Оружие из железа – Почему оружие из метеоритного железа ценится особенно дорого

Железо, а вернее, сталь до сих пор остается главным веществом, из которого создается материальная основа всей нашей культуры — инструменты, станки, машины, строительные конструкции. А уж в оружейном деле реальных соперников у стали нет и пока не предвидится. Поэтому пора рассказать о появлении этого металла в жизни человечества вообще и в оружейном деле особенно.

Медь человек обнаружил под ногами. А железо попало к нему… с неба. Дело в том, что, в отличие от меди, самородное железо очень большая редкость. А те куски железа, что люди время от времени все же находили и подбирали, чаще всего были осколками метеоритов.

Метеоритное железо тугоплавкое. Оно не плавится даже в бронзолитейной печи и не поддается холодной ковке, но при сильном разогреве все же размягчается, и в раскаленном состоянии его можно ковать. А это значит, что люди могли использовать и метеоритное железо. Поэтому единичные железные предметы появились в обиходе раньше настоящего наступления века железа. То есть до того, как лю ди научились добывать железо из земной руды.

Меч из Дерака — первое из всех известных в Малой Азии железных изделий. А первое известное железное изделие у нас, в Восточной Европе, обнаружено при раскопках кургана Бичкин-Бурун в Калмыкии. Это листовидный наконечник копья, и возраст его около 3,5 тысячи лет. И то и другое выковано из метеоритного железа и только поэтому сохранилось. Меч из дерака Дело в том, что вообще-то железо довольно быстро окисляется, корродирует и со временем превращается в известную всем ржавчину. А метеоритное железо содержит в себе вещества, препятствующие коррозии, — никель и хром.

Сами эти элементы и их необыкновенные свойства были открыты и разгаданы учеными только в конце XIX века, около ста лет назад. Их назвали легирующими, то есть, в переводе с латыни, укрепляющими элементами. А их сплавы с железом — легированной сталью. То есть люди начали пользоваться некоторыми свойствами железа за тысячи лет до того, как сумели их открыть. Наверняка были и более ранние изделия из метеоритного железа, и, скорей всего, не оружие, а украшения. Но они пока нам неизвестны.

Но вот пришел и настоящий железный век. То есть люди научились добывать железо из руды. И здесь, как и в истории с бронзой, тоже существует загадка.

Дело в том, что вначале сырьем для извлечения железа служила так называемая болотная руда. Это бурая глина с включениями яркой ржавчины, то есть различных природных минералов, содержащих железо. Люди с самых незапамятных времен — с палеолита — были знакомы с такой глиной, потому что добывали из нее природную минеральную краску — охру. Ту самую, которой они рисовали свои гениальные панно на стенах пещер. Но вот каким образом они догадались, что существует прямая связь между рыжей глиной и твердым, тяжелым, тускло блестящим, черно-серым небесным камнем?!

В начале железного века, около XV—XIV веков до нашей эры, этой великой тайной на всей Земле владела буквально горстка людей. Может быть, это действительно было какое-то племя, Я может, даже и отдельные семьи, где тайна передавалась из поколения в поколение. Жили эти люди на востоке полуострова Малая Азия, в горах, где берут начало реки Тигр и Евфрат. В те времена этими землями владело государство Миттани. Оно не могло равняться славой и могуществом с великими державами того времени -Египтом, Вавилоном, Ассирией, Хеттским царством. Но только оно владело тайной железа и многие столетия сохраняло ее.

Сейчас трудно сказать, насколько полезным для государства Миттани оказалось обладание этой тайной на поле боя. Но в дипломатии того времени миттанийцы пользовались этим своим преимуществом вовсю.

Дело в том, что железные изделия во всем тогдашнем цивилизованном мире считались драгоценным даром. В том числе и в сверхдержавах того времени — Египте и Вавилоне, с которыми государство Миттани поддерживало постоянные отношения. Тем не менее бронза исправно вооружала человечество более двух тысяч лет. Кажется, она готова была делать это и дальше. И частично ей это удавалось, наверно, еще две тысячи лет, пока не вышли из строя последние бронзовые пушки. Ведь ни медь, ни камень не могли составить ей в этом деле достойной конкуренции.

Вот и железо в начале своей военной службы тоже проигрывало бронзе. В метеоритные времена его было просто мало и оно стоило невероятно дорого. Да к тому же, кажется, люди довольно долго относились к этому дару небес с предубеждением.

Позже, когда железо стали добывать из болотной руды, оно было низкого качества. И бронзовые клинки оказывались тверже железных. К тому же у первичного, так называемого сыродутного железа было еще одно свойство, неприемлемое для оружия, — пластичность. То есть под влиянием нагрузок железная полоса или пластина сгибается, сминается — словом, меняет форму. А ведь почти всякое хо лодное оружие — это, в конце концов, полосу или пластина металла, к которой именно и прилагаются значительные усилия.

Но со временем мастера-металлурги все — таки научились делать из этого «гадкого утенка» — сырого железа — прекрасного, блестящего, светлого «лебедя» — сталь. Если железо в человеческом обиходе впервые появилось и чуть ли не тысячу лет производилось в единственном месте — на востоке полуострова Малая Азия, то сталь впервые стали делать тоже в горах и тоже на полуострове — в Гималаях, на севере Индостана. Оттуда высококачественная сталь — пулад, булат, вуц — в полосах и слитках развозилась караванами по всему древнему миру. И не только древнему. Так продолжалось до начала XIX века.

Известнейшим центром переделки высокосортной индийской стали издавна был сирийский город Дамаск. Именно здесь встретились с булатом и вуцем франки, то есть западноевропейские крестоносцы. И именно отсюда волшебное искусство мастеров стального оружия распространилось на Испанию, Италию, а затем и на остальную Европу.

К нам, в Россию, хорошая сталь и изделия из нее попадали главным образом из Персии. Это оружие у нас называлось харалужным. «Мечи харалужные» упоминаются в «Слове о полку Игореве» — произведении XII века. А известны они были гораздо раньше.

Вообще это длинная и необыкновенно интересная история, как тусклые, губчатые железные лепешки-крицы превращались в слитки и полосы блестящего, узорчатого дамасского или Златоустовского булата. Необходимо заметить, что по составу главное различие железа и стали состоит в содержании элемента углерода. Если его нет совсем или очень мало, то это железо. Если около 1,5—2% — сталь. А если больше 2%, то это чугун.

По своим рабочим качествам железо хоть и очень трудно разрушается, но относительно мягкое и пластичное, в то время как сталь и прочна, и тверда, и упруга. Это значит, что если какие-то силы все же заставили стальное изделие изменить форму, то при их снятии оно непременно вернется к исходной. Таким набором свойств не обладал ни один материал в прошлом. Да и сегодня таких раз-два и обчелся. А по цене стали таких и вовсе нет.

Гибкость и прочность — вот основные преимущества стали перед бронзой. Но есть еще одно, и тоже немаловажное, преимущество — вес. Ведь кубический сантиметр бронзы весит 8,5 грамма, а стали — всего 7,7 грамма. Это позволяло делать стальное оружие более узким, плоским и в то же время более длинным, чем бронзовое. Более тонкими, а значит, и более острыми получалисьтакже его жала и лезвия. К тому же сталь удерживает остроту лезвия значительно дольше, чем бронза, потому что истирается она тоже гораздо медленнее бронзы.

