Järn från en medeltida smedja i Garn

UV GAL RAPPORT 2012:09 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Järn från en medeltida smedja i Garn Metallografisk analys Uppland, Biskopskulla socken, Garn 2:6, Biskopskulla 1:1 Erik Ogenhall

UV GAL RAPPORT 2012:09 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Järn från en medeltida smedja i Garn Metallografisk analys Uppland, Biskopskulla socken, Garn 2:6, Biskopskulla 1:1 Dnr 424-01873-2012 Erik Ogenhall Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 3

Riksantikvarieämbetet Arkeologiska uppdragsverksamheten UV GAL Portalgatan 2A 754 23 UPPSALA Växel: 010-480 80 30 Fax: 010-480 80 47 e-post: uvgal@raa.se e-post: fornamn.efternamn@raa.se www.arkeologiuv.se Kartor ur allmänt kartmaterial, Lantmäteriet, 801 82 Gävle. Medgivande l 2011/0233 Kartorna är godkända från sekretessynpunkt för spridning. Lantmäteriet 2012-08-22. Dnr 601-2012/3369 Omslagsbild: de analyserade järnföremålen från Garn. 2012 Riksantikvarieämbetet UV GAL Rapport 2012:09 ISSN 1654-7950 Utskrift Uppsala, 2012

Innehåll Sammanfattning... 7 Inledning... 9 Undersökningens förutsättningar... 10 Material... 10 Metoder... 11 Resultat - metallografi... 12 Prov 1, ämnesjärn... 12 Prov 2, ämnesjärn... 14 Prov 3, ämnesjärn... 16 Prov 4, nitbricka... 19 Prov 5, nitbricka... 20 Tolkning och diskussion... 21 Referenser... 22 Administrativa uppgifter... 23 Figurer... 24 Tabellförteckning... 25 Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 5

6 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Sammanfattning Geoarkeologiskt laboratorium (GAL) på Riksantikvarieämbetet, UV Mitt, Uppsala har på uppdrag av Annika Larsson, Stockholms universitet, analyserat fem metallföremål (tre ämnesjärn och två nitbrickor) påträffade vid arkeologiska undersökningar av en tidigmedeltida smedja i Garn, Biskopskulla socken, Enköpings kommun. Den metallografiska analysen visar att flera järnkvalitéer finns representerade bland fynden: Prov 1, ämnesjärn, består huvudsakligen av ferritiskt (kolfritt) järn. Slagginneslutningar visar att smidet varit sparsamt. Prov 2, ämnesjärn, består delvis av relativt kolrikt järn (stål). Rostfyllda sprickor kan tyda på att stycket är dåligt smitt/bearbetat och av förhållandevis låg kvalité. Prov 3, ämnesjärn, består huvudsakligen av relativt kolfattigt järn. Talrika rostfyllda porer indikerar sannolikt låg grad av bearbetning och att stycket är av förhållandevis låg kvalité. Prov 4, nitbricka, består huvudsakligen av ferritiskt (kolfritt) järn. Föremålet är välsmitt och kan härröra från flera stycken med varierande kolinnehåll. Järnkvalitéer liknande de i prov 1 och 3 kan ha använts. Prov 5, nitbricka, ses innehålla flera järnkvalitéer i olika lager. Kolfattigt stål, ferritiskt (kolfritt) järn och fosforjärn ses i flera lager. Föremålet är välsmitt och av förhållandevis god kvalité. Då liknande kvalitéer av järn finns representerade både bland ämnesjärnen och i nitbrickorna finns möjligheten att nitbrickor tillverkats på platsen. Fosforjärn, som finns i prov 5, finns dock inte i de undersökta ämnesjärnen. Denna nitbricka, prov 5, är dessutom använd och därför möjligen tillverkad på annan plats. De två mindre ämnesjärnen, prov 2 och 3, kan vara spillbitar som kasserats på grund av den sämre kvalitén. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 7

