Popularni Postovi

Izbor Urednika - 2020

Povijest proizvodnje i upotrebe željeza

Gospodin je bio s Judom i zauzeo je planinu, ali nije mogao protjerati stanovnike doline, jer su imali željezne kočije. (Suci 1:19)

Kao što je već napomenuto, komadi kritičnog željeza na Kritu datiraju iz 19. stoljeća. prije Krista Međutim, grčka tradicija ukazuje na drugo mjesto odakle je željezo dospjelo u Grčku. To je istočni dio Male Azije (južna obala Crnog mora), gdje su živjela plemena haliba ili halifa, što u prijevodu znači "čelik". Odnosno, taj se okrug može smatrati barem još jednim središtem u kojem se pojavila željezna metalurgija u brončanom dobu. I ništa nije nemoguće da su Grci informacije o željezu dobivali upravo od Haliba. Zašto ne, ako o tome pišu sami? Moguće je da su oni ovladali procesom dobivanja željeza upravo zahvaljujući Hetitima, Mitancima ili svim istim Halibima. Iako opravdanje ove pretpostavke kao apsolutno istinite još nije postignuto.

Dvoboj drevnih Kretana iz minojske ere. Sl. Giuseppe Rawa. Ratnik s mačem, kao što vidite, ne ubode, nego ubode.

Poznati drevni grčki povjesničar i filozof Aristotel ostavio je opis tehnologije za proizvodnju haliba željeza: "... halibi su nekoliko puta isprali riječni pijesak svoje zemlje, dodali joj neku vatrostalnu tvar i rastopili je u peći specijalnog dizajna. Tako je dobiven metal imao srebrnu boju i bio je nehrđajući" ,
Očito je da su Khalibi koristili magnetitni pijesak kao sirovinu za topljenje željeza, čije se rezerve nalaze u obilju duž cijele obale Crnog mora, a sastoje se od mješavine sitnih zrnaca magnetita, titanomagnetita, ilmenita i nekih drugih stijena, tako da se čelik koji se talio pokazao legiranim i Navodno je imao vrlo visoku kvalitetu.

Na kraju brončanog doba već su se pojavili takvi mačevi, čije su se oštrice ojačale kovanjem i otvrdnjavanjem, i pomoću kojih je već bilo moguće potpuno sjeći i uboditi. (Arheološki muzej St. Raymonda u Toulouseu)

Drška mača (velika). (Arheološki muzej St. Raymonda u Toulouseu)

Bimetalni bodež ere prijelaza iz bronce u željezo. (Arheološki muzej St. Raymonda u Toulouseu)

Takva osebujna metoda dobivanja željeza ne iz rude sugerira da su halibe, radije, otkrile željezo kao tehnološki materijal, ali nisu mogle smisliti metodu za svoju široku proizvodnju u velikoj mjeri. Međutim, njihovo otkriće nesumnjivo je poslužilo kao poticaj za daljnje poboljšanje metalurgije željeza, uključujući i njegovu proizvodnju iz ruda izkopanih u močvarama i rudnicima.

U II stoljeću prije Krista e. Klement Aleksandrijski u svom enciklopedijskom radu Stromates u 21. poglavlju izvještava da, prema grčkoj tradiciji, željezo nije otkriveno nigdje osim na planini Idi, koja se nalazi u planinskom lancu blizu grada Troje (u Iliadi koja se zove Ida, i upravo je sa svoga vrha Zeus gromovnik promatrao bitku Grka i Trojanaca).

Među okolnim narodima halibi su bili poznati kao kovači i zaslužili su tako veliko poštovanje, pa se njihovo ime odrazilo na Bibliji, u kojoj se spominje izvjesni Kaleb (Kaleb) iz plemena Judina, aktivni pobornik i izviđač Mojsijeva koji su sudjelovali u egzodusu Židova iz Egipta i Sirija je bila poznata po velikom gradu Alepu (moderni Alepo), koji su upravo sagradili drevni Hetiti.

Keltska ratna kola (Halline muzej u Salzburgu, Austrija)

U II stoljeću prije Krista e. Apollonius od Rodosa, pozivajući se na druge drevne autore, napisao je: "... Halibi su skitski narod iza Termodonta; oni su, otvarajući rudnike željeza, uključeni u njihov razvoj. Zovu ih Halabi iz Aresova, sina Haliba. Spominje ih i Kallimah, "neka klan haliba koji su otkrili ovo zlo stvorenje koje se uzdiže iz zemlje propadne."

Čini se da dokazi zaslužuju najbližu pažnju, samo ih arheologija do sada ne može dovoljno potvrditi. Ali činjenica da raspodjela željeza u Grčkoj koincidira s "Homerovom erom" (9. - 6. stoljeće prije Krista) više ne izaziva nikakve sumnje kod znanstvenika. Nije ni čudo što Iliada sadrži samo dvije reference na ovaj metal, ali u Odiseji, stvorenoj kasnije, spominje se mnogo češće, iako je još uvijek sve zajedno s broncom.

Bimetalni keltski bodež s antropomorfnim brončanim rukavima. (Nacionalni arheološki muzej Saint-Germain-en-Laye u blizini Pariza)

Željezo dolazi u Europu ...

Pa, kako je onda željezo dospjelo u Europu? Na različite načine od istoka: preko Balkana ili preko Grčke, zatim Italije ili preko Kavkaza, zatim u stepe u južnoj Rusiji, a odatle do Karpata i šire. Najstariji nalazi željeznih predmeta koncentrirani su uglavnom na zapadnom Balkanu i u Donjem Dunavu, a potiču iz druge polovice 2. tisućljeća prije Krista. (nekoliko) i sve do VIII stoljeća. prije Krista

Obnova keltskog željeznog mača. (Halline muzej u Salzburgu, Austrija)

Keltska kaciga iz 4. stoljeća Iz grobnice vođe u Morsteinu (sahrana br. 44). (Halline muzej u Salzburgu, Austrija)

U srednjoj Europi željezo se pojavljuje u 7. stoljeću prije Krista. Do V stoljeća prije Krista ovladavaju je Keltima, koji nisu ovaj metal opskrbili Rimljanima, nego su ih čak i naučili umijeću obrade. Štoviše, Kelti su naučili spajati meko željezo i čvrsti čelik, a kao rezultat opetovanog kovanja primali su snažne i vrlo oštre oštrice mačeva i bodeža. U Skandinaviji su se bronca i željezo natjecali do početka naše ere, a u Britaniji do petog stoljeća. prije Krista Na primjer, rimski povjesničar Tacit napisao je da su Nijemci željezo koristili rijetko, iako su znali rudariti i prerađivati ​​ga

"Antenski bodeži" iz "Grobnice vođe" - vrlo bogata keltska pokop, pribl. 530. pr e. (otkriveno 1977. godine u blizini sela Hochdorf an der Enz u općini Eberdingen, Baden-Württemberg, Njemačka) Sablja i rukav bodeža s desne strane prekriveni su zlatnom folijom.

U istočnoj Europi, u grobovima kulture Yamnaya 3. tisućljeća prije Krista. Otkriveni su i proizvodi meteoritnog željeza izrađeni hladnim kovanjem. Šljaka, kao i željezna ruda, ponekad se nalaze u spomenicima kulture Srubnaya i Abashevsky u regiji Don, kao i u pogrebnim kompleksima katakombske kulture u Dnjeparu.