Раздел: Оружие древнего человека 14.04.2018

gotfive.ru

История производства и использования железа

История производства и использования железа

Свойства железных сплавов

Более-менее общеизвестно, что материал, в обиходе называемый железом, даже в простейшем случае представляет собой сплав собственно железа, как химического элемента, с углеродом. При концентрации углерода менее 0,3 % получается мягкий пластичный тугоплавкий (Температура плавления железа выше 1500С) металл, за которым и закрепляется название его основного ингредиента — железа. Представление о том железе, с которым имели дело наши предки, сейчас можно получить, исследовав механические свойства гвоздя.

При концентрации углерода более 0,22 %, но менее 2,14 % сплав называется сталью. В первозданном виде сталь походит по своим свойствам на железо, но, в отличие от него, поддается закалке — при резком охлаждении сталь приобретает большую твёрдость — замечательное достоинство, однако, почти совершенно сводимое на нет благоприобретенной в процессе той же закалки хрупкостью.

Наконец, при концентрации углерода свыше 2,14 % мы получаем чугун. Хрупкий, легкоплавкий, хорошо пригодный для литья, но не поддающийся обработке ковкой, металл. Чугун насыщен графитовыми включениями, делающими металл неоднородным и механически непрочным. Температура плавления чугуна порядка 1150С.

Технологии производства и обработки железа и сплавов

С производством железа связано достаточно много технологий, которые сложно расположить в хронологическом порядке.

Метеоритное железо

Использование железа началось намного раньше, чем его производство. Иногда находили куски серовато-чёрного металла, который, перекованный в кинжал или наконечник копья, давал оружие более прочное и пластичное, чем бронза, и дольше держал острое лезвие. Затруднение состояло в том, что этот металл находили только случайно. Теперь мы можем сказать, что это было метеоритное железо. Поскольку железные метеориты представляют собой железоникелевый сплав, можно предположить^{[источник не указан 332 дня]}, что качество отдельных уникальных кинжалов, например, могло соперничать с современным ширпотребом. Однако, та же уникальность, приводила к тому, что такое оружие оказывалось не на поле боя, а в сокровищнице очередного правителя.

Сыродутная печь

Первым устройством для получения железа из руды была одноразовая сыродутная печь. При огромном количестве недостатков, долгое время это был единственный способ получить металл из руды.

Впервые железо научились обрабатывать народы Анатолии. Древнегреческая традиция считала открывателем железа народ халибов, для которых в литературе использовалось устойчивое выражение «отец железа», и само название стали в греческом языке (Χάλυβς) происходит именно от этнонима.

«Железная революция» началась на рубеже I тысячелетия до н. э. в Ассирии. С VIII века до н.э. сварное железо быстро стало распространяться в Европе, в III веке до н. э. вытеснило бронзу в Галлии, во II веке новой эры появилось в Германии, а в VI веке нашей эры уже широко употреблялось в Скандинавии и в племенах, проживающих на территории будущей Руси. В Японии железный век наступил только в VIII веке нашей эры.

Известный популяризатор науки А.Азимов так описывает историю перехода человечества из бронзового века в железный^[2]:

Где-то около XV—XIV вв. до н. э. техника выплавки и науглероживания железа была разработана в кавказских предгорьях в Урарту. Эта страна находилась тогда под властью Хеттского царства, которое находилось на высшей точке своей мощи. Хеттские цари тщательно охраняли монополию на новую технику, ибо понимали ее важность. Вначале получали только маленькие партии железа, и в течение нескольких столетий оно стоило порой в сорок раз дороже серебра. Но еще до того, как выплавку можно было увеличить, а хеттам — этим воспользоваться, им пришел конец. Хеттское царство было разрушено во время беспорядков, последовавших за движением «народов моря», и хеттская монополия на железо была нарушена. Технология выплавки железа быстро распространялась в том числе, конечно, в Ассирию, которая граничила с «железным царством» Урарту.

Торговля железом восстановила процветание Ассирии. Открылся путь для новых завоеваний.

Вторгшиеся в Грецию дорийские племена обладали железным оружием, именно поэтому они так легко покорили вооруженных бронзой ахейцев. Было железо и у «народов моря», и, когда филистимляне захватывали ханаанское побережье, в сражениях они использовали железное оружие, Но они были не настолько глупы, чтобы раскрывать секрет выплавки железа. Пока им удавалось хранить эту техническую тайну, израильтянам приходилось обороняться более примитивным оружием. Благодаря железу филистимляне не только легко закрепились на побережье, но и обложили данью ближайшие к ним племена. Около двух веков (до прихода к власти Давида в 1013 г. до н. э.) им удавалось господствовать над более многочисленными израильскими племенами.

Первым шагом в зарождающейся чёрной металлургии было получение железа путём восстановления его из окиси. Руда перемешивалась с древесным углем и закладывалась в печь. При высокой температуре, создаваемой горением угля, углерод начинал соединяться не только с атмосферным кислородом, но и с тем, который был связан с атомами железа.

После выгорания угля в печи оставалась так называемая крица — комок пористого восстановленного железа с примесью большого количества шлаков. Крицу потом снова разогревали и подвергали обработке ковкой, выколачивая шлак из железа. Полученный брусок железа (в котором все же оставалось 2-4% шлака) назывался кричной болванкой. Долгое время в металлургии железа именно ковка была основным элементом технологического процесса, причём, с приданием изделию формы она было связана в последнюю очередь. Ковкой получался сам материал.

Сварное оружие

Сталь производилась уже из готового железа путём науглероживания последнего. При высокой температуре и недостатке кислорода углерод, не успевая окисляться, пропитывал железо. Чем больше было углерода, тем твёрже оказывалась сталь после закалки.

Как можно было заметить, ни один из перечисленных выше сплавов не обладает таким свойством, как упругость. Железный сплав может приобрести это качество, только если в нем возникает чёткая кристаллическая структура, что происходит, например, в процессе застывания из расплава. Проблема же древних металлургов заключалась в том, что расплавить железо они не могли. Для этого требуется разогреть его до 1540 градусов, в то время как технологии древности позволяли достичь температур в 1000−1300 градусов. Вплоть до середины XIX века было невозможно расплавить железо и сталь с содержанем углерода менее 0,4%, так как плавкость железных сплавов возрастает по мере увеличения концентрации углерода.

Таким образом, ни железо, ни сталь сами по себе для изготовления оружия не годились. Орудия и инструменты из чистого железа выходили слишком мягкими, а из чистой стали — слишком хрупкими. Потому, чтобы изготовить, например, меч, приходилось делать бутерброд из двух пластин железа, между которыми закладывалась стальная пластина. При заточке мягкое железо стачивалось и появлялась стальная режущая кромка.

Такое оружие, сваренное из нескольких слоев с разными механическими свойствами, называлось сварным. Общими недостатками этой технологии являлись излишняя массивность и недостаточная прочность изделий. Сварной меч не мог пружинить, вследствие чего неизбежно ломался или гнулся при ударе о непреодолимую преграду.