8 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Inledning På uppdrag av Annika Larsson, institutionen för arkeologi och antikens kultur, Stockholms universitet, har fem metallprov analyserats hos GAL (Geoarkeologiskt laboratorium, UV Mitt i Uppsala). Proven kommer från en utgrävning av en medeltida smedja i Garn, Biskopskulla socken, Enköpings kommun i Uppland (fig.1 & 2). Syftet med analyserna har varit att beskriva metallens kvalité och eventuell bearbetning, d.v.s. smide. Figur 1. Översiktskarta med Garn utmärkt med en röd ring. Karta från uppdragsgivaren. Figur 2. Flygbild över det undersökta området i Garn. De analyserade metallproven kommer från smedjan benämnd Järnhantering I. Figur från uppdragsgivaren. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 9

Undersökningens förutsättningar Efter ansökan till Jernkontoret om forskningsmedel för metallografisk analys av järnfynd från smedjan i Garn erhölls medel motsvarande analys av fem utvalda föremål. Analyserna har i sin helhet utförts på GAL i Uppsala. Material De fem utvalda proven är tre ämnesjärn (nr 1, 2 och 3) och två nitbrickor (nr 4 och 5)(fig. 3, omslag samt tab. 1). Figur 3. De fem provtagna fynden från smedjan i Garn, numrerade och med vita linjer som markerar var de provtogs (sågades). Skalstocken är 10 cm Tabell 1. De fem utvalda föremålens vikt och ungefärliga mått samt övriga kommentarer. Föremål nr Vikt (g) Längd (mm) Bredd (mm) Tjocklek (mm) Kommentar 1 ämnesjärn 149,3 115 20-25 20-25 2 ämnesjärn 29,0 43 25 9 Kilformad, huggen 3 ämnesjärn 19,3 44 10 10 4 nitbricka 35,6 47 27 5 Kasserad 5 nitbricka 9,2 30 25 3 Böjd/konvex, använd 10 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Metoder Metallografiska analyser utfördes på 5 polerade prov för att bedöma typ av metall, metallkvalité samt eventuellt smide. Undersökningen utfördes med påfallande ljus i ett Zeiss Axioskop 40A polarisationsmikroskop utrustat med digitalkamera. I detta mikroskop kan olika texturer (strukturer/mönster), beroende på kemisk sammansättning i metallen och grad av bearbetning, utläsas. Ämnesjärnen provtogs med ett snitt (sågades) vinkelrätt mot längdriktningen medan nitbrickorna sågades utmed ena kanten (fig. 3). De fem proven uppvisar alla en korroderad (rostig) utsida (fig. 3 & omslag). Efter delning göts proven in i plastpuckar (fig. 4) för polering, etsning och analys i mikroskop. Figur 4. De fem sågade proven ingjutna i plastpuckar, polerade och etsade. Skalstocken är 5 cm. Innan etsning studeras de polerade provens yta i mikroskop för att se förekomst och sammansättning hos slaggen. Slaggerna är ofta små och långsmala inneslutningar till följd av smide. De är också oftast finkorniga och det kan därför vara svårt att urskilja deras sammansättning. De innehåller dock vanligen en glasfas som är kiselrik och en eller flera järnoxidmineral, t.ex. wüstit eller magnetit. Ibland förekommer också mineralet olivin, som innehåller både järn och kisel. Efter polering och slaggstudier etsas proven med 2 % nitallösning. Denna påverkar metallen olika beroende på sammansättning och metoden används bl.a. för att bedöma kolinnehåll i järn; om det är ett mjukt kolfritt järn, stål (med upp till 2 % kol) eller gjutjärn, som innehåller över 2 % kol. Termer som används för att beskriva järn inkluderar ferrit som är det mjuka (kolfria) järnet, cementit som är en förening av järn och kol (Fe 3 C), och perlit som är en struktur (textur) uppbyggd av omväxlande ferrit och cementit. Generellt medför en större mängd perlit en högre kolhalt och ett hårdare järn (stål). Om järnet innehåller fosfor kan detta Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 11