Jedinstvena ruka mača iz zbirke Državnog povijesnog muzeja u Moskvi. Pronađen u nekoj vrsti ukopa na teritoriju naše zemlje. Oštrica je odlomljena, što ne dopušta da se utvrdi njezina duljina, ali njezin je brončani rup savršeno očuvan!

U početku su proizvodi od željeza bili jednostavni: noževi, dlijetovi, igle, igle, čaure, ali za izradu su korištene i tehnologije poput kovanja i zavarivanja. U VIII stoljeću. prije Krista u istočnoj Europi željezo napokon zamjenjuje broncu. Pojavljuju se složeni bimetalni proizvodi, na primjer, mačevi u kojima su oštrice izrađene od željeza, a ručke su bačene u broncu prema izgubljenom uzorku voska. Štoviše, istočnoeuropska plemena istodobno s proizvodnjom složenih kovanih proizvoda svladali su i procese cementiranja i proizvodnje čelika. Štoviše, bimetalne proizvode najvjerojatnije je napravio majstor koji je poznavao obje tehnologije, odnosno koji je znao raditi s broncom i željezom. Usput, ovo još jednom sugerira da crna metalurgija nije nastala sama od sebe, već je nastala u utrobi neželjeza.

U Sibiru, koji je imao bogata ležišta bakrene rude i kositra, uvođenje metalurgije željeza ovdje je bilo nešto kasno, i razumljivo je zašto. Dakle, u zapadnom Sibiru proizvodi od željeza pojavili su se u razdoblju VIII - V stoljeća. prije Krista Međutim, tek u III stoljeću. prije Krista ovdje je započelo "pravo željezno doba", kada je željezo kao materijal za proizvode počelo prevladavati. Otprilike u isto vrijeme širi se na Altaju i u depresiji Minusinsk. Pa, u šumskom pojasu zapadnog Sibira poznavanje željeza počelo je još kasnije.

Bimetalni željezni bodeži. (Povijesni muzej Bern, Švicarska)

Štit Umbon od Lombardsa (Gradski arheološki muzej u Bergamu, Italija)

Umbon štit Lombardsa. (Metropolitan Museum of Art, New York)

Željezo drevne Kine i zalutale Afrike

U jugoistočnoj Aziji tehnologija za proizvodnju kritičnog željeza i proizvoda iz njega bila je poznata već sredinom 1. tisućljeća prije Krista, a u drugoj polovici ovog tisućljeća željezo se široko koristilo u gospodarstvu. I ovdje su, kao i na mnogim drugim mjestima, u početku popularni bimetalni predmeti, na primjer, bodeži sa željeznom oštricom, ali s brončanom rukom. Međutim, kasnije su ih zamijenili čisto željeznim.

Celt brončana sjekira i bakreni nož. Kultura Qijia 2400. - 1900. pr e., (Nacionalni muzej Kine, Peking)

Kineski halber iz dinastije Han (206. Pr. Kr. - 220.) i kineski željezni mač. (Muzej provincije Hanan, Kina)

Bimetalni predmeti krajem II tisućljeća prije Krista bili su poznati u Kini, a izrađeni su i od željeza od meteorita. Pa, prava proizvodnja željeznih proizvoda započela je otprilike sredinom 1. tisućljeća prije Krista. Međutim, Kinezi su, za razliku od Europljana, vrlo rano naučili da u svoje peći dobivaju visoku temperaturu potrebnu za topljenje tekućeg metala - lijevanog željeza i počeli su lijevati proizvode iz njega u kalupe, koristeći za to svoje iskustvo lijevanja bronce.

U Africi je čelik postao prvi proizvod metalurgije uopće. I ovdje je izmišljeno visoko cilindrično ognjište, napravljeno od masivnog kamenja, pa čak i tako zanimljiva tehnološka novost kao zagrijavanje zraka koji ulazi u njega. Štoviše, stručnjaci primjećuju da je u drugim regijama planeta sve to u to vrijeme još uvijek bilo nepoznato. Neki istraživači vjeruju da je u Africi izrada željeza nastala bez ikakvog vanjskog utjecaja. Prema drugima, početni poticaj Afrikancima bilo je upoznavanje s kulturom Egipćana, a zatim u Nubiji, Sudanu i Libiji, umjetnost rada s metalom proširila se oko VI stoljeća. prije Krista No u Južnom Zairu prerada bakra i željeza postala je poznata istodobno, a neka su plemena čak iz kamenog doba prešla na željezo. Zanimljivo je i da je u Južnoj Africi i u slivu Konga, gdje se nalaze najbogatija ležišta bakra, njegova proizvodnja započela kasnije od proizvodnje željeza. A ako se željezo koristilo za izradu oružja i alata, onda je bakar išao isključivo u nakit.

Afrički noževi za bacanje željeza. (Britanski muzej, London)

Engleski znanstvenik Anthony Snodgrass smatrao je da u razvoju metalurgije željeza treba razlikovati tri stupnja. Iako se prvo nalazi željezo, ono je nepravilno i još se ne može smatrati „radnim materijalom“. Ovo je kultni, "nebeski", "božanski metal". U drugoj se fazi već koristi prilično široko, ali još nije u potpunosti zamijenila broncu. U trećem stupnju željezo je dominantan metal u gospodarskoj aktivnosti, a bronca i bakar kao građevinski materijali idu na stranu.

Afrički nož za bacanje. (Muzej tropa, Amsterdam)

Pa, u oružju i oklopu vojnika ovoga vremena kombinirana upotreba bronce i željeza utjelovljena je u sljedećoj podjeli: oklop - kacige, školjke i štitovi (ili njihovi dijelovi), kao i prije, izrađeni su od bakra i bronce, od bronce (na primjer, onih isti Skiti) strelice su još uvijek. Ali za izradu mačeva i bodeža sada se već koristi željezo. Prvo, njihovi noževi imaju bimetalni ručak, ali zatim ga također počinju izrađivati ​​od željeza, koristeći kožu, drvo i kosti kao pokrivače.

Svojstva legura željeza

Materijal, uobičajeno nazvan željezo, obično je čelik ili lijevano željezo i legura je željeza (Fe), kao kemijskog elementa, s ugljikom (C). Pored željeza i ugljika, legura sadrži i manje količine drugih kemijskih elemenata.

Kada je koncentracija ugljika u leguri manja od 0,3%, dobiva se meka plastična vatrostalna legura (talište željeza 1539 ° C), koja je fiksirana imenom glavnog sastojka - željeza. Ideja željeza kojom su se bavili naši preci sada se može dobiti ispitivanjem mehaničkih svojstava nokta.

Kada je koncentracija ugljika u leguri od 0,3 do 2,14%, legura se naziva "čelik”. Čelik u svom izvornom obliku po svojim svojstvima nalikuje željezu, ali se, za razliku od njega, može otvrdnuti: kad se brzo hladi nakon zagrijavanja na određene temperature, čelik poprima veću tvrdoću - izuzetna prednost, međutim, gotovo se potpuno negira istim stvrdnjavanjem stečenim tijekom postupka krhkost.

Kada je koncentracija ugljika u leguri veća od 2,14%, legura se naziva "lijevano željezo”. Lijevano željezo je krhka legura niskog taljenja pogodna za lijevanje, ali ne podliježe kovanju. Lijevano željezo zasićeno je grafitnim uključenjima, što ga čini heterogenim i mehanički krhkim. Talište lijevanog željeza varira od 1150 do 1300 ° C.