Отсутствием упругости недостатки сварного оружия не исчерпывались. В дополнение к упомянутым недостаткам, его, например, невозможно было толком заточить. Железу можно было придать какую угодно остроту (хотя и стачивалось оно со страшной скоростью), но и тупилась мягкая режущая кромка из железа почти мгновенно. Сталь же точиться не желала — режущая кромка крошилась. Здесь налицо полная аналогия с карандашами — мягкий грифель легко сделать очень острым, но он сразу затупится, а твёрдый до особой остроты не доведешь — десять раз сломается. Так что, бритвы приходилось делать из железа и затачивать заново ежедневно.

В целом же, сварное оружие не превосходило остротой столовый нож. Уже одно это обстоятельство требовало делать его достаточно массивным для придания удовлетворительных рубящих свойств.

Единственной мерой, позволяющей достичь сочетания остроты и твёрдости в рамках технологии сварки, была закалка изделия уже после его заточки. Применим же этот метод становился в случае, если стальная режущая кромка приваривалась просто к железному обуху, а не заключалась в «бутерброд» из железа. Либо после заточки могли быть закалены клинки, у которых железный сердечник оковывался снаружи сталью.

Недостатком такого метода было то, что заточка оказывалась возможна лишь однажды. Когда стальное лезвие иззубривалось и тупилось, весь клинок приходилось перековывать.

Тем не менее, именно освоение техники сварки — несмотря на все её недостатки — произвело настоящий переворот во всех сферах человеческой деятельности и привело к огромному возрастанию производительных сил. Сварные орудия были вполне функциональны и, при том, общедоступны. Только с их распространением каменные орудия оказались окончательно вытеснены, и наступил век металла.

Железные орудия решительно расширили практические возможности человека. Стало возможным, например, строить рубленные из брёвен дома — ведь железный топор валил дерево уже не в три, как медный, а в 10 раз быстрее, чем каменный. Широкое распространение получило и строительство из тёсаного камня. Он, естественно, употреблялся и в эпоху бронзы, но большой расход сравнительно мягкого и дорогого металла решительно ограничивал такие эксперименты. Значительно расширились также и возможности земледельцев.

Булатная сталь и дамаск

Увидеть железо жидким металлурги смогли только в XIX веке, однако, ещё на заре железной металлургии — в начале I тысячелетия до новой эры — индийские мастера сумели решить проблему получения высокоуглеродистой стали с композитной структурой. 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.

Более технологичный путь получения упругой стали, при котором не требовались ни особо чистая руда, ни графит, ни специальные печи, был найден в Китае во II веке нашей эры. Сталь перековывали очень много раз, при каждой ковке складывая заготовку вдвое, в результате чего получался отличный оружейный материал, называемый дамаском, из которого, в частности, делались японские катаны.

Штукофен

Более высокую, по сравнению с сыродутной печью, ступень в развитии чёрной металлургии представляли собой постоянные высокие печи называемые в Европе штукофенами. Это действительно была высокая печь — с четырёхметровой трубой для усиления тяги. Мехи штукофена качались уже несколькими людьми, а иногда и водяным двигателем. Штукофен имел дверцы, через которые раз в сутки извлекалась крица.

Изобретены штукофены были в Индии в начале первого тысячелетия до новой эры. В начале нашей эры они попали в Китай, а в VII веке вместе с «арабскими» цифрами арабы заимствовали из Индии и эту технологию. В конце XIII века штукофены стали появляться в Германии и Чехии (а ещё до того были на юге Испании) и в течение следующего века распространились по всей Европе.

Производительность штукофена была несравненно выше, чем сыродутной печи — в день он давал до 250 кг железа, а температура в нем оказывалась достаточна для науглероживания части железа до состояния чугуна. Однако штукофенный чугун при остановке печи застывал на её дне, смешиваясь со шлаками, а очищать металл от шлаков умели тогда только ковкой, но как раз ей-то чугун и не поддавался. Его приходилось выбрасывать.

Иногда, впрочем, штукофенному чугуну пытались найти какое-то применение. Например, древние индусы отливали из грязного чугуна гробы, а турки в начале XIX века — пушечные ядра. Трудно судить, как гробы, но ядра из него получались — так себе.

Ядра для пушек из железистых шлаков в Европе отливали еще в конце XVI в. Из литой брусчатки делались дороги. В Нижнем Тагиле до сих пор сохранились здания с фундаментами из литых шлаковых блоков.^[3]

Блауофен

Металлурги давно заметили связь между температурой плавления и выходом продукта — чем выше она была, тем большую часть содержащегося в руде железа удавалось восстановить. Потому рано или поздно им приходила мысль форсировать штукофен предварительным подогревом воздуха и увеличением высоты трубы. В середине XV века в Европе появились печи нового типа — блауофены, которые сразу преподнесли сталеварам неприятный сюрприз.

Более высокая температура действительно значительно повысила выход железа из руды, но она же повысила и долю железа науглероживающегося до состояния чугуна. Теперь уже не 10 %, как в штукофене, а 30 % выхода составлял чугун — «свиное железо», ни к какому делу не годное. В итоге, выигрыш часто не окупал модернизации.

Блауофенный чугун, как и штукофенный, застывал на дне печи, смешиваясь со шлаками. Он выходил несколько лучшим, так как его самого было больше, следовательно, относительное содержание шлаков выходило меньше, но продолжал оставаться малопригодным для литья. Чугун получаемый из блауофенов оказывался уже достаточно прочен, но оставался ещё очень неоднородным — из него выходили только предметы простые и грубые — кувалды, наковальни. Уже прилично выходили пушечные ядра.

Кроме того, если в сыродутных печах могло быть получено только железо, которое потом науглероживалось, то в штукофенах и блауофенах внешние слои крицы оказывались состоящими из стали. В блауофенных крицах стали было даже больше, чем железа. С одной стороны, это казалось хорошо, но, вот, разделить-то сталь и железо оказывалось весьма затруднительно. Содержание углерода становилось трудно контролировать. Только долгой ковкой можно было добиться однородности его распределения.

В своё время, столкнувшись с этими затруднениями, индусы не стали двигаться дальше, а занялись тонким усовершенствованием технологии и пришли к получению булата. Но, индусов в ту пору интересовало не количество, а качество продукта. Европейцы, экспериментируя с чугуном, скоро открыли передельный процесс, поднимающий металлургию железа на качественно новый уровень.

Доменная печь

Следующим этапом в развитии металлургии стало появление доменных печей. За счёт увеличения размера, предварительного подогрева воздуха и механического дутья, в такой печи всё железо из руды превращалось в чугун, который расплавлялся и периодически выпускался наружу. Производство стало непрерывным — печь работала круглосуточно и не остывала. За день она выдавала до полутора тонн чугуна. Перегнать же чугун в железо в горнах было значительно проще, чем выколачивать его из крицы, хотя ковка все равно требовалась — но теперь уже выколачивали шлаки из железа, а не железо из шлаков.

