Die übereinstimmenden Dimensionen und die immer wieder gefundenen Konzeptionen der metallurgischen Anlagen der bronzezeitlichen Kupferhütten in den Ostalpen führen zu dem Schluss, dass die Kupfererzeugung überregional nach gleichen Bauvorgaben im Anlagenbau bewerkstelligt wurde. Diese Aussage wird insbesondere durch die Feststellung bekräftigt, dass sämtliche Betreiber der bronzezeitlichen Schmelzhütten ein einheitlich hohes metallurgisches Können und Wissen besessen haben müssen, wozu aber eine geschulte, solide Ausbildung erforderlich war. Das Rohkupfer (Schwarzkupfer) wurde in der Bronzezeit aus polymetallischen Erzen im Schachtofen erschmolzen. Die metallurgischen Befunde bezeugen, dass in der gesamten Bronzezeit die über ein Jahrtausend angewandte Verfahrenstechnik der Rohkupfererzeugung im Schachtofen von den Hüttenleuten bereits schmelzmetallurgisch optimiert durchgeführt wurde. Die flüssigen Kupfersulfide können dabei entweder von oben durch Abtropfen aus der Primärschlacke oder von unten aus der Reaktionszone durch das „Kochen“ (d. h. beim Aufsteigen von SO2 und N2 werden Kupfersulfidtröpfchen mitgerissen) in die Laufschlacke gelangen, wo sie reduziert worden sind. Somit ist klar, die Schlackenarbeit war in der Bronzezeit der Schlüssel zum schmelzmetallurgischen Erfolg im Schachtofen. Die metallurgische Arbeit in diesem Umfang setzt eine Arbeitsteilung der bronzezeitlichen Bevölkerung, d. h. eine funktionierende Industriegesellschaft, voraus.

Auf den Verhüttungsplätzen und auf den Arbeitsplätzen in den Siedlungen der Bronzezeit wurden die Typen „Laufschlacke“ und „Plattenschlacke“ bei montanarchäologischen Grabungen geborgen. Beide Schlackentypen sind Silicatschlacken, die sich aber im Feges-Gehalt und im Schwefelgehalt unterscheiden. Der höhere Feges-Gehalt mit ca. 45 Masse-

Bei Grabungsarbeiten auf dem Gelände des ehemaligen römischen Legionslagers Lauriacum in der Stadtgemeinde Enns wurde eine römerzeitliche Laufgewichtswaage entdeckt. Die geborgene Laufgewichtswaage zeigt keine nennenswerten Beschädigungen, so dass vom Archäologen eine werkstoffkundliche Untersuchung in Auftrag gegeben wurde. Aus dem Skalenarm der Laufgewichtswaage wurde ein oberflächennaher Metallspan mechanisch entnommen und danach am Rasterelektronenmikroskop am Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie/Montanuniversität Leoben mikroanalytisch begutachtet. Die Laufgewichtswaage ist ein Gusswerkstück einer Zinnbronze mit 13,6 Masse-% Zinn und 86,4 Masse-% Kupfer. Im begutachteten Metallschliff der Zinnbronze erkennt man weiters ungleichmäßig verteilte (Cu, Fe)2-Sulfide und globulare bleireiche Komponenten. Die bleireichen Einschlüsse bestätigen, dass die flüssige Zinnbronze mit Blei desoxidiert wurde. Wegen des Seigerungsverhaltens der Elemente in einer gegossenen Zinnbronze gibt die mikroanalytische Beurteilung eines oberflächennahen entnommenen Bronzespans aus der Sicht des Metallurgen nur eine qualitative Erkenntnis über die Bronzemetallurgie in den römerzeitlichen Werkstätten.