Meteoritno željezo

Korištenje željeza počelo je mnogo ranije od njegove proizvodnje. Ponekad su ljudi pronalazili komade sivkasto-crnog metala koji su na Zemlju dolazili s meteoritima - meteoritno željezo, koristili su ih za izradu oružja: bili su krivotvoreni u bodeže ili koplja. Željezo meteorita bilo je izdržljivije i duktilnije od bronce i dulje je „zadržavalo“ oštrinu oštrice. Budući da su meteoriti željeza sadržavali leguru željeza i nikla, može se pretpostaviti da je kvaliteta nekih jedinstvenih bodeža mogla konkurirati modernim proizvodima široke potrošnje. Međutim, ista je jedinstvenost dovela do toga da takvo oružje nije bilo na bojnom polju, već u riznici sljedećeg vladara.

Peć od sira

Prvi uređaj za proizvodnju željeza iz rude bila je jednokratna peć za proizvodnju sira (ognjište za proizvodnju sira, domnica). Unatoč nedostacima, metoda proizvodnje željeza pomoću takve peći dugo je ostala jedini način dobivanja željeza iz rude. U Rusiji pojava prve domnice datira iz 9. stoljeća.

Po prvi put su narodi Anatolije naučili obrađivati ​​željezo. Stari Grci vjerovali su da su otkrivači željeza bili ljudi Halibi. U literaturi se ovaj narod stabilnog izraza zvao "otac željeza". Riječ "čelik" na grčkom ("Χάλυβς") dolazi iz ovog etnonima.

Željezna revolucija započela je na prijelazu 1. tisućljeća prije Krista u Asiriju. Predstavnici halštatske kulture naučili su izrađivati ​​željezne mačeve. Od VIII stoljeća prije Krista, kovano željezo brzo se počelo širiti u Europi, u III. Stoljeću prije Krista zamijenilo je broncu u Galiji, u II stoljeću se pojavilo novo razdoblje u Njemačkoj, a u VI stoljeću već se široko koristilo u Skandinaviji, dok su plemena živjela na teritorij buduće Rusije - Kimmerijani, a kasnije Skiti i Sarmati - željezo se koristilo prije Krista. e. U Japanu je željezno doba došlo tek u 7. stoljeću nove ere.

Poznati popularizator znanosti Isaac Asimov opisuje povijest prelaska čovječanstva iz brončanog u željezno doba:

Negdje oko XV - XIV stoljeća. Prije Krista. e. Tehnika topljenja i karburizacije željeza razvijena je u kavkaskom podnožju u Urartu. Ovom zemljom tada je vladalo Hetitsko kraljevstvo, koje je bilo na najvišoj točki svoje moći. Hetitski kraljevi pažljivo su čuvali monopol nad novom tehnologijom, jer su razumjeli njezinu važnost. U početku su primane samo male serije željeza, a nekoliko stoljeća to je ponekad koštalo i četrdeset puta više od srebra. Ali i prije nego što se taljenje moglo povećati, a Hittam - da se iskoristi, tome je došao kraj.Hetitsko kraljevstvo uništeno je tijekom nereda uslijed pomicanja "naroda mora", a srušen je hetitski monopol na željezo. Tehnologija topljenja željeza brzo se proširila uključujući, naravno, i na Asiriju, koja se graničila s "željeznim kraljevstvom" Urartua.

Trgovina željezom obnovila je prosperitet Asirije. Otvorio put novim osvajanjima.

Dorijska plemena koja su napala Grčku posjedovala su željezno oružje, zbog čega su tako lako pokorila Ahajce, naoružane broncom. "Morski su narodi" također imali željezo, a kad su Filistejci zarobili kanaansku obalu, koristili su željezno oružje u bitkama, ali nisu bili toliko glupi da bi otkrili tajnu topljenja željeza. Iako su uspjeli sačuvati ovu tehničku tajnu, Izraelci su se morali obraniti primitivnijim oružjem. Zahvaljujući željezu, Filistejci ne samo da su se lako učvrstili na obali, nego su i nametali danak najbližim plemenima. Otprilike dva stoljeća (prije nego što je David došao na vlast 1013. godine prije Krista) uspjeli su zavladati brojnijim izraelskim plemenima.

Prvi korak u novonastaloj željeznoj metalurgiji bio je dobivanje željeza smanjujući ga iz oksida. Močvara ruda pomiješana je s ugljenom i položena u peć. Na visokoj temperaturi stvorenoj izgaranjem ugljena, ugljik se počeo kombinirati ne samo s atmosferskim kisikom, već i s onim kisikom koji je vezan za atome željeza.

Nakon izgaranja ugljena u peći, ostala je takozvana "kritza" - gomila poroznog reduciranog željeza pomiješana s velikom količinom šljake. Kritz je potom ponovo zagrijan i podvrgnut kovanju izbijanjem šljake iz željeza. Rezultirajuća šipka željeza (u kojoj je još ostalo 2-4% šljake) nazvala se "vrištanjem praznog". Dugo je vrijeme kovanje bilo glavni proces u tehnologiji proizvodnje željeza, a s oblikovanjem proizvoda povezano je u posljednjem zavoju. Kovanje je ispalo od samog materijala.

Zavareno oružje

Čelik je već izrađen od gotovog željeza zasićenjem ugljika potonjeg. Na visokoj temperaturi i nedostatku kisika, ugljik, koji nema vremena oksidirati, impregnirano željezo. Što više ugljika, čelik je tvrđi nakon gašenja.

Kao što vidite, nijedna od gore navedenih legura nema takvo svojstvo kao elastičnost. Legura željeza može steći tu kvalitetu samo ako se u njoj pojavi jasna kristalna struktura, koja se javlja, na primjer, u procesu očvršćivanja iz taline. Problem starih metalurgista bio je u tome što nisu mogli rastopiti željezo. Za to je potrebno zagrijati ga na 1540 ° C, dok je tehnologija antike omogućila dosezanje temperatura od 1000–1300 ° C. Sve do sredine 19. stoljeća nije bilo moguće rastopiti željezo i čelik s udjelom ugljika manjim od 0,4%, budući da se topljivost legura željeza smanjuje sa smanjenjem koncentracije ugljika.

Dakle, ni željezo ni čelik nisu bili pogodni za izradu oružja. Alat i instrumenti od čistog željeza ispali su previše mekani, a od čistog čelika - previše krhki. Stoga, da bi se, primjerice, načinio mač, bilo je potrebno napraviti „sendvič“ od dvije željezne ploče između kojih je postavljena čelična ploča. Prilikom oštrenja mekano je željezo odspojeno i pojavio se čelični rezni rub.

Takvo oružje, zavareno iz nekoliko slojeva s različitim mehaničkim svojstvima, nazivalo se zavarenim. Česti nedostaci ove tehnologije su bila pretjerana masivnost i nedovoljna čvrstoća proizvoda. Zavareni mač nije mogao ispružiti, zbog čega bi se neizbježno slomio ili savio kad bi pogodio nepremostivu barijeru.