Доменные печи впервые были применены на рубеже XV-XVI веков в Европе. На Ближнем Востоке и в Индии эта технология появилась только в XIX веке (в значительной степени, вероятно, потому, что водяной двигатель из-за характерного дефицита воды на Ближнем Востоке не употреблялся). Наличие в Европе доменных печей позволило ей обогнать в XVI веке Турцию если не по качеству металла, то по валу. Это оказало несомненное влияние на исход борьбы, особенно когда оказалось, что из чугуна можно лить пушки.

Передельный процесс и пудлинговочная печь

С XVI века в Европе получил распространение так называемый передельный процесс в металлургии — технология, при которой железо ещё при получении за счёт высокой температуры плавления и интенсивного науглероживания перегонялось в чугун, а уже затем, жидкий чугун, освобождаясь от лишнего углерода при отжиге в горнах, превращался в сталь.

Из передельной стали уже можно было изготавливать кривые мечи (например, сабли), чего не позволяла сделать сварная технология.

Среди многих металлургических профессий того времени, пожалуй, самой тяжелой была профессия пудлинговщика. Пудлингование было основным способом получения железа почти на протяжении всего XIX в. Это был очень тяжелый и трудоемкий процесс. Работа при нем шла так: На подину пламенной печи загружались чушки чугуна; их расплавляли. По мере выгорания из металла углерода и других примесей температура плавления металла повышалась и из жидкого расплава начинали «вымораживаться» кристаллы довольно чистого железа. На подине печи собирался комок слипшейся тестообразной массы. Рабочие-пудлинговщики приступали к операции накатывания крицы при помощи железного лома. Перемешивая ломом массу металла, они старались собрать вокруг лома комок, или крицу, железа. Такой комок весил до 50 — 80 кг и более. Крицу вытаскивали из печи и подавали сразу под молот — для проковки с целью удаления частиц шлака и уплотнения металла.^[3]

Применение угля и коксование

С начала XVII века европейской кузницей стала Швеция, производившая половину железа в Европе. В середине XVIII века её роль в этом отношении стала стремительно падать в связи с очередным изобретением — применением в металлургии каменного угля.

Прежде всего надо сказать, что до XVIII века включительно каменный уголь в металлургии практически не использовался — из-за высокого содержания вредных для качества продукта примесей, в первую очередь — серы. С XVII века в Англии каменный уголь, правда, начали применять в пудлинговочных печах для отжига чугуна, но это позволяло достичь лишь небольшой экономии древесного угля — большая часть топлива расходовалась на плавку, где исключить контакт угля с рудой было невозможно.

Устранять серу коксованием научились в Англии в 1735 году, после чего появилась возможность использовать для выплавки железа большие запасы каменного угля. Но за пределами Англии эта технология распространилась только в XIX веке.

Потребление же топлива в металлургии уже тогда было огромно — домна пожирала воз угля в час. Древесный уголь превратился в стратегический ресурс. Именно изобилие дерева в самой Швеции и принадлежащей ей Финляндии позволило шведам развернуть производство таких масштабов. Англичане, имевшие меньше лесов (да и те были зарезервированы для нужд флота), вынуждены были покупать железо в Швеции до тех пор, пока не научились использовать каменный уголь.

Конвертерное производство и мартеновские печи

В 1856 г. Г. Бессемер получил патент на новую технологию производства стали (Бессемеровский процесс). Он изобрёл конвертер — устройство, в котором сквозь жидкий чугун, получаемый в доменных печах, продувался воздух. В конвертере происходит выгорание углерода, растворённого в железе, что позволяет получать сталь в существенно больших количествах, чем это было ранее доступно.

Альтернативой применения конвертера на протяжении ХХ века являлась мартеновская печь, в которой также происходило дожигание углерода. К концу XX века мартеновские печи стали очевидно устаревшей технологией и были вытеснены кислородно-конвертерным производством стали.

В середине XX века был изобретён турбодетандер, позволяющий снизить затраты на производство кислорода. Кислород стал достаточно дешевым, чтобы получить массовое применение с сталелитейной промышленности. Продувка расплавленного чугуна кислородом существенно разогревает металл, что упрощает производство (железо не «вымораживается», а остаётся жидким), позволяет также в конвертер сбрасывать металлолом для переплавки, а также в ряде случаев улучшает качество металла за счет отсутствия растворённого в металле азота.

Восстановление водородом

Доменные печи и конвертерное производство является достаточно современным, но весьма грязным для экологии процессом. При том, что большая часть железа получается в кислородно-конвертерном производстве, велики и выбросы углекислого и угарного газов в атмосферу. Модной альтернативой становится прямое восстановление железа из руды водородом. При этом образующиеся частички железа расплавляются в электрических печах, после чего добавляется углерод и получается сталь.

Обработка металла

Кузнецы-любители

Самой первой формой организации производства железных изделий были кузнецы-любители. Обычные крестьяне, которые в свободное от обработки земли время промышляли таким ремеслом. Кузнец этого сорта сам находил «руду» (ржавое болото или красный песок), сам выжигал уголь, сам выплавлял железо, сам ковал, сам обрабатывал.

Умение мастера на данном этапе закономерно было ограничено выковыванием изделий самой простой формы. Инструментарий же его состоял из мехов, каменных молота и наковальни и точильного камня. Железные орудия производились с помощью каменных.

Если удобные для разработки залежи руды имелись поблизости, то и целая деревня могла заниматься производством железа, но такое было возможным только при наличии устойчивой возможности выгодного сбыта продукции, чего практически не могло быть в условиях натурального хозяйства.

Если же, допустим, на племя из 1000 человек имелся десяток производителей железа, каждый из которых за год соорудил бы пару-тройку сыродутных печей, то их трудами обеспечивалась концентрация железных изделий всего порядка 200 граммов на душу населения. И не в год, а вообще.

Цифра эта, конечно, очень приблизительная, но факт тот, что, производя железо таким способом, никогда не удавалось за его счёт полностью покрыть все потребности в самом простом оружии и самых необходимых орудиях труда. Из камня продолжали изготавливаться топоры, из дерева — гвозди и плуги. Металлические доспехи оставались недоступными даже для вождей.

Такого уровня возможностями обладали наиболее примитивные племена бриттов, германцев и славян в начале нашей эры. Каменным и костяным оружием отбивались прибалты и финны от крестоносцев — а это уже оказывались XII-XIII века. Все эти народы, конечно, умели уже делать и железо, но ещё не могли получить его в необходимом количестве.

Профессиональные кузнецы

Следующим этапом развития чёрной металлургии были профессиональные кузнецы, которые все ещё сами выплавляли металл, но на добычу железоносного песка и выжигания угля чаще уже отправляли других мужиков — в порядке натурального обмена. На этом этапе кузнец, обычно, уже имел помощника-молотобойца и как-то оборудованную кузницу.

С появлением кузнецов концентрация железных изделий возрастала в четыре-пять раз. Теперь уже каждый крестьянский двор мог быть обеспечен персональным ножом и топором. Возрастало и качество изделий. Кузнецы профессионалы, как правило, владели техникой сварки и могли вытягивать проволоку. В принципе, такой умелец мог получить и дамаск, если знал как, но производство дамаскового оружия требовало такого количества железа, что не могло ещё быть сколько-то массовым.