Bei Bauarbeiten im einstigen römischen Legionslager in Lauriacum, heute Stadtgemeinde Enns, ist 2003 ein Endbeschlag (Ortband) einer Schwertscheide geborgen worden. Das gleichsam gülden glänzende Ortband wurde auf der Scheide samt Schwert von einem höherrangigen Angehörigen der im 3. Jahrhundert nach Christus stationierten Legion in Lauriacum getragen. Für eine metallkundliche mikroanalytische Untersuchung sind zwei Keilproben aus dem Ortband mechanisch entnommen und begutachtet worden. Das Gussgefüge des Ortbandes (des Messingwerkstückes) ist stark heterogen erstarrt. Man erkennt im Gussgefüge die aus der Messingschmelze primär ausgeschiedenen dunkelgrauen Zink-Kupfer-Sulfide sowie die sekundär bei der Erstarrung dendritisch gebildeten grauen α‑Kupfermischkristalle. Die hellgraue, in den Zwischenräumen der Sekundärdendriten tertiär erstarrte Restschmelze und die durch Entmischung aus der Messingschmelze entstandenen Blei-Kupfer-Ausscheidungen sind als weißgraue Komponenten im Gussgefüge abgebildet. Die am Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie, Montanuniversität Leoben, erarbeiteten Untersuchungsergebnisse an dem Messingwerkstück (dem Ortband) bescheinigen, dass das Messingwerkstück mit 85 Masse % Cu, 12 Masse % Zn und 3 Masse % Sn sowie mit dem typischen dendritisch erstarrten Gussgefüge und mit den globularen Bleieinschlüssen den bekannten römerzeitlichen Messingprodukten zuzuordnen ist.

Bei archäologischen Ausgrabungen auf dem Linzer Schlossberg wurde 2009 eine Phalera (militärische Auszeichnung eines Soldaten) geborgen. Das in dieser Veröffentlichung vorgestellte Fundstück aus dem antiken Lentia des 1. Jahrhunderts n. Chr. zählt zu den sehr raren Phaleren, die man in der „Austria Romana“ kennt. Es ist das erste Mal, dass eine Phalerahalterung nach den heutigen Standards der Forschung metallurgisch untersucht und analysiert werden konnte. Die Phalera wurde aus zwei Einzelteilen mit einer Kupferblechscheibe, die aus einem geschmiedeten Verbundwerkstoff (mehrere Lagen von dünnen Kupferblechen) und einer beiderseitig aufgebrachten Deckschicht einer Zinn-Blei-Kupferlegierung hergestellt wurde, sowie mit einer Tragöse gefertigt. Die Tragöse wurde aus einem Kupferblech geschmiedet. Durch die beinahe 2000-jährige Lagerung der Phalera in der archäologischen Fundschicht konnte sich sowohl auf der Kupferblechscheibe als auch auf der Tragöse eine Patina aus Kristallen von Cu2O bilden.

Für die werkstoffkundliche Untersuchung einer frühmittelalterlichen Riemenzunge, die von den Archäologen einem Angehörigen der frühmittelalterlichen Waffenelite des 7. Jahrhunderts zugewiesen wird, standen zwei Keilproben zur Verfügung.

Von Archäologen des Salzburg Museum und der Universität Salzburg wurde ein römerzeitlicher Gutshof aus den 2. und 3. Jh. n. Chr. freigelegt. Bei der Grabung wurden Schlacken, Stahlluppen und Stahlstäbe (Halbzeug) geborgen, die die Wiederinstandsetzung von Werkzeugen und die Verarbeitung von Stahlluppen zu Fertigprodukten in der Schmiede des Gutshofes bezeugen.

