقطة حادة ورأس مسطح ومُشكَّل جيدًا. للاختبار، اطرقه في قطعة من الخشب اللين — يجب أن يدخل مستقيمًا دون انحناء، وأن يستقر الرأس بمستوى سطح الخشب أو أسفل منه قليلًا. يمكن لحداد ماهر إنتاج 200-400 مسمار يوميًا. كانت المسامير المطروقة يدويًا سلعة بالغة الأهمية في العالم القديم — فبناء السفن وحده كان يستهلك كميات هائلة. كانت السفينة الحربية الأثينية (الترايرِم) تحتاج إلى آلاف المسامير والبراغي المصنوعة من البرونز والحديد لتثبيت ألواح هيكلها، وكانت الترسانات البحرية تحتفظ بمخزونات كبيرة من المسامير بوصفها مواد استراتيجية.