В XVIII-XIX веках деревенские кузнецы умудрялись даже изготовлять стволы к нарезному оружию, но в этот период они уже пользовались оборудованием, которое сделали не сами. Некоторого масштаба перенос ремесленного производства из города в деревню становился возможным на таком этапе развития города, когда стоимость даже довольно сложного оборудования оказывается незначительной.

Средневековые же деревенские кузнецы сами делали свои орудия труда. Как умели. Поэтому рядовой мастер обычно преуспевал в изготовлении предметов простой плоской формы, но положительно затруднялся, когда требовалось изготовить трёхмерное изделие, или состыковать несколько изделий между собой — что, например, требовалось для создания надёжного шлема. Изготовить же такое сложное изделие, как спусковой механизм для арбалета, деревенскому кузнецу не грозило — для этого, ведь, потребовались бы даже измерительные устройства.

Не было у кустарных кузнецов и специализации — и мечи, и иголки, и подковы делал один и тот же мастер. Более того, во все времена сельские кузнецы были заняты в первую очередь именно изготовлением наиболее необходимых односельчанам простейших производственных и бытовых орудий, но не оружия.

Впрочем, последнее отнюдь не отменяет того обстоятельства, что в примитивных культурах даже самый заурядный кузнец считался несколько сродни колдуну, хотя, более адекватно его можно уподобить художнику. Выковывание даже обычного меча было настоящим искусством.

Теоретически всё выглядело просто: надо только наложить одна на другую три полоски металла, проковать их, и клинок готов. На практике, однако, возникали проблемы — с одной стороны надо было добиться прочной сварки и даже взаимопроникновения слоев, а с другой, нельзя было нарушать равномерность толщины слоя (а она-то и была — с лист бумаги) и, тем более, допустить, чтобы слой разорвался. А, ведь, обработка производилась тяжёлым молотом.

До разделения труда между городом и деревней годовое производство железа не превышало 100 граммов в год на человека, форма изделий была очень простой, а качество низким, и, когда описывается вооружение какого-нибудь варяга, систематически упускается из вида, что речь идёт об оружии вождя, откопанном в его кургане. Варвары, которым курганы не полагались, вооружались существенно проще. На данном уровне развития производительных сил (характерном, например, для галлов, франков, норманнов, Руси X века) тяжёлое вооружение могло иметься ещё только у аристократии — не более одного воина в броне на 1000 человек населения.

На новый уровень металлообрабатывающая промышленность вступала только, когда становилось возможным разделение труда и возникновение специальностей. Мастер железо покупал, причём покупал уже нужного качества, мастер покупал себе инструменты — необходимые по его профилю, и нанимал подмастерий. Если уж он делал ножи, то уж сдавал их на реализацию ящиками. Если делал мечи, то не по два в год, а по четыре в неделю. И, естественно, обладал в соответствующее количество раз большим опытом в их изготовлении.

Но для возникновения специализации непременно требовался город — хоть на несколько тысяч жителей — чтобы мастер всё мог купить и продать. Даже очень крупные призамковые посёлки (а их население тоже иногда достигало нескольких тысяч человек) не давали такой возможности — ведь, в них не только ни что не производилось на продажу в другие поселения, но и отсутствовал даже внутренний товарообмен.

Очевидно, что чем более развит был обмен, тем больше могло быть мастеров и их специализаций, тем более могло проявиться разделение труда, но для значительно развития обмена непременно требовались деньги и сравнительная стабильность.

Ещё больший прогресс мог быть достигнут организацией мануфактуры, но вокруг неё требовалось выстроить уже 50 тысячный город, и ещё чтобы несколько таких же было поблизости.

Тем не менее, даже после сосредоточения ремесленного производства в городах, колоритная фигура кузнеца оставалась непременным элементом пасторального ландшафта вплоть до начала, а кое-где и до середины XX века. Долгое время крестьяне просто не имели возможности покупать городские изделия. На ранних этапах развития обмена квалифицированные ремесленники обслуживали только господствующие классы — в первую очередь военные сословия.

После распространения штукофенов

Кустарное производство железа, однако, перестало практиковаться сразу после распространения штукофенов. Кузнецы начали покупать железо в слитках, а ещё чаще — железный лом, на предмет перековки мечей на орала.

Когда же развитие товарности хозяйства сделало ремесленные изделия доступными широким массам, кузнецы ещё долго занимались починкой сделанных в городах орудий.

Параллельно с решением организационных моментов улучшение методов обработки металлов требовало и совершенствования техники. Поскольку же основным методом была ковка, то усовершенствованию подлежали в первую очередь молоты.

Дело было в том, что, если ковка осуществлялась ручным молотом, то и размер изделия оказывался ограничен физическими возможностями кузнеца. Человек был способен отковать деталь весом не более нескольких килограммов. В большинстве случаев этого оказывалось достаточно, но при изготовлении, скажем, деталей осадных машин без механического молота, приводимого в движение водяным колесом, мулами или рабочими, было уже не обойтись.

Проблема выковывания массивных (до нескольких центнеров) деталей была решена ещё в античности, но в период средних веков она обрела новую остроту, так как крицы, получаемые из штукофенов, тоже нельзя было отковать кувалдой.

Конечно, в принципе, можно было делить их на небольшие части, но, при этом, в каждой оказалось бы своё, причём неизвестное, содержание углерода, а потом, для изготовления мало-мальски крупного изделия полученные куски пришлось бы сковывать обратно.

Все это было крайне невыгодно. Ковать крицу надо было целиком. Потому, штукофен по-хорошему требовалось комплектовать даже не одной, а тремя водяными машинами — одна качала мехи, другая орудовала молотом, третья откачивала воду из шахты. Без третьей тоже было никак — кустарными заготовками штукофен рудой было не обеспечить.

Связь объёмов производства железа с технологиями, впрочем, была довольно слабой. Более это зависело от организации труда. Если металлург не отвлекался на другие задачи, то и сыродутных печей он мог наделать целую тучу. Так, в Риме производство достигло 1.5 килограмма на человека в год, и этого не хватало — железо в Рим возили даже из Китая. В Европе же и Азии даже с использованием штукофенов производство, обычно, не достигало килограмма. Но с появлением доменных печей в Европе этот показатель разом возрос втрое, а в Швеции с XVII века достиг 20 килограммов в год. К концу XVIII века этот рекорд был побит, и в Англии на душу населения стало производиться уже 30 кг железа в год.

В России после петровской индустриализации производство достигло 3 килограммов на душу населения в год и оставалось на этом уровне до конца XVIII века.

См. также

Примечания

1. ↑ Duncan E. Miller and N.J. Van Der Merwe, ‘Early Metal Working in Sub Saharan Africa’ Journal of African History 35 (1994) 1-36; Minze Stuiver and N.J. Van Der Merwe, ‘Radiocarbon Chronology of the Iron Age in Sub-Saharan Africa’ Current Anthropology 1968.
2. ↑ Серия исторических книг: Азимов А. Ближний Восток. История десяти тысячелетий — М.: ЗАО Центрполиграф, 2004. — 331 с.; Азимов А. Земля Ханаанская. Родина иудаизма и христианства — М.: ЗАО Центрполиграф, 2004. — 335 с.
3. ↑ ^{1 2} Мезенин Н. А. Занимательно о железе. М. «Металлургия», 1972. 200 с. Использование железистых шлаков — «Черный нищий» ждет своего часа; пудлингование — Исчезнувшие профессии

dic.academic.ru

Мечи русских воинов | Журнал Популярная Механика

Поставив себе задачу изготовить настоящий меч XIII века по аутентичной технологии, мы вынуждены были повторить весь путь древних металлургов — начиная от построения сыродутной печи, восстановления железа из железной руды и переплавки полученного металла в сталь, пригодную для изготовления меча.