Nisu iscrpljeni nedostaci elastičnosti zavarenog oružja. Pored spomenutih nedostataka, primjerice, bilo ga je nemoguće pravilno izoštriti. Željezo je moglo dobiti bilo kakvu oštrinu (iako se brzo mljeve), ali mekani rezni rub željeza gotovo je tren prigušen. Čelik se nije želio izoštriti - rezna ivica se raspala. Postoji potpuna analogija s olovkama - mekani olovku je lako učiniti oštrim, ali odmah će postati dosadan, ali nećete dovesti do posebne oštrine - slomit će se deset puta. Dakle, britvice su morale biti izrađene od željeza i ponovno se oštriti svakodnevno.

Općenito, zavareno oružje nije premašivalo oštrinu stolnog noža. Ova činjenica je sama za sebe potrebna da bude dovoljno masivna da daje zadovoljavajuća svojstva sječenja.

Jedina mjera za postizanje kombinacije oštrine i tvrdoće koja je dio tehnologije zavarivanja bila je otvrdnjavanje proizvoda nakon što se oštri. Ovu smo metodu primijenili ako je čelična rezna ivica jednostavno zavarena na željeznu kundaku, a ne sastojala se od "sendviča" željeza. Ili se nakon oštrenja mogu otvrdnuti oštrice u kojima je željezna jezgra s vanjske strane bila prekrivena čelikom. Nedostatak ove metode bio je u tome što je oštrenje bilo moguće samo jednom. Kad je čelična oštrica oštećena i dosadna, cijelo se sječivo moralo obnoviti.

Ipak, ovladavanje tehnikom zavarivanja - usprkos svim njenim nedostacima - donijelo je pravu revoluciju u svim sferama ljudske aktivnosti i dovelo do ogromnog povećanja proizvodnih snaga. Alati za zavarivanje bili su prilično funkcionalni i, štoviše, javno dostupni. Tek s raširenim kamenim alatima napokon su se istisnuli i došlo je doba metala.

Željezno oruđe odlučno je proširilo praktične sposobnosti čovjeka. Na primjer, postalo je moguće graditi kuće sječene od trupca - na kraju je željezna sjekira pala na drvo ne tri, poput bakrene, već 10 puta brže od kamene. Rasprostranjena i konstrukcija rezbarenog kamena. Naravno, korišten je i u brončanom dobu, ali velika potrošnja relativno mekog i skupog metala snažno je ograničila takve eksperimente. Mogućnosti poljoprivrednika su se također znatno proširile.

Damask čelik i damask

Radnici željeza mogli su željezo vidjeti kao tekuće tek u 19. stoljeću, ali čak i u zoru metalurgije željeza - početkom 1. tisućljeća prije Krista - indijski su obrtnici uspjeli riješiti problem proizvodnje čelika s visokim udjelom ugljika s kompozitnom strukturom. Takav se čelik zvao damask čelik, ali zbog složenosti izrade i nedostatka potrebnih materijala u većem dijelu svijeta taj je čelik dugo ostao indijska tajna.

Tehnološki napredniji način proizvodnje elastičnog čelika, u kojem nisu bile potrebne posebno čista ruda, niti grafit, niti posebne peći, u Kini su pronađeni u 2. stoljeću nove ere. Čelik je brušen do dvanaest puta, prekrivajući ga dvaput tijekom svakog kovanja, što je rezultiralo odličnim oružnim materijalom pod nazivom "Damask", od kojeg su izrađeni, posebno, japanski katani (mačevi). Broj čeličnih slojeva izračunava se formulom A = 2 N x < displaystyle A = 2 ^x>, gdje je N < displaystyle N> broj otkovaka, a x < displaystyle x> početni broj vrsta (slojeva) čelika povezanih u "sendviču". Svakim kovanjem udvostručio se broj slojeva, a nakon 12 kovanja broj slojeva dosegao je 4096, a slojevi su postali nerazlučivi.

Shtukofen

Viša faza u razvoju industrije željeza i čelika u odnosu na sirovu peć bile su konstantne visoke peći, koje se u Europi nazivaju trikovima. Doista je to bila visoka peć - s četverometarskom cijevi kako bi se poboljšala vuča. Mehanički mehuri "zasuli" su već nekoliko ljudi, a ponekad i vodeni motor. Shtukofen je imao vrata kroz koja se jednom dnevno uklanjao krik.

Izumitelji su izumljeni u Indiji početkom prvog tisućljeća prije Krista. Početkom naše ere došli su u Kinu, a u 7. stoljeću, Arapi su zajedno s brojevima "Arapa" ovu tehnologiju posudili od Indije. Krajem 13. stoljeća počeli su se pojavljivati ​​trikovi u Njemačkoj i Češkoj (a čak i prije toga bili su na jugu Španjolske), a tijekom sljedećeg stoljeća proširili su se diljem Europe.

Produktivnost nježnije bila je neusporedivo veća od one u sirovoj peći - ona je proizvodila do 250 kg željeza dnevno, a temperatura u njemu pokazala se dovoljnom da karbolizira dio željeza do stanja lijevanog željeza. Međutim, kad se lijevano željezo zaustavilo, štednjak se učvrstio na dnu, miješajući se sa šljakama, a tada su znali očistiti metal od šljake samo kovanjem, ali samo se to od lijevanog željeza u to nije predalo. Morao ga je baciti.

Međutim, ponekad su pokušavali pronaći neku vrstu upotrebe za šljivovo lijevano željezo. Primjerice, stari Indijanci lijevali su lijesove iz prljavog lijevanog željeza, a Turci početkom 19. stoljeća - topovske kugle. Teško je suditi koliko su lijesi bili dobri, ali jezgre iz njega bile su loše kvalitete.

Topovske kugle iz željeznih zavjesa u Europi lijevane su krajem 16. stoljeća. Ceste su bile izrađene od lijevanih kolnika. U Nižnjem Tagilu još uvijek su sačuvane zgrade s temeljima od lijevanih šljake.

Blauofen

Metalurzi odavno primjećuju vezu između tališta i prinosa proizvoda - što je viša temperatura, veća količina željeza sadržana u rudi mogla se oporaviti. Stoga su, prije ili kasnije, došli na ideju da poboljšaju ljepilo - dodaju prethodno zagrijavanje zraka i povećaju visinu cijevi. Sredinom 15. stoljeća u Europi se pojavila nova vrsta peći - blauofen, koja je čeličane odmah predstavila neugodnim iznenađenjem.

Viša temperatura zapravo je značajno povećala iskorištenje željeza iz rude, ali je također povećala udio karboniziranog željeza u stanju lijevanog željeza. Sada to nije 10%, kao što je sisaljka, već je 30% proizvodnje bilo lijevano željezo - „sirovo željezo“, koje je za ništa beskorisno. Kao rezultat toga, pobjeda često nije platila modernizaciju.

Blauofen lijevano željezo, kao i lijevano željezo, očvrsnulo se na dnu peći, miješajući se sa šljakom. Izašao je nešto bolje, budući da je i sam bio više, dakle, relativni sadržaj šljake ispadao je manje, ali i dalje je bio neprikladan za lijevanje. Lijevano željezo dobiveno iz blauofena bilo je već dosta izdržljivo, ali ostalo je vrlo raznoliko. Iz nje su izlazili samo jednostavni i grubi predmeti - čekići, nakovnja, topovske kugle.

U jednom trenutku, suočeni s tim poteškoćama, Indijanci nisu počeli koračati, već su se uključili u suptilno poboljšavanje tehnologije i došli su do primopredajnog čelika. Ali Indijce u to vrijeme nije zanimala količina, već kvaliteta proizvoda. Europljani su, eksperimentirajući s lijevanim željezom, ubrzo otkrili proces preraspodjele koji je metalurgiju željeza podigao na potpuno novu razinu.