också observeras, vanligen som en överpräglande dendritisk textur/relief. Det är också möjligt att se hur järnet har bearbetats, t.ex. om olika stycken har sammanfogats. En sådan sammanfogning (vällning) skapar ibland en söm, eller vällfog, som syns som en avvikande linje i provet och ibland också innehåller slagg. Man kan också urskilja olika värmebehandlingar såsom härdning av stål, d.v.s. en upphettning med påföljande snabb avkylning i t.ex. vatten. De strukturer som då bildas är antingen bainit eller martensit. Kolfritt (ferritiskt) järn kan inte härdas. Resultat - metallografi Prov 1, ämnesjärn Det sågade tvärsnittet av prov 1 är ca 25x12 mm och är plant på ena sidan och konvex på andra (fig. 5). Dess utsida är täckt med ett ca en millimeter tjockt rostskikt (järnhydroxider)(fig. 5). Föremålet har ett relativt jämnt fördelat innehåll av slagg, vanligtvis som mycket små (< 10 µm) runda droppar. Dock finns ett antal större slagginneslutningar som visar en form och orientering som ofta är parallell med provets längdriktning. Dessa större slagginneslutningar består av en glasfas samt både olivin och wüstit (fig. 6). Metallen domineras av ferritiskt (kolfritt) järn men har en yttre del, ca 1 mm av den konvexa sidan, som uppvisar perlittextur (stål) och alltså innehåller kol (fig. 5 & 7). Inga spår av värmebehandling (härdning) kan observeras. Figur 5. Etsning av provet visar att dess inre metalliska del består av ferritiskt (kolfritt) järn (ljust på bilden) med slagginneslutningar (mörka prickar) medan den yttre delen (övre, konvexa) består av perlit (brunt) vilket påvisar ett innehåll av kol och därför definieras som stål. Provets utsida består av rost (järnhydroxider) som här är ljusgrå. Även större mörka fält i provets nedre del består huvudsakligen av rost. Skalstocken är 1 mm. 12 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Figur 6. Större slagginneslutning i prov 1. Mörkgrå fas är glas, mellangrå är mineralet olivin och det ljusgrå är järnoxiden wüstit. Provet är här ännu inte etsat och allt järn är därför helt vitt. Skalstocken är 100 µm. Figur 7. Yttre delen av prov 1. Till höger i bild det nästan ferritiska (rena) järnet, det bruna är perlit (mitten) som visar en successiv ökning av kolinnehållet mot provets yttre, samt grå rost som täcker hela provets utsida (vänster i bild). Skalstocken är 500 µm. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 13

Prov 2, ämnesjärn Det sågade tvärsnittet av prov 2 är ca 24x7 mm och rektangulärt till formen (fig. 8). Föremålet, som är kilformat och har en huggen sida (där provet tagits) är täckt med rost (järnhydroxider) vilket också kan ses i ett flertal sprickor och porer (fig. 8). Föremålet har relativt sparsamt med slagginneslutningar, vilka oftast är orienterade i provets längdriktning och innehåller en glasfas, olivin samt sparsamt med mikroskopisk järnoxid (fig. 9). Järnet har ett varierande innehåll av kol och ena delen av provet (höger i fig. 8 & fig. 9) består delvis av nästan kolfritt (ferritiskt) järn medan resten av provet (särskilt vänster i fig. 8 & fig. 10) domineras av perlit och är kolrikt (stål). Ingen värmebehandling (härdning) eller uppenbara vällfogar kan ses. Figur 8. Det etsade provet uppvisar en ojämn fördelning av kolinnehållet där ena änden (höger) delvis är nästan kolfri och består av ferritiskt, järn (ljust) medan vänstra delen helt domineras av perlit (här brunt till blått) och är kolrikt, d.v.s. stål. Provets utsida består av (grå) rost liksom sprickor och större porer. Skalstocken är 1 mm. Figur 9. Avlånga slagginneslutningar i prov 2 innehåller en mörkgrå glasfas samt ljusare grå olivin. Järnoxid, troligen wüstit, förekommer endast sparsamt och ses ej i denna förstoring. Skalstocken är 200 µm. Bilden är från högra delen av fig. 8. 14 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Figur 10. Detalj från den mest kolrika delen av prov 2 visar en hög andel perlit (brunt/mörkt) med ferritiskt järn (ljust) i korngränserna. Skalstocken är 50 µm. Bilden är från vänstra delen av fig. 8. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 15