Меч XIII века — не первый эксперимент «ПМ» в области исторической реконструкции холодного оружия. Во время изготовления шашки Федорова по технологии начала XX века (см. «ПМ» № 1’2007) был накоплен значительный опыт, но оказалось, что к текущей задаче его применить практически нереально. В случае с шашкой в качестве исходных материалов мы использовали современные аналоги существовавших в начале 1900-х годов видов стали (рельсовая, пружинная, подшипниковая). Но вот только сделать то же самое с мечом XIII века невозможно: в то время никаких стандартов на сталь не существовало и в помине. Поэтому основная проблема, с которой мы столкнулись, — это необходимость повторить древний металлургический процесс восстановления железа из руды. Что мы и сделали под руководством известного кузнеца-оружейника Василия Иванова, руководителя мастерской исторического японского оружия Ishimatsu.

Известный кузнец-оружейник Василий Иванов специализируется на японском оружии — он руководит мастерской исторического оружия Ishimatsu. Но к просьбе редакции «Популярной механики» изготовить по исторически аутентичной технологии меч XIII века он отнесся с большим энтузиазмом. Задача построения домницы и получения сыродутного железа его совершенно не смутила.

От руды до крицы

До XIV века основным процессом получения железа было восстановление его из руды в сыродутной печи (домнице). Такая печь имела форму, близкую к усеченному конусу высотой примерно 1,2 м и диаметром 60−80 см в основании и 30 см в верхней (колошниковой) части, складывалась из камня или огнеупорного кирпича и обмазывалась глиной. В печи была предусмотрена фурма — труба для подачи воздуха от мехов диаметром в несколько сантиметров, отверстие для слива шлака в нижней части, а также иногда разборная часть для извлечения слитка железа после окончания процесса. После высыхания печь протапливали с помощью дров, чтобы обжечь глину, а также для образования золы, которая в дальнейшем служила подстилающим «антипригарным» покрытием и выполняла роль одной из составляющих частей флюса (зола содержит соду и поташ). Эта часть технологии не вызвала у нас никаких особых затруднений, и после сооружения домницы и прошествии нескольких дней, которые потребовались на высыхание глины и обжиг, мы приступили к первой части процесса — восстановлению железа.

Уголь, руда, огонь и воздух Сыродутная печь представляет собой конусовидное сооружение, куда слоями загружается древесный уголь и шихта — смесь руды с флюсом. Поддув воздуха позволяет достичь высокой температуры, железо восстанавливается из руды и образует в нижней части печи слиток — крицу. Отверстие в нижней части служит для слива шлака.

В качестве исходного материала мы взяли богатую (и к тому же обогащенную) руду — магнетит (FeOFe2O3) из района Курской магнитной аномалии. Технология достаточно проста: в печь до половины загружают древесный уголь, разжигают, после чего сверху засыпают смесь руды с флюсом (в качестве которого мы использовали вполне исторически аутентичную смесь доломитовой муки, песка и соды). Поверх насыпают еще слой угля, и затем по мере его прогорания добавляют слои руды с флюсом и угля. Такой цикл повторяют несколько (до пяти) раз. При этом на протяжении нескольких часов требуется постоянный поддув воздуха с помощью мехов, чтобы температура в печи достигла 1400−1500 С (тут мы были вынуждены немного отступить от технологии, поскольку использовали электрический поддув из-за нехватки работников).

В сыродутной печи происходит несколько процессов. Во‑первых, порода при высокой температуре отделяется от руды и стекает вниз в виде шлака. Во‑вторых, оксиды железа угарным газом и углеродом восстанавливаются до железа, зерна которого сплавляются между собой, образуя слиток — крицу. Когда уголь почти полностью прогорает, шлак через отверстие в печи сливают, а затем, после остывания, разбирают часть стенки и извлекают крицу — пористый железный слиток.

В качестве железной руды мы использовали относительно богатый магнетит из района Курской магнитной аномалии, предварительно обогащенный с помощью магнитной сепарации. После восстановления в печи получается крица — пористый слиток сыродутного железа, неоднородно насыщенный углеродом.

От железа к стали

Эффективность сыродутного процесса невелика: значительная часть железа уходит в шлак, и из 120 кг руды мы получили всего около 25 кг крицы. Причем это пока еще только сырой исходный материал, очень неоднородный по своему качеству. Во время своего нахождения в печи крица насыщается углеродом весьма неравномерно и в результате содержит фрагменты мягкого железа почти без углерода (0−0,3%), углеродистой стали (0,3−1,6% углерода) и чугуна (с содержанием углерода выше 1,6%). Это совершенно разные материалы, с разными свойствами, поэтому первым делом нужно провести первоначальную сортировку. «Крицу разбивают на небольшие куски, которые по механическим свойствам — хрупкость и пластичность — сортируют на три кучки с различным содержанием углерода, — объясняет Василий Иванов. — Если кусок мягкий и ковкий, то содержание углерода низкое, если твердый — высокое, если куски хрупкие и легко раскалываются, обнажая характерный излом, — это чугун».

После разбивания крицы на фрагменты и предварительной сортировки на мягкое железо, углеродистую сталь и чугун куски, пересыпанные флюсом из доломитовой муки, песка и соды, помещают в керамические тигли и в горне переплавляют в сталь с нужным содержанием углерода.

Наша задача — получить в конечном итоге три вида стали с более-менее нормированным содержанием углерода. Первый вид — низкоуглеродистая (до 0,3%) сталь (так называемое деловое железо — из него изготавливали различные бытовые изделия типа гвоздей, обручей и т. п.), второй — со средним (0,3−0,6%) содержанием углерода, третий — высокоуглеродистая (0,6−1,6%) сталь. Отсортированные куски складываем в керамические тигли, пересыпав тем же флюсом, который мы использовали ранее, ставим в горн, наполненный древесным углем, и включаем поддув. В зависимости от расположения тигля в горне и интенсивности поддува воздуха можно либо насыщать углеродом сталь (в восстановительной зоне — верхней части горна над горящим углем), либо выжигать его избыток (в окислительной зоне — нижней части горна, где подается воздух) и таким образом получать нужные нам материалы. Стоит также отметить, что мы изначально использовали относительно «чистую» руду, наша сталь не содержит значительного количества вредных примесей — в основном серы и фосфора. Разумеется, никаких легирующих добавок типа хрома, молибдена, марганца или ванадия мы не использовали (кроме тех небольших количеств, что изначально присутствовали в руде), так что историческая аутентичность соблюдена.