Visoka peć

Sljedeća faza u razvoju metalurgije bila je pojava visokih peći. Zbog povećanja veličine, predgrijavanja zraka i mehaničkog pjeskarenja, u takvoj se peći cijelo željezo iz rude pretvorilo u lijevano željezo, koje se rastopilo i periodično ispuštalo u vanjsku. Proizvodnja je postala kontinuirana - peć je radila satno i nije se hladila. Tijekom dana izbacila je do jedne i pol tone lijevanog željeza. Lijevanje željeza u željezo u peći bilo je mnogo jednostavnije nego da ga izbijete iz cvrčaka, mada je i dalje bilo potrebno kovanje - ali sada je šljaka iz željeza, a ne željezo iz šljake, već izbačena.

Iako proizvodi od željeza pronađeni u Kini potječu iz 5. stoljeća prije Krista, najranije peći za proizvodnju sirovog željeza (ingoti), koje su se mogle otopiti u čistom lijevanom željezu u kupolnim pećima, potječu od 3. - 2. stoljeća prije Krista. Ogromna većina otkrivenih nalazišta rane visoke peći datiraju još iz razdoblja nakon što je uveden državni monopol na sol i željeznu rudu u 117 prije Krista (vladavina cara Wu Di, 141–87. Pr. Kr.) Tijekom dinastije Han (202. Pr. Kr.). AD - 220. AD). Većina nalazišta željeza, otvorenih prije 117. godine prije Krista, bavila su se samo lijevanjem iz nasipa topljenih u visokim pećima u drugim područjima udaljenim od naselja.

U Europi su visoke peći korištene prvi put na prijelazu iz XV u XVI stoljeća. Na Bliskom Istoku i u Indiji ova se tehnologija pojavila tek u 19. stoljeću (u velikoj mjeri, vjerojatno zato što se vodeni motor nije koristio zbog karakterističnog nedostatka vode na Bliskom istoku). Prisutnost visokih peći u Europi omogućila mu je da nadmaši Tursku u 16. stoljeću, ako ne po kvaliteti metala, onda po osovini. To je imalo određeni učinak na ishod borbe, posebno kada se ispostavilo da se topovi mogu lijevati od lijevanog željeza.

George Agricola opisuje srednjovjekovnu tehnologiju topljenja na sljedeći način:

Običaj topionica koje mogu kontrolirati četiri elementa (što znači zemlja, zrak, vatra i voda - bez navodnika) je sljedeći. Oni pomiješaju u pravilnim omjerima rude koje sadrže zemlju i ukrcavaju ih u peć. Zatim sipaju pravu količinu vode i vješto kontroliraju kretanje zraka koji dolazi sa zvona, bacajući rudu do mjesta gdje vatra gori s najvećom silom. Majstor ravnomjerno raspršuje vodu unutar peći, lagano navlažujući drveni ugljen tako da se male čestice rude zalijepe za njega, inače se te čestice pokreću silom eksplozije i vatre i odvode se dimom.

Agricola također ispravno objašnjava potrebu za promjenom dizajna peći ovisno o vrsti rude:

Budući da je priroda topljivih ruda različita, topionice moraju organizirati višu i nižu kovačnicu i ugraditi cijev u koju se mlaznice za krzno uvode pod manjim ili većim kutom, tako da je eksplozija više ili manje jaka ako je potrebno. Ako se rude lako zagrijavaju i taline, topionici zahtijevaju slabo ognjište da topionice rade, a cijev se mora postavljati pod malim kutom kako bi eksplozija bila lagana. Suprotno tome, ako se rude polako zagrijavaju i tope, tada je potrebno veliko ognjište, a cijev se mora postaviti strmim nagibom kako bi se osiguralo snažno pjeskarenje. Za ove rude potrebna je vrlo vruća peć, u kojoj se prvo topi šljaka, mat ili kamenje niskog topljenja kako ruda ne bi mogla izgorjeti do ognjišta i zatvoriti otvor.

Proces pretvorbe

Od šesnaestog stoljeća u Europi se proširio takozvani postupak preraspodjele u metalurgiji - tehnologija u kojoj se željezo, čak i kad je dobiveno zbog visoke tališta i intenzivne karburizacije, destilira u lijevano željezo, a tek tada se tekuće lijevano željezo, tijekom žarenja u peći, oslobađa od suvišnog ugljika. pretvorena u čelik.

Već je bilo moguće napraviti krive mačeve (na primjer, sablje) od čeličnog čelika, što tehnologija zavarivanja nije dopuštala.

Nanošenje ugljena, koks, puding, vruće pjeskarenje

Od početka XVII stoljeća Švedska je postala europska kovačnica, proizvodeći polovicu željeza u Europi. Sredinom XVIII stoljeća njegova je uloga u tom pogledu počela naglo padati u vezi s još jednim izumom - upotrebom ugljena u metalurgiji.

Prije svega, valja reći da se do 18. stoljeća ugljen praktički nije koristio u metalurgiji zbog visokog sadržaja nečistoća štetnih za kvalitetu proizvoda, prije svega sumpora. Još od XVII stoljeća u Engleskoj, ugljen se počeo upotrebljavati u peći za puding za žarenje lijevanog željeza, ali to je postiglo samo male uštede drvenog ugljena - većina goriva se trošila na taljenje, gdje je bilo nemoguće isključiti kontakt ugljena s rudom.

Potrošnja goriva u metalurgiji već je tada bila ogromna - visokofrekventna peć proždirala je kolac ugljena na sat. Ugljen je postao strateški resurs. Upravo je obilje drveta u samoj Švedskoj i Finskoj, koje su joj pripadale, omogućilo Šveđane da prošire proizvodnju takvih razmjera. Britanci, koji su imali manje šume (pa čak i one rezervirane za potrebe flote), bili su prisiljeni kupovati željezo u Švedskoj dok nisu naučili koristiti ugljen.Uveo ga je u XVII stoljeću Clement Clerk i njegovi majstori kovaštva i lijevanja.

Od 1709. u gradu Coalbrookdale Abraham Darby, osnivač čitave dinastije metalurga i kovača, koristio je koks za proizvodnju lijevanog željeza iz rude u visokim pećima. U početku su od nje izrađivane samo kuhinjske potrepštine, koje su se od rada natjecatelja razlikovale samo po tome što su mu zidovi bili tanji i težina manja. U 1750-im, Darbyjev sin (Abraham Darby II) sagradio je još nekoliko domena, a do tada su njegovi proizvodi bili čak jeftiniji od proizvoda izrađenih na drvenom uglju. 1778. Darbyev unuk Abraham Darby III sagradio je slavni Gvozdeni most u Shropshireu od svojih odljevaka, prvi most u Europi koji se u potpunosti sastoji od metalnih konstrukcija.