Prov 3, ämnesjärn Det sågade tvärsnittet av prov 3 är ca 9x8 mm och nästan kvadratiskt. Föremålet är täckt av upp till en millimeter rost, vilket också ses i flera sprickor och talrika porer i provets inre (fig. 11). Endast sparsamt med slagg ses i detta prov och då vanligen som enstaka tunna (ofta < 10 µm) stråk, varav ett flertal ses vara orienterade mot provets ena hörn (fig. 12 & 13). Slaggen har ett typiskt innehåll av glas, olivin och järnoxid, sannolikt wüstit. Järnet har ett varierande, men ganska lågt, innehåll av kol. Perlit finns i större delen av provet (fig. 14), men endast i liten mängd, tillsammans med ferrit, som dominerar. Områden med nästan helt ferritiskt (kolfritt) järn förekommer också (fig. 11 & 13). Övergången mellan kolfritt och kolinnehållande järn förefaller gradvis. Figur 11. Grå rost täcker provets yttre, vilket även kan ses som större, talrika, mörkbruna fläckar i provets insida. Ljusbruna områden, som dominerar provet, innehåller perlit som påvisar ett lågt innehåll av kol, medan ljusare områden består av ferritiskt (kolfritt) järn. I provets nedre högra del ses tunna stråk av slagg orienterade ut mot hörnet, jfr fig. 12 & 13. Skalstocken är 1 mm. 16 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Figur 12. Nedre högra hörnet på prov 3 (före etsning). Mörka stråk av slagg ses orienterade mot provets hörn. Skalstocken är 1 mm. Figur 13. Detalj ur figur 12 som visar de tunna slaggstråken och dess innehåll av glas (mörkgrå), olivin (grå) och järnoxid (ljusgrå), sannolikt wüstit. Skalstocken är 50 µm. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 17

18 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning Figur 14. Detalj från den mest kolrika delen av prov 3 visar en relativt låg andel perlit (brunt) i förhållande till det ljusa ferritiska järnet. Skalstocken är 50 µm. Bilden är från övre vänstra delen av fig. 11.

Prov 4, nitbricka Det sågade tvärsnittet av prov 4 är ca 19x5 mm och rektangulärt till formen (fig. 15). Föremålet har tolkats att vara en nitbricka där stansningen av hålet misslyckats p.g.a. sprickbildning i godset (fig. 3, 16 & 17). Troligen har föremålet kasserats och aldrig använts. Rost täcker provets utsida. Metallen är relativt rik på finfördelad slagg som nästan undantagslöst är orienterad i provets längdriktning, antingen likt tunna pärlband eller som utsträckta inneslutningar. Några av dessa är flera millimeter långa och representerar sannolikt vällfogar efter vikvällning (fig. 15). Slaggen ses ha ett typiskt innehåll av glas, olivin samt järnoxid, sannolikt wüstit. Järnet har generellt ett lågt kolinnehåll och uppvisar sparsamt med perlit (cementit) endast i korngränser och vissa områden/lager. I övrigt är järnet huvudsakligen ferritiskt (kolfritt). Inget fosforinnehåll kan observeras. Figur 15. Mörka stråk av slagg representerar sannolikt vällfogar från smidet, t.ex. i provets vänstra del. Provets ljusa färg efter etsning visar att det domineras av ferritiskt (kolfritt) järn. Skalstocken är 1 mm. Figur 16 & 17. Fram- respektive baksida av prov 4, en nitbricka som möjligen kasserats på grund av sprickbildning i godset när hålet skulle stansas. Sprickan ses bäst på baksidan (fig. 17, föremålets hitsida). Provet är konserverat. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 19