После плавки Василий извлекает из тиглей слитки стали и оценивает полученный результат, проковывая их в полосы. «При необходимости в ходе дальнейшего процесса можно выжечь избыток углерода из полосы прямо в горне, — объясняет он. — Или науглеродить, поскольку при ковке часть углерода — до 0,3% — неизбежно выгорает».

Получение уклада

Переплавка крицы в тиглях — не единственный способ получения стали из кричного железа. Еще один способ — это получение так называемой сырцовой стали, или уклада. Метод состоял в следующем: кричное мягкое железо разогревали в горне, в горящем угле, насыщая поверхность слитка углеродом. Затем слиток резко охлаждали водой или снегом, в результате поверхностный слой закалялся и становился хрупким. При ударах эта «скорлупа» углеродистой стали отделялась от слитка в виде пластинок. Затем крицу вновь разогревали и повторяли вышеописанную операцию, пока весь слиток не превращался в такие пластинки. Затем пластинки разогревали в горне и сваривали между собой, получая стальную заготовку, пригодную для изготовления различных изделий. Уклад вполне подходил для изготовления холодного оружия. Для улучшения качеств такое оружие часто изготавливалось по пакетной схеме — как в нашем случае. Чаще всего количество пакетов сокращалось до двух: в тело клинка из мягкой или сырцовой стали вваривались (или наваривались) лезвия из высокоуглеродистой стали, полученные с помощью цементации железа или сырцовой стали.

Мягкость и твердость

В результате вышеперечисленных операций мы получили три примерно трехкилограммовых заготовки из разных видов стали в форме полос. Однако от этих полос до меча еще довольно далеко. По словам Василия, «это пока еще не детали клинка, а лишь материал, из которого они будут сделаны».

Одним из способов создать твердую режущую кромку оружия в XIII веке была цементация — поверхностное упрочнение, то есть науглероживание поверхности изделий, изготовленных из относительно мягкой стали. Изделие помещали в закрытый сосуд, заполненный органическим веществом — карбюризатором, в роли которого чаще всего выступал уголь, толченые рога или их смесь. Затем сосуд помещали в печь, где при температуре свыше 900 С без доступа воздуха карбюризатор обугливался и поверхность изделия постепенно насыщалась углеродом. Этот способ достаточно широко применялся для науглероживания топоров и клинков (более-менее массовых изделий). Но цементация — это упрочнение поверхностного слоя определенной глубины; когда этот слой стачивался, режущая кромка переставала держать заточку, и оружие приходилось подвергать новой процедуре цементации. А при увеличении глубины цементации возрастал риск сделать поверхность слишком хрупкой. Так что этот способ мы отвергли, поскольку он все-таки не позволяет достичь нужных нам качеств. Ведь «совершенный клинок» XIII века (равно как и любого другого времени) должен быть упругим, гасить колебания при ударах, вязким, а не хрупким, но в то же время режущая кромка лезвия должна быть твердой и хорошо держать заточку. Создать такой меч из гомогенного материала практически невозможно, поэтому мы решили прибегнуть к композитной технологии того времени, используя пакетную схему и «узорную сварку» (pattern welding). Наш меч будет «построен» из семи пакетов трех видов, каждый из которых выполняет свою задачу.

Историческая сталь Сталь, полученная после переплавки кричного железа в глиняном тигле. Реальный слиток, найденный при археологических раскопках городища близ Новгорода.

Первый пакет изготавливается из мягкого низкоуглеродистого (до 0,3% углерода) железа. Из вытянутых полос этого мягкого железа составляем шестислойный «сэндвич», проковываем его (при этом слои свариваются в единый пакет), разрубаем и складываем пополам, вновь проковываем, повторяя этот процесс восемь раз и получая в итоге пакет из относительно мягкой дамасской стали, насчитывающий примерно 1500 слоев. Этот пакет будет «становым хребтом» нашего меча — его сердцевиной. Такая вязкая сердцевина работает на сжатие, воспринимает ударные нагрузки и гасит колебания, не давая мечу сломаться при сильных ударах. Она также связывает все окружающие пакеты, выполняющие другие задачи, в единое целое.

Подготовка пакетов Из полученных после переплавки сталей собираются пакеты, которые послужат деталями клинка. Справа — прокованная заготовка лезвия из высокоуглеродистой стали, закаленная и затем сломанная для оценки твердости, хрупкости и красноломкости.

Второй пакет — это будущее лезвие. Для его изготовления мы использовали два полученных нами ранее вида стали — среднеуглеродистой и высокоуглеродистой. Чередуя полосы этих двух видов так, чтобы среднеуглеродистый материал оказался «снаружи», складываем сэндвич из семи слоев и, пересыпав флюсом, свариваем их в единый пакет. Затем разрезаем, складываем пополам и вновь проковываем. Повторяем операцию еще 14 раз. Легко подсчитать, что в итоге при таком складывании мы получим… более 200 000 слоев! Учитывая, что финальная толщина пакета составляет 6 мм, можно вычислить толщину слоя — около 30 нм. «Фактически средневековые нанотехнологии! — смеется Василий. — На самом деле, конечно, это весьма условные ‘слои’ — при таком перемешивании структура стали получается близкой к гомогенной». Лезвие в итоге должно быть твердым и хорошо держать заточку.

Пакетная схема Наш клинок будет собран из семи пакетов, каждый из которых выполняет свою задачу.

Пружинки

Третий пакет — это будущие обкладки, их четыре. Они изготавливаются из мягкой низкоуглеродистой и среднеуглеродистой стали. Начинается этот пакет с семислойного сэндвича (низкоуглеродистой сталью наружу), который с помощью горна и молота свариваем в единый пакет. Как и два других пакета, разрезаем, складываем пополам и вновь проковываем. Повторяем операцию еще девять раз, получая в итоге полосу из дамасской стали, состоящую из 7000 слоев.

Анатомия клинка Заготовка для клинка — полоса размерами 1,2х2,5х50 см и массой примерно 1,5 кг — собрана из семи пакетов.

Но это еще не все! Для того чтобы клинок меча в итоге лучше противостоял поперечным изгибающим нагрузкам, а также продольному скручиванию, обкладки торсируют, то есть каждую скручивают на 20 оборотов, получая стальной витой «канат». Такие обкладки после закалки станут более упругими и будут дополнительно гасить колебания, не позволяя ударам «отдаваться в руку». Поскольку обкладок четыре, направления закручивания их должны «компенсироваться» попарно — иначе при малейшей ошибке во время закалки меч «пойдет винтом». Упругие обкладки-торсионы работают в клинке меча на растяжение и фактически выполняют ту же роль, что и арматура в железобетоне, то есть упрочняют тело клинка.

Проковка пакетов Полосы стали вытягивают, разрезают, складывают пополам и проковывают, сваривая их с помощью кузнечной сварки в единое целое. Затем этот процесс повторяют несколько раз, увеличивая количество переплетаемых слоев. Это как раз и есть техника «узорной сварки». В зависимости от количества слоев и видов стали на готовом изделии может проявиться узор. Такую сталь называют узорчатой (дамасской). Для того чтобы образующиеся на поверхности окислы не мешали сварке, разогретые в горне полосы посыпают флюсом. Сейчас в качестве последнего используется тетраборат натрия (бура), а раньше — смесь доломитовой муки, песка и соды.

