Технология получения сыродутного железа
В металлургии особую роль играло получение железа, широкое использование которого в раннефеодальный период имело решающее значение для совершенствования орудий труда. Основной способ изготовления железа был прежний — сыродутный процесс. Железо получали в сыродутных горнах, принцип действия которых, в основном, тождествен для большинства ремесленных районов Западной и Восточной Европы. В глиняный горн, иногда обложенный камнем, закладывали железную руду и древесный уголь и мехами нагнетали воздух. В результате восстановления руды получали железную крицу весом до 68 кг.
Археологические раскопки на территории России дали богатейший материал для воссоздания техники производства железа в V-IX вв. К числу находок относится, например, сыродутный горн VIII-IX вв., обнаруженный у деревни Лебедка Орловской области. Примером наиболее распространенных на территории нашей страны сыродутных горнов могут служить горны, найденные при раскопках Старой Рязани (XII в.) и в городе Болгары на Волге (X-XI вв.). Горны имели полусферическую форму, напоминавшую широкую чашу, опрокинутую основанием вверх. Общая высота горна 0,5м, высота рабочего пространства 0,35м, дно овальное или круглое диаметром 0,8м. Наверху сделано круглое отверстие (диаметр 0,5м) для загрузки угля и руды и выхода газов. Получаемую в горне пористую крицу железа затем проковывали. Она служила материалом для изготовления орудий труда и оружия. Со временем для повышения производительности сыродутных горнов увеличили их высоту. В результате он превратился в домницу с более сильным дутьем, которое достигалось с помощью механических устройств. Превращение сыродутного горна в домницу привело к изменению самого процесса получения железа. Наряду с железом в таких удлиненных горнах стал образовываться и жидкий металл, сильно науглероженный продукт — чугун.
|
|
|
Технология получения железа в Средней Азии. Дамасская сталь
Передовым регионом в освоении железа, где железный век начался уже в последней четверти II тыс. до н.э., была Малая Азия (район Хеттского царства), а также тесно связанное с ней Восточное Средиземноморье.
Не случайно именно от хеттов и их соседей до нас дошли первые неоспоримые письменные свидетельства о выработке и использовании кричного железа и стали. Из переведенных хеттами хаттских текстов следует, что уже хатты хорошо знали этот металл (для них железо имело скорее символическую, нежели бытовую ценность). В переписке хеттов, Митанни и египтян («Амарнский архив» в Египте — архив фараонов 18-й династии, относящийся к середине II тыс. до н.э.) встречается наиболее раннее из известных ныне письменных упоминаний о кричном железе, датируемое XV в. до н.э.; хеттские таблички к. XIV — н. XIII в. до н.э. содержат сообщение хеттского царя фараону Рамзесу II об отправке ему корабля, нагруженного «чистым железом».
|
|
|
В хеттско-ассирийской переписке XIII в. до н.э. фигурирует «хорошее железо», т.е. сталь; интересно, что именно ХIII в. датируется самое раннее из найденных хеттских стальных изделий — топор из Хаттусы.
Под влиянием Малой Азии и Восточного Средиземноморья в конце II — начале I тыс. до н.э. железный век наступает в Месопотамии и Иране.
Из Ирана черная металлургия распространяется в Индию, где эпоха железа отсчитывается с начала I тыс. до н.э. Имеется достаточное количество письменных свидетельств об освоении железа в Индии (как собственно индийских, начиная с Ригведы, так и более поздних неиндийских, в частности древнегреческих).
Под влиянием Ирана и Индии эпоха железа наступает в Средней Азии в VIII в. до н.э. Севернее, в степях Азии ЖВ начинается не ранее VI-V вв. до н.э.
Увидеть железо жидким металлурги смогли только в XIX веке, однако, еще на заре железной металлургии, — в начале I тысячелетия до новой эры, — индийские мастера сумели решить проблему получения упругой стали без расплавления железа. Такую сталь называли булатом, но из-за сложности изготовления и отсутствия необходимых материалов в большей части мира, эта сталь так и осталась индийским секретом на долгое время. В литературе часто не делают различия между индийским булатом (вутцом), дамасской сталью и японским булатом. Между тем каждый из трех методов изготовления придавал металлу особые свойства.
|
|
|
Поскольку в древности оружие из индийского и сиамского железа делалось и продавалось чаще всего на базаре в Дамаске, очень трудно выяснить, какой булат делали в Дамаске, а какой в Индии. П.П.Аносов и другие историки металлургии различают старую настоящую индийскую сталь, которую называют еще «Дамаск» или «чистый Дамаск», и новую - «наварной дамаск» или «дамасскую сталь». «Чистый дамаск», так же как индийский «вутц» и древнеперсидский "пулад", являйся литой сталью. Клинок изготовляли из цельного куска такой стали, полученного плавкой. Он имел естественные узоры. Сегодня булатом называют литую сталь, имеющую естественный узор. Только оружие, полученное путем ковки литой булатной стали (лепешки, или «вутца») и имеющее естественные узоры, обладало очень высокими механическими свойствами. Именно о нем складывались легенды.
|
|
|
В XII веке изготовление оружия в техническом и орнаментальном отношении достигло высшей степени совершенства. Широко известны в это время арабские мастера, которые кочевали со своими племенами и занимались изготовлением мечей и кольчатых панцирей, отличающихся прекрасными филигранными украшениями. Персидское, йеменское и грузинское оружие отличалось особыми рисунками, насечкой, эмалированием и резьбой.
Сохранились рассказы о том, что в конце XVI века падишахом Индии из династии Великих Моголов Акбаром был устроен арсенал, достаточный для вооружения целой армии. И в этом арсенале наряду с индийскими и дамасскими булатами очень дорого ценился японский булат, изготовленный не ранее чем в XI веке. Японский булат обладал каким-то необыкновенным качеством железа, которое после целого ряда проковок приобретало высокую твердость, прочность и вязкость. Мечи и сабли, приготовленные из этого железа, отличались также необыкновенной остротой.
Сварочный булат отличался высокой прочностью, значительно превышающей прочность стали такого же состава, потому что степень деформации при сварке стальных полос или проволоки с различным содержанием углерода была колоссальной. Самый простой способ упрочнения металла — это пластическая деформация. С увеличением степени деформации растет количество дислокации и уменьшается их подвижность. Это приводит к увеличению плотности дислокации. Итак, прочность металла повышается в двух случаях: когда в кристаллической решетке совершенно нет дефектов или когда плотность дислокации достаточно большая.
Не так давно металловеды сделали рентгеноструктурный анализ сварочного булата. Рентгенограммы показали, что из кристаллов металла выпали чуть ли не целые группы атомов — так велика у него оказалась плотность дислокации. Таким образом, древние кузнецы эмпирически нашли способ приготовления очень прочного оружия. И не случайно сварочный булат (дамасская сталь) ценился не только за свои красивые цветные узоры.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 881; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!