Kako bi 1784. godine dodatno poboljšao kvalitetu lijevanog željeza, Henry Court razvio je postupak pudinga. Među mnogim metalurškim zanimanjima toga vremena možda je najteža bila profesija pudinga. Puding je bio glavni način dobivanja željeza gotovo cijelo 19. stoljeće. Bio je to vrlo težak i dugotrajan proces. Rad s njim je išao ovako. Blokovi od lijevanog željeza (ingoti) su naneseni na dno vatrene peći, ingoti su se rastopili. Kako ugljik i druge nečistoće izgaraju iz metala, temperatura taljenja metala povećavala se, a prilično čisti kristali željeza počeli su se "smrzavati" iz tekuće taline. Na dnu peći nakupljala se gnojna ljepljiva tijesta. Radnici s pudingom započeli su operaciju kotrljanja puzanja koristeći otpadno željezo. Miješajući metalnu masu žicom, pokušali su skupiti gomolj ili zgužvati željezo oko loma. Takav je gnoj težio do 50-80 kg ili više. Kritz je izvučen iz peći i odmah ubačen čekićem - za kovanje kako bi se uklonile čestice šljake i zbijeni metal.

Povećanje proizvodnje i poboljšanje kvalitete engleskog metala do kraja 18. stoljeća omogućili su Britaniji da se potpuno odrekne uvoza švedskog i ruskog željeza. Započela je izgradnja kanala koji su omogućili prijevoz ugljena i metala.

Od 1830. do 1847. proizvodnja metala u Engleskoj povećala se više od 3 puta. Upotreba vruće eksplozije u topljenju rude, koja je započela 1828., smanjila je potrošnju goriva za faktor tri i omogućila upotrebu nižih razreda ugljena u proizvodnji. Od 1826. do 1846. izvoz željeza i lijevanog željeza iz Velike Britanije povećao se 7,5 puta.

Proizvodnja pretvarača i peći na otvorenom

Godine 1856. Henry Bessemer dobio je patent za novu tehnologiju za proizvodnju čelika (Bessemer postupak). Izumio je pretvarač - uređaj u koji se kroz rastaljeno željezo proizvedeno u visokim pećima puše zrak. Pretvarač sagorijeva ugljik otopljen u željezu, što omogućava dobivanje čelika u znatno većim količinama nego što je prethodno bilo dostupno.

Alternativa korištenju pretvarača tijekom 20. stoljeća bila je peć na otvorenom, u kojoj je također došlo do izgaranja ugljika. Krajem 20. stoljeća peći na otvorenom postale su očito zastarjela tehnologija i izumrle su ih proizvodnjom čelika.

Sredinom 20. stoljeća izumljen je turboekspander koji je smanjio troškove proizvodnje kisika. Kisik je postao dovoljno jeftin za masovnu upotrebu u industriji čelika. Otpuhavanje rastaljenog željeza s kisikom značajno zagrijava metal, što pojednostavljuje proizvodnju (željezo ne "smrzava", ali ostaje tekuće), omogućava i bacanje otpadaka u pretvarač radi ponovnog topljenja, a u nekim slučajevima poboljšava kvalitetu metala zbog nedostatka dušika otopljenog u metalu.

Elektrometalurgija

Sposobnost izravne električne struje da obnavlja metale otkrivena je na samom početku XIX stoljeća, međutim, nedostatak snažnih izvora električne energije ograničio je uporabu tih procesa u laboratorijskim istraživanjima. Pojava moćnih elektrana početkom 20. stoljeća omogućila je stvaranje industrijskih tehnologija za elektrometalurgiju. U početku su se takvi procesi koristili za proizvodnju obojenih metala, ali sredinom 20. stoljeća došli su u željeznu metalurgiju. Rasprostranjeni su postupci topljenja električne redukcije rude, u kojima se željezna ruda pomiješana s malom količinom ugljika izlaže moćnom električnom luku, gdje se na katodi događa električna redukcija željeza i izgaranje nečistoća na anodi. Na taj je način moguće dobiti visokokvalitetni lijevani željezo, smanjiti potrošnju kisika i smanjiti emisiju ugljičnog dioksida. Pretvoreni elektrometalurški postupci omogućavaju topljenje lijevanog željeza u vakuumu, u zaštitnom plinskom mediju, u prisustvu kemijski aktivnih legirajućih elemenata, što omogućava dobivanje visokokvalitetnih legiranih čelika i posebnih čelika (toplinski otpornih, otpornih na zračenje). Čelik, čije je primanje moguće samo elektrometalurškim procesima električni čelik.

Redukcija vodika

Proizvodnja visokih peći i pretvarača prilično je moderan, ali vrlo prljav postupak za okoliš. Unatoč činjenici da se većina željeza proizvodi u proizvodnji pretvarača kisika, emisije ugljičnog dioksida i ugljičnog monoksida su također velike. Izravna alternativa redukciji željeza iz željeza je vodik. U ovom se slučaju formirane čestice željeza tope u električnim pećima, nakon čega se dodaje ugljik i dobiva se čelik.

Kovački amateri

Prvu proizvodnju željeznih proizvoda organizirali su amateri kovači - obični seljaci koji su u slobodno vrijeme trgovali takvim zanatom od obrađivanja zemlje. Kovač je pronašao "rudu" (močvarna rudača u blizini zahrđale močvare ili crvenog pijeska), sam je spalio ugljen, izgradio peć za proizvodnju sira i topio željezo, sam je kovao, sam je to radio.

Vještina majstora u ovoj fazi prirodno je ograničena kovanjem proizvoda najjednostavnijeg oblika. Njegova se instrumentacija sastojala od krzna, kamenog čekića i nakovnja te brusnog kamena. Željezno je oruđe izrađeno pomoću kamenog alata.

Ako su u blizini bila prikladna nalazišta rude, tada bi se cijelo selo moglo baviti proizvodnjom željeza, ali to je bilo moguće samo ako postoji stabilna prilika za profitabilno stavljanje na tržište proizvoda, što praktično ne može biti u uvjetima egzistencijalnog uzgoja.

Uz takvu organizaciju proizvodnje željeza, nikad nije bilo moguće o njegovom trošku u potpunosti pokriti sve potrebe za najjednostavnijim oružjem i najpotrebnijim alatima. Sjekire su se i dalje izrađivale od kamena, čavala i plugova od drva. Metalni oklop ostao je nedostupan čak i vođama. Koncentracija željeznih proizvoda bila je samo oko 200 grama po glavi stanovnika izvor nije naveden 1081 dan .

Na ovoj razini dostupnosti željeza, početkom naše ere bila su najzaostala plemena među Britancima, Nijemcima i Slavenima. U XII-XIII stoljeću, Balti i Finci, boreći se protiv križara, također su koristili kameno i koštano oružje. Svi su ti narodi već znali proizvesti željezo, ali još uvijek ga nisu mogli nabaviti u potrebnoj količini. izvor nije naveden 1081 dan

Profesionalni kovači

Sljedeća faza u razvoju crne metalurgije bili su profesionalni kovači, koji su i dalje sami metali metal, ali više je ljudi poslano na vađenje željeznog pijeska i izgaranje ugljena - u naturi razmjenom dobara. U ovoj fazi, kovač je u pravilu već imao pomoćnu mlatinju i nekako opremljenu kovačnicu.

Pojavom kovača koncentracija željeznih proizvoda povećala se za 4-5 puta. Sad je svako seljačko dvorište već moglo dobiti osobnim nožem i sjekirom. Kvaliteta proizvoda također je porasla. Profesionalni kovači u pravilu su posjedovali tehnike zavarivanja i mogli su crtati žice. U principu, takav bi majstor mogao dobiti Damask, ako bi znao kako, ali za proizvodnju Damaskovog oružja bila je potrebna tolika količina željeza da to još nije mogla biti masovna.