Zusammenfassung Bei archäologischen Grabungen in der Stadtgemeinde Linz auf dem nördlich der Donau gelegenen Gründberg wurden 1997 vier Depots mit Stahprodukten freigelegt. Die Stahldepots, welche etwa um 100 vor Christus angelegt wurden, bestanden aus insgesamt 45 Stahlwerkstücken. Um das handwerkliche Können der keltischen Schmiede zu rekonstruieren wurden aus dem Fundus vom Gründberg drei Lappenbeile für metallkundliche Beurteilungen ausgewählt und beurteilt. Die metallographischen Untersuchungen an den drei spätlatènezeitlichen keltischen Lappenbeilen (Tüllenbeilen) bestätigen, dass in allen drei Werkstücken in der Mittenlage (Seele) phosphorlegierte Stahlstäbe durch Feuerschweißen von den keltischen Schmieden verarbeitet wurden. Mit einer phosphorlegierten Seele war die Beilschneide härter und somit eine gute Schneidehaltigkeit gewährleistet. Am metallographischen Befund dieser ausgewählten Werkstücke kann man belegen, dass der keltische Schmied mit unterschiedlichen Stahlsorten – unlegiert, kohlenstofflegiert bzw. phosphorlegiert – zu arbeiten verstand. Diese Schmiedetechnologie für Lappenbeile – harter Kern (Seele) und weiche Deckschichten – war allgemein gebräuchliches Wissen der keltischen Schmiede.

Bei archäologischen Grabungen in der Stadtgemeinde Linz auf dem nördlich der Donau gelegenen Gründberg wurden 1997 vier Depots mit Stahprodukten freigelegt. Die Stahldepots, welche etwa um 100 vor Christus angelegt wurden, bestanden aus insgesamt 45 Stahlwerkstücken. Um das handwerkliche Können der keltischen Schmiede zu rekonstruieren wurden aus dem Fundus vom Gründberg drei Lappenbeile für metallkundliche Beurteilungen ausgewählt und beurteilt.

Vom Landesmuseum Kärnten wurden fünf Metallproben, die von Archäologen bei Ausgrabungen in der Römerstadt Teurnia in Lendorf-St. Peter in Holz/Kärnten aus zwei römerzeitlichen Kulturschichten geborgen wurden, für metallkundliche Untersuchungen übergeben. Alle fünf Metallproben sind Roheisenrohprodukte mit im Gefüge erkennbaren Graphitlamellen, nadeligen Zementitkristallen in einer ledeburitischen Matrix. Der Gesamtkohlenstoff ist nach dem lichtmikroskopischen Befund in den Roheisenproben größer 4,3 Masse-%.

Auf der Keplerwiese am Römerberg/OG Linz wurden in einer spätantiken Kulturschicht archäologische Untersuchungen durchgeführt. Aus dieser Kulturschicht wurde eine 28,5 cm lange, zweiflügelige Geschoßspitze (Lanzenspitze) aus Stahl geborgen, die der Bewaffnung spätrömischer Soldaten zugordnet werden kann.

Während der Errichtung der Hermann Göring-Werke in den späten 30iger Jahren des vorigen Jahrhunderts in Linz/St.Peter konnte vom Bundesdenkmalamt ein frühlatènezeitliches Werkstück (Gürtelhaken) geborgen werden. Als Werkstoff für den Gürtelhaken verwendeten die Kelten des 5. Jahrhunderts v. Chr. einen ferritischen Stahl, der nur vereinzelt an der Werkstückoberfläche kleine Perlitinseln aufweist. Der Anteil an Kohlenstoff, Phosphor und Mangan in der Stahlmatrix ist jeweils mit <0,1 Masse-% anzugeben.

Zusammenfassung Für die werkstoffkundliche Untersuchung einer frühmittelalterlichen Riemenzunge, die von den Archäologen einem Angehörigen der frühmittelalterlichen Waffenelite des 7. Jahrhunderts zugewiesen wird, standen zwei Keilproben zur Verfügung. Das Schmuckstück, die Riemenzunge, wurde gegossen. Das Gefüge der Riemenzunge besteht aus primärerstarrten Silbermischkristallen der chemischen Zusammensetzung von 96,2 Masse-% Ag und 3,8 Masse-% Cu. Die in den Zwischenräumen der Primärkristalle sekundär erstarrte Restschmelze besitzt die chemische Zusammensetzung 35,2 Masse-% Ag, 30,9 Masse-% Cu, 30,7 Masse-% O und 3,1 Masse-% Au. Der Goldgehalt der Silberlegierung sowie die Silberlegierungszusammensetzung können gemeinsam mit dem archäologischen Befund als Beleg für die Echtheit der frühmittelalterlichen Riemenzunge herangezogen werden.

