Bluing in The Victorian Era: A Chemical Investigation of Mid-Victorian Blued Firearms

The following paper outlines an investigation into the chemistry of blued Victorian firearms. Specifically, the samples studied are three pieces of a Snider-Enfield Breech Loading Rifle, a lock plate, a breech block, and the screw of the firing pin. The tests and research conducted explore both the bluing itself as well as the chemical and physical interactions between the bluing and the metal underneath. The process of bluing was used to act as a passivation layer to inhibit corrosion, as it is a common concern with ferrous materials such as the iron and steel used in the production of firearms. The passivating layer is a thin patina of only a few hundred microns at most. Therefore, it is rather susceptible to scratches and thinning if the piece is used frequently. If undisturbed, a blued layer can inhibit the formation of hematite thus preventing harmful corrosion. This is the most valuable aspect of bluing both from practical and preservative positions, being useful to the original owners of the pieces and the archaeologists alike. The tests conducted for this research include stereomicroscopy, confocal microscopy, X-ray fluorescence, X-ray diffraction, and laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry. Unfortunately, the laser ablation technique could only be performed on the screw due to size constraints with the equipment. Subsequently, the confocal microscopy was only conducted on the screw as it was used to observe the effect of the laser ablation; all other analytical methods were conducted on all three samples. The goal of conducting these tests is to determine which methods of bluing would likely have been used during the Mid-Victorian Era, give insight on how the bluing interacts with the metal, and determine if re-bluing pieces would be safe. The data obtained from the XRF indicated the presence of copper, nickel, and zinc in the blue patina of all three pieces, this suggests the method used to blue them was the Unnamed Field Method #1 from Samuel Field’s 1925 book on the colouration of metals. In addition to the XRF the XRD provided more general information on the composition of the pieces and denoted the presence of goethite in the breech block and lock plate, but not the screw. The XRD also revealed the presence of a substance that is likely copper acetate (Cu(CH3COO) 2)thus indicating a possible variant on the Unnamed Field Method #2, which typically uses lead acetate (Pb(CH3 COO )2). Finally, the screw, as the only sample to undergo the LA-ICP-MS, showed significant levels of manganese, primarily related to the metal itself. This suggests the use of a different kind of steel to produce the screw when compared to the larger pieces that did not exhibit manganese. Overall, this research has resulted in the uncovering of a couple possible methods of bluing in the Victorian Era. While more research into the matter on both the scientific and historical fronts is required to have a complete understanding of the processes used. The methods suggested to have been used by the chemical data are in line with the physical appearance of the pieces and has no contradictions with the limited historical records. Finally, the possibility of re-bluing historic pieces for the purpose of restoration does not seem like it would cause any harm to the piece or eliminate the previous bluing. The screw had the most possibilities for methods with its wider range of elements present at the surface, which means if the abundance is from multiple attempts at bluing all methods can still be detected, not just the top layer.

Il seguente articolo delinea un'indagine sulla chimica delle armi da fuoco vittoriane azzurrate. Nello specifico, i campioni studiati sono tre pezzi di un fucile Snider-Enfield Breech Loading, una piastra di bloccaggio, un blocco di culatta e la vite del percussore. I test e le ricerche condotte esplorano sia la brunitura stessa sia le interazioni chimiche e fisiche tra la brunitura e il metallo sottostante. Il processo di brunitura è stato utilizzato per fungere da strato di passivazione per inibire la corrosione, poiché è una preoccupazione comune con i materiali ferrosi come il ferro e l'acciaio utilizzati nella produzione di armi da fuoco. Lo strato passivante è una sottile patina di poche centinaia di micron al massimo. Pertanto è piuttosto suscettibile a graffi e assottigliamenti se il pezzo viene utilizzato frequentemente. Se indisturbato, uno strato azzurrato può inibire la formazione di ematite prevenendo così la dannosa corrosione. Questo è l'aspetto più prezioso della brunitura sia dal punto di vista pratico che conservativo, essendo utile sia ai proprietari originali dei pezzi che agli archeologi. I test condotti per questa ricerca includono stereomicroscopia, microscopia confocale, fluorescenza a raggi X, diffrazione di raggi X e spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente con ablazione laser. Sfortunatamente, la tecnica di ablazione laser può essere eseguita solo sulla vite a causa dei limiti dimensionali dell’attrezzatura. Successivamente è stata condotta la sola microscopia confocale sulla vite in quanto è servita per osservare l'effetto dell'ablazione laser; tutti gli altri metodi analitici sono stati condotti su tutti e tre i campioni. L'obiettivo di condurre questi test è determinare quali metodi di brunitura sarebbero stati probabilmente utilizzati durante l'era medio-vittoriana, fornire informazioni su come la brunitura interagisce con il metallo e determinare se i pezzi ri-bruniti sarebbero sicuri. I dati ottenuti dall'XRF hanno indicato la presenza di rame, nichel e zinco nella patina blu di tutti e tre i pezzi, questo suggerisce che il metodo utilizzato per azzurrarli era l'Innominato Field Method #1 dal libro di Samuel Field del 1925 sulla colorazione dei metalli . Oltre all'XRF, l'XRD ha fornito informazioni più generali sulla composizione dei pezzi e ha rilevato la presenza di goethite nella culatta e nella piastra della serratura, ma non nella vite. L'XRD ha anche rivelato la presenza di una sostanza che è probabilmente acetato di rame (Cu(CH3COO) 2), indicando quindi una possibile variante del metodo del campo senza nome n. 2, che tipicamente utilizza acetato di piombo (Pb(CH3 COO)2). Infine, la vite, essendo l'unico campione sottoposto al LA-ICP-MS, ha mostrato livelli significativi di manganese, principalmente legati al metallo stesso. Ciò suggerisce l'uso di un diverso tipo di acciaio per produrre la vite rispetto ai pezzi più grandi che non presentavano manganese. Nel complesso, questa ricerca ha portato alla scoperta di un paio di possibili metodi di brunitura nell'era vittoriana. Mentre sono necessarie ulteriori ricerche sulla questione sia sul fronte scientifico che su quello storico per avere una comprensione completa dei processi utilizzati. I metodi suggeriti per essere stati utilizzati dai dati chimici sono in linea con l'aspetto fisico dei pezzi e non presentano contraddizioni con i limitati documenti storici. Infine, la possibilità di ri-bluare pezzi storici a scopo di restauro non sembra causare alcun danno al pezzo o eliminare la precedente brunitura. La vite aveva la maggior parte delle possibilità di metodi con la sua gamma più ampia di elementi presenti sulla superficie, il che significa che se l'abbondanza deriva da molteplici tentativi di azzurramento è ancora possibile rilevare tutti i metodi, non solo lo strato superiore.