Prov 5, nitbricka Det sågade tvärsnittet av prov 5 är ca 22x3 mm och böjt till formen (fig. 18). Föremålet har rost (järnhydroxider) på ytan samt i enstaka sprickor och porer. Delar av ytan består även av järnoxid, vilket kan vara ett glödskal. Tunna och utdragna slaggstråk med högt innehåll av glas, men även olivin och järnoxid, sannolik wüstit, representerar sannolikt vällfogar i flera fall (fig. 18). Provet har generellt ett lågt kolinnehåll och domineras av ferritiskt (kolfritt) järn, men vissa lager har ett lågt kolinnehåll där perlit kan ses i kornkontakterna (fig. 19, C). Analysen avslöjar också att flera lager av järnet innehåller fosfor (fig. 19, P). Figur 18. Mörka, utdragna band i den ljusa metallen är slagg som sannolikt representerar vällfogar från smidet. Provets ljusa färg efter etsning visar på ett generellt lågt kolinnehåll. Skalstocken är 1 mm. Figur 19. Profil genom nitbrickan (prov 5) visar en asymmetrisk sammansättning av järnkvalitéer; tunna mörka slaggstråk flankerade av järn med ett (relativt lågt) kolinnehåll -C, järn med en vågig relief som innehåller fosfor -P, samt ferritiskt (kolfritt) järn -F. Mörkgrått längst till höger i bild är rost (järnhydroxider) medan det ljusare grå längst till vänster är järnoxid. Skalstocken är 100 µm. 20 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Tolkning och diskussion Den metallografiska analysen visar att flera järnkvalitéer finns representerade bland fynden: Mjukt kolfritt järn (ferritiskt), järn med varierande kolinnehåll (stål) och även järn med innehåll av fosfor. Det kan också konstateras att inget av fynden kan anses vara helt homogent i sin sammansättning utan har ett varierande innehåll av kol och i ett fall även fosfor. Inget av fynden visade sig vara värmebehandlat (härdat), vilket kan anses förväntat när det gäller både ämnesjärn och nitbrickor. Prov 1, ämnesjärn, består huvudsakligen av kolfritt ferritiskt järn. Den tunna (ca 1 mm) yttre del som består av stål är troligen (omedvetet) uppkolad under det smide som format ämnesjärnet. De slagginneslutningar som finns visar dock att smidet varit sparsamt och inga vällfogar kan ses. Prov 2, ämnesjärn, består huvudsakligen av kolrikt järn. Delar av provet innehåller dock övervägande kolfritt ferritiskt järn men övergången till det kolrika järnet verkar ske gradvis och inga tydliga vällfogar kan ses. De två järnkvalitéerna kan härröra från flera sammansmidda stycken eller från ett heterogent stycke. De rostfyllda sprickorna kan tyda på att järnet är dåligt smitt/bearbetat och av relativt låg kvalité. Prov 3, ämnesjärn, består huvudsakligen av ett relativt kolfattigt järn. Inga vällfogar kan ses och gradvisa övergångar till mer ferritiskt järn kan indikera att föremålet kommer ur ett något heterogent stycke som bearbetats sparsamt. Alternativt kan vikvällning av heterogent material ha utförts, dock indikerar de talrika rostfyllda porerna på låg grad av bearbetning och att stycket är av relativt låg kvalité. De slagginneslutningar som finns orienterade mot ett av provets hörn kan härröra från att föremålet delats/klippts utmed denna kant. Prov 4, nitbricka, består huvudsakligen av kolfritt ferritiskt järn. Sparsamt med kolfattigt stål finns i vissa lager och tunna, utsträckta slagginneslutningar visar att föremålet är välsmitt och kan härröra från flera stycken med varierande kolinnehåll. Järnkvalitéer liknande de i prov 1 och 3 kan ha använts. Att föremålet förefaller ha spruckit under håltagningen (fig. 16 & 17) beror sannolikt inte på järnets kvalité då det inte torde vara speciellt sprött. Prov 5, nitbricka, ses innehålla flera järnkvalitéer i olika lager. Kolfattigt stål finns i åtminstone tre lager och även fosforinnehållande järn ses i tre lager. Ett lager består av ferritiskt järn helt utan kol. Järnkvalitéer liknande de i prov 1 och 3 kan ha använts men ingen symmetri mellan lagren kan anas och inga veck från vikvällning kan ses. Tunna utdragna slagginneslutningar representerar sannolikt vällfogar. Det kan dock inte helt uteslutas att föremålet är smitt ur ett heterogent stycke. Föremålet är välsmitt och av relativt god kvalité. Då liknande kvalitéer av järn finns representerade både bland ämnesjärnen och i nitbrickorna finns möjligheten att nitbrickorna tillverkats på plats av den lokala smeden. Fosforjärn, som finns i prov 5, finns dock inte representerat bland de undersökta ämnesjärnen. Det kan även tilläggas att denna nitbrickan, prov 5, är använd och därför troligen/möjligen är tillverkad på annan plats. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 21