U XVIII-XIX stoljeću seoski kovači čak su uspjeli napraviti bačve za puško oružje, ali tijekom tog razdoblja već su koristili opremu koju sami nisu imali. U određenoj mjeri prijenos rukotvorinske proizvodnje iz grada u selo postao je moguć u takvoj fazi razvoja grada, kada se troškovi čak i prilično složene opreme pokazali beznačajnim.

Kovači srednjovjekovnih sela sami su izrađivali svoje alate. Kako bi mogao. Stoga je obični obrtnik obično uspio izraditi jednostavne predmete ravnog oblika, ali pozitivno je bilo teško kada je bilo potrebno napraviti trodimenzionalni proizvod ili spojiti nekoliko proizvoda zajedno - što je, primjerice, bilo potrebno za stvaranje pouzdane kacige. Bilo je previše da seoski kovač napravi tako kompliciran proizvod kao okidač za samostrel, jer bi za to bili potrebni čak i mjerni uređaji.

Zanatski kovači nisu imali specijalizaciju - mačeve, igle i potkove napravio je isti majstor. Štoviše, u sva su se vremena seoski kovači primarno bavili izradom najjednostavnijih oruđa za proizvodnju i domaćinstvo, koje su seljacima najviše trebale, ali ne i oružja.

Međutim, ovo posljednje uopće ne poništava činjenicu da se u primitivnim kulturama čak i najobičniji kovač smatrao pomalo sličnim čarobnjaku, premda se, što je adekvatnije, može usporediti s umjetnikom. Kovanje čak i običnog mača bila je prava umjetnost.

Teoretski, sve je izgledalo jednostavno: samo trebate položiti tri metalne trake jedna na drugu, krivotvoriti ih i oštrica je spremna. U praksi su se, međutim, pojavili problemi - s jedne strane bilo je potrebno postići snažno zavarivanje i ravnomjerno prodiranje slojeva, a s druge je bilo nemoguće razbiti ujednačenost debljine sloja (i to s listom papira) i, štoviše, dopustiti tako da se sloj slomi. Ali, nakon svega, obrada je provedena teškim čekićem.

Prije podjele rada između grada i sela, godišnja proizvodnja željeza nije prelazila 100 grama godišnje po osobi, oblik proizvoda bio je vrlo jednostavan, a kvaliteta niska, a kad se opiše oružje Varažana, sustavno se zanemaruje da govorimo o oružju vođa, iskopan u svom nasipu. Barbari, na koje se gomile nisu oslanjale, naoružale su se mnogo jednostavnije. Na ovom stupnju razvoja produktivnih snaga (tipičnih, na primjer, za Gale, Franke, Normane, Rusiju iz 10. stoljeća), samo je aristokracija mogla imati teško naoružanje - ne više od jednog ratnika u oklopu na 1000 stanovnika.

Metalna industrija ušla je na novu razinu tek kada je podjela rada i pojava specijalnosti postala moguća. Majstor je kupio željezo, koje je već bilo potrebne kvalitete, kupio je alate potrebne za njegov profil i angažirao pripravnike. Ako je već napravio noževe, onda ih je predao na prodaju s ladicama. Ako je pravio mačeve, onda ne dvije godišnje, nego četiri tjedno. I, naravno, imao je veliko iskustvo u njihovoj proizvodnji.

Ali za pojavu specijalizacije sigurno je bio potreban grad - barem nekoliko tisuća stanovnika - kako bi majstor mogao sve kupiti i prodati. Ni vrlo veliki gradovi duhovi (a njihovo je stanovništvo ponekad dosezalo i nekoliko tisuća ljudi) nisu pružili takvu priliku - uostalom, oni ne samo da nisu proizveli ništa za prodaju u drugim naseljima, već im je nedostajala i unutarnja razmjena dobara.

Što je razmjenija razvijenija, to bi više majstora i njihovih specijalizacija moglo biti, i podjela rada će se oblikovati. Ali za značajan razvoj razmjene bio je potreban novac i komparativna stabilnost.

Još je veći napredak mogao biti postignut organizacijom manufaktura, ali oko nje je bilo potrebno izgraditi 50-tisućiti grad i prisustvo još nekoliko istih u blizini.

Ipak, čak i nakon koncentracije zanatske proizvodnje u gradovima, živopisni lik kovača ostao je neizostavan element pastoralnog krajolika do početka, a na nekim mjestima i do sredine 20. stoljeća. Dugo vremena seljaci jednostavno nisu imali priliku kupiti urbane proizvode. U ranoj fazi razvoja razmjene vješti su zanatlije služili samo vladajućim klasama - prije svega vojnim imanjima.

Nakon raspodjele mladoženja

Zanatska proizvodnja željeza, međutim, prestala se baviti odmah nakon širenja stirena. Kovači su počeli kupovati željezne poluge, a još češće - željezo, za kovanje mačeva na vrištanje.

Kad je razvoj marketarstva u gospodarstvu učinio zanatske proizvode dostupnima masama, kovači su i dalje bili zauzeti popravljanjem oružja izrađenih u gradovima.

Paralelno s rješavanjem organizacijskih pitanja, poboljšanje metoda obrade metala zahtijevalo je i poboljšanje tehnologije. Budući da je glavna metoda bila kovanje, čekići su uglavnom bili podložni poboljšanju.

Činjenica je bila da, ako se kovanje vrši ručnim čekićem, tada je veličina proizvoda bila ograničena fizičkim mogućnostima kovača. Čovjek je mogao kovati dio težak ne više od nekoliko kilograma. U većini slučajeva to se pokazalo dovoljno, ali u proizvodnji, recimo, dijelova opsadnih strojeva, mehaničkog čekića pokretanog vodenim kotačem, mazga ili radnika nije se moglo odustati.

Problem kovanja masivnih (do nekoliko centara) dijelova riješen je u antici, ali u razdoblju srednjeg vijeka poprima novu akutnost, budući da se krikovi dobiveni od mladoženja također nisu mogli krivotvoriti klackalicom.

Naravno, bilo ih je moguće podijeliti na male dijelove, ali istodobno bi svaki imao svoj, i nepoznat, sadržaj ugljika, a zatim, za izradu velikog proizvoda, komade biste morali vezati natrag.

Sve je to bilo krajnje neisplativo. Trebalo je u potpunosti krivotvoriti kritičara. Stoga je na dobar način bilo potrebno opremiti shtukofen ni s jednim, već s tri vodena stroja - jedan je tresao mehom, drugi je držao čekićem, a treći je pumpao vodu iz rudnika. Bez treće, nije bilo ni načina - zanatske rude nisu mogle biti osigurane zanatskim prazninama.

Međutim, obujam proizvodnje ovisio je ne toliko od tehnologije koliko od organizacije rada. Da metalurga nisu ometali drugi zadaci, tada je mogao učiniti puno više od sirovih peći. Dakle, u Rimu je proizvodnja dosegla 1,5 kilograma po osobi godišnje, a to nije bilo dovoljno - željezo je u Rim dovedeno čak iz Kine. U Europi i Aziji, čak i uz upotrebu gumija, proizvodnja je rijetko dosezala kilogram. No s pojavom visokih peći u Europi ta se brojka odjednom utrostručila, a u Švedskoj je od 17. stoljeća dosezala 20 kilograma godišnje. Krajem 18. stoljeća taj je rekord slomljen, a u Engleskoj se počelo proizvoditi 30 kg željeza godišnje po glavi stanovnika.