Über die Herstellung des Schwertes, im Mittelalter das Statussymbol des adeligen Mannes, gibt es in der Literatur viele Mythen. Um über die mittelalterliche Schmiedetechnologie gesicherte Befunde zu erstellen, sind mikroanalytische Untersuchungen an Keilproben aus der Schwertklinge notwendig.

Frühmittelalterliche Schwerter, die ein Statussymbol für Adelige waren, wurden meist durch Damaszieren hergestellt. Neben dem Damaszieren gab es im Frühmittelalter bereits eine zweite Schmiedetechnologie zur Schwertherstellung, welche aus dem Schmieden einer weichen Schwertklingenseele und einer harten Schwertschneide bestand. Ein Schwert, welches in der OG Pupping/Oberösterreich gefunden wurde und in die zweite Hälfte des 9. bis zum späten 10. Jahrhundert nach Christus datiert werden kann, stand für eine metallographische und mikroanalytische Untersuchung zur Verfügung.

Sakramentshäuschen dienten im Mittelalter und in der frühen Neuzeit in den katholischen Kirchen als verschließbare sichere Verwahrungsorte für den geweihten Wein und die geweihten Hostien. Sie wurden daher meist künstlerisch aufwendig von den Handwerkern aus qualitativ hochwertigen Materialien gefertigt.

Neben Münzen werden entlang von Fernhandelswegen der Kelten und Römer Gewandschließen, sogenannte Fibeln, bei Begehungen von Archäologen gefunden. Die meist aus Buntmetallen gefertigten Fibeln wurden in der Ausführung von der zeitspezifischen Mode beeinflusst und werden neben den Münzen von den Archäologen für die Datierung der Kulturschichten verwendet. Daneben sind die Fibeln der vorgelegten Zeitstufe Zeugen für die Handelsbeziehungen der Kelten und Römer, bzw. die geborgenen Soldatenfibeln entlang der Handelswege sind ein Nachweis für die Truppenbewegungen in einer bestimmten Epoche. Zur Unterstützung der wissenschaftlichen Fundbeschreibung der gegossenen Fibeln sollten chemische Analysen mitverwendet werden. Die untersuchten Soldatenfibeln sind Blei-Zinn-Bronzen mit Bleigehalten von 7 bis 23 Masse-%. Die große Streuung der Bleianalysen von Blei-Zinn-Bronzen ist auf das Entmischungsverhalten des Bleis zurückzuführen. Eine Typologie von Fibeln aus der Legierungstechnik für eine Epoche zu erstellen kann mit metallurgischen Methoden daher nur nach einer Großzahlauswertung in Angriff genommen werden.

Bei der Entschwefelung von Rohstahl im LD-Konverter wird der Schwefel als (S)2−-Anion in die flüssige LD-Schlacke eingebunden. Bei der Erstarrung der LD-Schlacke und Bildung der Hauptphasen Wüstit-, Di- und Tricalciumsilicat- sowie Dicalciumferritmischkristalle hat das S2−-Anion wegen des großen Ionenradiuses in deren Mischkristallen keinen Gitterplatz und bildet eigene schwefelhaltige Phasen. Im Labor wurden künstliche schwefelhaltige Schlackenkomponenten erschmolzen und deren mineralogische Struktur mit einem Kappa-Diffraktometer bestimmt. Mit dieser kristallchemischen Untersuchung konnte nachgewiesen werden, dass der Schwefel in 4CaS.3FeO.Fe2O3-Kristallen stabil eingebunden ist. Bei der Bildung der 4CaS.3FeO.Fe2O3-Kristalle übt der Calciumferrit durch die Ähnlichkeit seiner Kristallstruktur mit der des 4CaS.3FeO.Fe2O3-Kristalles eine entscheidende Rolle aus.