Man kan spekulera om att de två mindre ämnesjärnen, prov 2 och 3, kan vara spillbitar som kasserats på grund av den sämre kvalitén. En tidigare analyserad järnklump från Garn (Grandin & Hjärthner- Holdar 2010) som visade sig bestå av ferritiskt järn och kolfattigt stål, och eventuellt även fosfor, har en kvalité motsvarande flera av de nu undersökta fynden. En 14 C-datering av denna järnklump visar dock på vendeltid (Grandin & Hjärthner-Holdar 2010) medan den smedja i Garn som de nu undersökta föremålen kommer från har daterats till tidig medeltid (Ilves & Larsson 2012). Referenser Grandin, L. & Hjärthner-Holdar, E. 2010. Smide och ämnesjärn. Metallografisk analys och 14 C-datering av järn. Uppland, Biskopskulla socken, Garn 1:1 och Villsberga. UV GAL Rapport 2010:7. Geoarkeologisk Undersökning. Ilves, K & Larsson. A. 2012. Garn Strategisk Knut i Örsundaåns Dalgång. Arkeologisk forskningsundersökning vid en tidigmedeltida smedja och hamn. Garn 2:6, Biskopskulla socken, Enköpings kommun, Uppland. SAU Rapport 2012:1, Uppsala. 22 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Administrativa uppgifter Riksantikvarieämbetets dnr: 424-01873-2012. Riksantikvarieämbetets projektnummer: 12249. Undersökningstid: Maj 2012. Fynd: nr 1 5. Foto: Erik Ogenhall, GAL, förutom 1 & 2 från uppdragsgivaren och 16 & 17 Eva Hjärthner-Holdar, GAL. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 23