Nakon industrijalizacije Petra Velikog, proizvodnja u Rusiji dosegla je 3 kilograma po glavi stanovnika godišnje i na toj je razini ostala do kraja 18. stoljeća. neautoritativni izvor?

Sada znamo kako su mačevi nastali u to vrijeme.

Sto godina kasnije, na početku vikinškog doba, na sceni se ponovo pojavljuje dvosjekli mač, zadnji put korišten u "rimskom željeznom dobu". I danas znamo kako su nastala oba ova mača (s jednom oštricom iz željeznog doba i dvoreznim vikinškim mačem).

No, jesu li bili jednako učinkoviti i impresivni?

Bogata željezna ruda pod mikroskopom, povećana 400 puta. S lijeve strane vidite zaobljene šljake u željezu koje je upravo uklonjeno iz peći. S desne strane vidite ravne šljake nastale kovanjem i preradom vrućeg željeza.

Naravno, ne samo oblik ih je razlikovao jedan od drugog. Došlo je do razlike u kvaliteti željeza korištenog u njihovom stvaranju.

S dovoljno ugljika željezo postaje čelik

U kasno željezno i ​​vikinško doba željezo nije bilo samo željezo, već i materijal mnogih svojstava. Kemijski je bio prilično čist i sadržavao je malo zagađivača (manje od 1%), prvenstveno fosfor i ugljik.

Ali kovači su znali koristiti ove nijanse: čisto željezo bilo je mekano i zavareno na niskoj temperaturi, fosforno željezo moglo se jetkati u lijepu srebrnu boju, a ugljično željezo (čelik) se može otvrdnuti.

Danski kovač Vikings radio je s željezom, koje je sadržavalo oko 0,8% ugljika, a kada je otvrdnulo, posjedovalo je kvalitete modernog čelika.

Razlika između željeza i čelika je količina ugljika: željezo koje sadrži više od 0,35% ugljika postaje čelik.

Tisuće godina iskustva u jednom maču

Za razliku od modernog željeza, sva željeza koja se u prošlosti dokopavala sadržavala su šljaku, otpadni proizvod koji se pojavljuje tijekom procesa proizvodnje.

Presjek jednog mača iz željeznog doba (A) i dvoreznog vikinškog mača (B). (Slika: Henriette Syrach Lygstrøm)

Stari postupci vađenja željeza nisu bili osobito učinkoviti i u stvarnosti nikada nisu dostigli temperaturu na kojoj su željezo i šljaka potpuno razdvojeni.

Sitni komadi šljake unutar željeza začepljeni su tijekom postupka oporavka rude i dalje, kada se vruće željezo podijelilo u komade željeza i kovalo u mač.

Rad s ovim materijalom zahtijevao je puno iskustva, jer su se mali komadi šljake postupno probijali na površinu sa svakim udarcem kovačevog čekića. Ako se to dogodilo u kritičnoj fazi proizvodnog procesa, to bi moglo pogubno utjecati na kvalitetu mača, kao i narušiti cjelokupni izgled oružja. Ali kovači iz sedmog stoljeća bili su vrlo talentirani, te su crpili više od tisuću godina iskustva u radu sa šljakom bogatom željezom.

Što se nalazi u maču

Ako prerežete oštricu mača na pola i pregledate ga pod mikroskopom, možete jasno vidjeti koliko je komada željeza iskorisćeno. Također možete vidjeti kako su komadi zavareni zajedno i kakvu su kvalitetu željeza koristili u svakom dijelu oružja. Vidjet ćete koliko malih komada šljake sadrži željezo, kao i njihov oblik.

Pokusi u zemlji Legende, u Danskom centru za povijesna i arheološka istraživanja i komunikacije, pokazali su kako se količina šljake i njen oblik razlikuju u različitim vrstama željeza. Komadići šljake u željezu koji su tek izvađeni iz peći su zaobljeniji i krupniji, dok željezo koje je kovano nadalje sadrži manje šljake i ima više ravnih oblika. Pod mikroskopom možete vidjeti količinu fosfora i ugljika i razumjeti koliko dugo se kova željezo pomoću različitih dijelova željeza. Također nam govori koliko je talentiran bio kovač koji je stvorio ovaj ili onaj mač.

Primjer šljake koja je utrla put na površinu tijekom procesa kovanja. (Foto: Henriette Syrach Lyngstrøm)

Dobar majstor, ali manje učinkovit materijal

Odjeljci mačeva sedmog stoljeća pokazuju da su kovani iz nekoliko komada čistog željeza, s brojnim ovalnim upadima šljake i gotovo bez ugljika. No dijelovi željeza često su homogeni i uredno zavareni, što ukazuje na dobru izradu, unatoč uporabi često neprikladnog željeza. Željezo s tako malom količinom ugljika rijetko se koristi za izradu čelika. Takav je materijal otežao mač.

No možda je kovača više zanimalo stvaranje oštrice određene veličine i oblika, nego optimiziranje njegovih svojstava za bitke, što je vjerojatno igralo drugačiju ulogu u kulturi kasnog željeznog doba nego za vikinške osvajače.

Ovako možete usporediti propelerski avion s borbenim avionom Su-27

Tehnika koja se koristi za izradu mačeva Viking potpuno je drugačija. Kvaliteta željeza također je potpuno drugačija, iako su Skandinavci koristili lokalno minirane materijale koji sadrže puno ovalne šljake. Ali ovi mačevi bili su izrađeni od kaljenog čelika.

Mali izrezani uzorci nekoliko mačeva i noževa. (Foto: Henriette Syrach Lyngstrøm)

Vikinški kovači koristili su novu tehniku ​​kombiniranja čistog željeza u sredini oštrice i čelika uz rubove.

Čelik je često sadržavao samo nekoliko ravnih komada šljake, što je ukazivalo da se obrađuje mnogo duže od čistog željeza. Ovi zanatlije brinuli su se ne samo o izgledu mača, već io njegovoj učinkovitosti u borbi.

A razlika je ogromna.

Usporediti mač od čistog željeza s čeličnim mačem je uspoređivanje zrakoplova s ​​propelerom i borbenim avionom Su-27. Željezni je ratnik još mogao rezati i ubodati mačem, ali vikinški čelični mač bio je mnogo učinkovitiji zbog čelika duž rubova oštrice. Željeznički ratnik u borbi s mačevima imao je vrlo malo šansi protiv Skandinavca iz Vikinškog doba.

Od željeznog doba do čelika

Vrijedno je napomenuti da se ovaj tehnološki pomak između ranog željeznog doba i vikinškog doba nije primjenjivao samo na mačeve, što je ukazivalo na visoki status njegovog vlasnika. Noževi koji se nalaze u običnim vikinškim grobovima također su izrađeni od čelika, dobro izrađeni između dva komada željeza, za razliku od ranijih primjera noževa iz željeznog doba.

To omogućava optimalan dizajn koji kombinira čvrstoću čelika i fleksibilnost željeza u jednom neuništivom nožu. Njegova upotreba za stvaranje oružja i oruđa bila je da značajno poveća njihovu učinkovitost.

Čovjek iz vikinškog doba, također, prema tradiciji, mogao bi biti pokopan sa svojim psom i nožem. Ali poljska strana njega već je bio posve drugačiji mač - slitina napredne tehnologije.

Pogledajte video: ZAŠTO JE MASLINA SVETA BILJKA? Prof. dr Mihajlović (Travanj 2020).

Ostavite Komentar