Figurer Figur 1. Översiktskarta med Garn utmärkt med en röd ring. Karta från uppdragsgivaren. Figur 2. Flygbild över det undersökta området i Garn. De analyserade metallproven kommer från smedjan benämnd Järnhantering I. Figur från uppdragsgivaren. Figur 3. De fem provtagna fynden från smedjan i Garn, numrerade och med vita linjer som markerar var de provtogs (sågades). Skalstocken är 10 cm Figur 4. De fem sågade proven ingjutna i plastpuckar, polerade och etsade. Skalstocken är 5 cm. Figur 5. Etsning av provet visar att dess inre metalliska del består av ferritiskt (kolfritt) järn (ljust på bilden) med slagginneslutningar (mörka prickar) medan den yttre delen (övre, konvexa) består av perlit (brunt) vilket påvisar ett innehåll av kol och därför definieras som stål. Provets utsida består av rost (järnhydroxider) som här är ljusgrå. Även större mörka fält i provets nedre del består huvudsakligen av rost. Skalstocken är 1 mm. Figur 6. Större slagginneslutning i prov 1. Mörkgrå fas är glas, mellangrå är mineralet olivin och det ljusgrå är järnoxiden wüstit. Provet är här ännu inte etsat och allt järn är därför helt vitt. Skalstocken är 100 µm. Figur 7. Yttre delen av prov 1. Till höger i bild det nästan ferritiska (rena) järnet, det bruna är perlit (mitten) som visar en successiv ökning av kolinnehållet mot provets yttre, samt grå rost som täcker hela provets utsida (vänster i bild). Skalstocken är 500 µm. Figur 8. Det etsade provet uppvisar en ojämn fördelning av kolinnehållet där ena änden (höger) delvis är nästan kolfri och består av ferritiskt, järn (ljust) medan vänstra delen helt domineras av perlit (här brunt till blått) och är kolrikt, d.v.s. stål. Provets utsida består av (grå) rost liksom sprickor och större porer. Skalstocken är 1 mm. Figur 9. Avlånga slagginneslutningar i prov 2 innehåller en mörkgrå glasfas samt ljusare grå olivin. Järnoxid, troligen wüstit, förekommer endast sparsamt och ses ej i denna förstoring. Skalstocken är 200 µm. Bilden är från högra delen av fig. 8. Figur 10. Detalj från den mest kolrika delen av prov 2 visar en hög andel perlit (brunt/mörkt) med ferritiskt järn (ljust) i korngränserna. Skalstocken är 50 µm. Bilden är från vänstra delen av fig. 8. Figur 11. Grå rost täcker provets yttre, vilket även kan ses som större, talrika, mörkbruna fläckar i provets insida. Ljusbruna områden, som dominerar provet, innehåller perlit som påvisar ett lågt innehåll av kol, medan ljusare områden består av ferritiskt (kolfritt) järn. I provets nedre högra del ses tunna stråk av slagg orienterade ut mot hörnet, jfr fig. 12 & 13. Skalstocken är 1 mm. Figur 12. Nedre högra hörnet på prov 3 (före etsning). Mörka stråk av slagg ses orienterade mot provets hörn. Skalstocken är 1 mm. 24 UV GAL Rapport 2012:09. Geoarkeologisk undersökning

Figur 13. Detalj ur figur 12 som visar de tunna slaggstråken och dess innehåll av glas (mörkgrå), olivin (grå) och järnoxid (ljusgrå), sannolikt wüstit. Skalstocken är 50 µm. Figur 14. Detalj från den mest kolrika delen av prov 3 visar en relativt låg andel perlit (brunt) i förhållande till det ljusa ferritiska järnet. Skalstocken är 50 µm. Bilden är från övre vänstra delen av fig. 11. Figur 15. Mörka stråk av slagg representerar sannolikt vällfogar från smidet, t.ex. i provets vänstra del. Provets ljusa färg efter etsning visar att det domineras av ferritiskt (kolfritt) järn. Skalstocken är 1 mm. Figur 16 & 17. Fram- respektive baksida av prov 4, en nitbricka som möjligen kasserats på grund av sprickbildning i godset när hålet skulle stansas. Sprickan ses bäst på baksidan (fig. 17, föremålets hitsida). Provet är konserverat. Figur 18. Mörka, utdragna band i den ljusa metallen är slagg som sannolikt representerar vällfogar från smidet. Provets ljusa färg efter etsning visar på ett generellt lågt kolinnehåll. Skalstocken är 1 mm. Figur 19. Profil genom nitbrickan (prov 5) visar en asymmetrisk sammansättning av järnkvalitéer; tunna mörka slaggstråk flankerade av järn med ett (relativt lågt) kolinnehåll -C, järn med en vågig relief som innehåller fosfor -P, samt ferritiskt (kolfritt) järn -F. Mörkgrått längst till höger i bild är rost (järnhydroxider) medan det ljusare grå längst till vänster är järnoxid. Skalstocken är 100 µm. Tabellförteckning Tabell 1. De fem utvalda föremålens vikt och ungefärliga mått samt övriga kommentarer. Järn från en medeltida smedja i Garn. Metallografisk analys 25