Заготовка для клинка

Но вот наконец все семь пакетов готовы и начинается финальная подготовительная стадия — изготовление заготовки клинка. Все пакеты скрепляются проволокой, Василий разогревает их в горне, просыпает флюсом и начинает процесс кузнечной сварки. Как и при подготовке самих пакетов, он использует пневматический молот, и это еще одно небольшое отклонение от средневековой технологии: «Конечно, можно было бы не отступать от оригинальной технологии, но для этого мне бы понадобилась пара молотобойцев… — И ехидно предлагает: — Хотите попробовать?» Фотограф делает вид, что очень занят процессом съемки, а я начинаю расспрашивать Василия о каких-то мельчайших деталях происходящих процессов.

Тем временем заготовка приобретает вид бруска размерами 1,2х2,5х50 см и массой примерно 1,5 кг. Если вспомнить, что для ее изготовления нам понадобилось переработать 120 кг руды и примерно две недели времени, процесс выглядит не слишком эффективным (впрочем, из этого количества руды мы получили не одну, а две заготовки). Однако такова реальность — именно так и происходил процесс изготовления заготовок для высококачественного холодного оружия в Средние века. Теперь остается самое главное — выковать из этой заготовки, внешне напоминающей слегка ржавую монтировку, наш «идеальный меч». Но об этом — в следующем номере «ПМ».

www.popmech.ru

Появление железа как материала для орудий в Египте и вообще в Африке, Передней Азии и Восточном Средиземноморье. О разных центрах возникновения железной индустрии

В древних культурных странах Северной Африки и Переднего Востока знакомство с железом началось с метеоритного еще в III — II тысячелетиях до н. э., но до начала обработки рудного железа о железном веке, то есть о всеобщем употреблении железа, там говорить не приходится.

Наличие в Египте огромных сооружений из тесаных камней заставило думать первых египтологов, которые были главным образом или филологами, или историками, что железо служило человеку для орудий в Египте с баснословно раннего времени. Археологические факты в значительной степени опровергают такие представления. То, что знакомство с железом здесь началось с метеоритного, отразилось в наименовании его небесным металлом. Известно несколько предметов, сделанных из метеоритного железа, относящихся к очень раннему времени, к эпохе медных орудий. Это додинастическая находка бус в Герце, поселении раннего медного века; столь же древние бусы были найдены в двух погребениях близ местечка Медума. К эпохе 1-й династии относится несколько бус из погребений у деревни Гизе. В развалинах одной постройки в Абидосе был найден кусок метеоритного железа. Все эти случаи раннего знакомства с метеоритным железом ничего не говорят о начале черной металлургии .

[adsense]

В самом начале XX в. была сделана находка, возродившая было мысль о раннем возникновении железного века в Египте. Это — находка из камерной гробницы близ Бухена, недалеко от вторых нильских порогов. В гробнице находилось 14 покойников, сопровождаемых богатой утварью и различного рода бронзовым оружием, только у одного покойника имелось железное втульчатое копье.

Этот случай разбирает самым тщательным образом О. Монтелиус . У египтян этого времени копья клали вдоль тела острием к ногам, а это копье, безусловно железное, лежало поперек ног одного из костяков. Типологическое рассмотрение наконечника привело Монтелиуса к основательному убеждению, что это греческое копье VIII — VII вв. до н. э. Дата этой гробницы — XVIII — XVII столетия до н. э. Железное копье попало в нее позднее и как-то случайно. Гробница отчасти разграблена. Монтелиус предполагает, что она была нарушена греческими наемниками, которые в VII в. до н. э. служили в составе египетской армии, а копье могло быть брошено из суеверного страха перед покойниками или каким-то образом потеряно во время бегства с награбленными сокровищами.

Серьезные упоминания о небесном металле, то есть о железе, впервые встречаются в амарнском архиве, а именно: от далекого хеттского племени из Митанни в восточной части Малой Азии фараону Аменхотепу III (1455 — 1419 гг. до н. э.) и его сыну Эхнатону (1418 — около 1400 гг. до н. э.) прислали железное оружие в виде подарков. В гробнице наследника Эхнатона, фараона Тутанхамона (1400 — около 1375 гг. до н. э.), среди погребального инвентаря при самой мумии фараона были найдены железные предметы: золотой браслет со вставленным в него железным оком Гора, по-древнеегипетски «удж», небольшой кинжальчик с золотой ручкой и скамеечка под голову, называвшаяся «урс», сделанная тоже из железа. Все эти вещи небольшие и носят явно драгоценный характер. В той же могиле найдены в особом ларце миниатюрные железные орудия (ланцеты, долота, резцы и т. п.), которые все вместе весят около 4 г. В них, очевидно, следует усматривать скорее предметы символического характера из еще драгоценного железа, может быть, ритуального или туалетного назначения.

Таким образом, железные предметы в это время появляются в Египте как вещи случайные и драгоценные. Железо в это время еще никакой победы над бронзой не одерживает. Однако его все более и более стремились привезти в Египет. На одной глиняной табличке хеттский царь сообщает Рамзесу II (1317 — 1251 гг. до н. э.), что он высылает корабль, груженный «чистым железом», и шлет в подарок железный меч. Первым по Средиземному морю стало распространяться, по-видимому, хеттское железо. Сохранился железный меч фараона Сети II.

В XIII в. до н. э. происходили войны Хеттского государства. Роль этих войн в развитии железного века предполагается особенно важной, так как хетты ознакомились с железом несколько раньше своих соседей. В гробнице Рамзеса III (1204 — 1173 гг. до н. э.), внука знаменитого Рамзеса II Великого, на стенах сделана фреска, изображающая воинов. Часть из них вооружена мечами и копьями, окрашенными в оранжевый цвет, а другая часть воинов с мечами и копьями, окрашенными в голубой цвет. Оранжевой краской обозначено медное или бронзовое оружие, а голубой — железное. Именно к царствованию Рамзеса III относятся открытые в Палестине близ арабской деревни Герар древние железоплавильные печи размером 3,3 X 1 м. Печи сопровождаются специальными, довольно сложными воздуходувными колодцами. Возле них найдены кричные бруски различной величины, имевшие форму языков, что было распространено на Переднем Востоке .

Крицы того же типа, как найденные в деревне Герар, обнаружены в разных местах Египта. Таким образом, очевидно, что начиная с XII в. до н. э. железо приобрело большие «права гражданства» в Египте, чем до тех пор. Однако до IX в. до н. э. бронзовые орудия преобладают. Лишь в IX в. до н. э. в Египте применение бронзовых орудий сокращается до минимума и к концу этого века почти совершенно исчезает.

При появлении в тропической Африке первых европейцев в XV в. повсеместно у местных племен были распространены плавка железа и кузнечное дело. Оружие, среди которого наиболее популярны были копья, и железные мотыги везде преобладали. Лишь в отдельных местах еще употребляли и дерево и кость, но как дополнение к железу. Кое-где железные наконечники копий и стрел заменяли на рынках разменную монету.

В ряде случаев предполагают, что железо прямо сменило камень. Может быть, в богатой рудами Катанге бронза предшествовала железу. Вероятно, большая часть народов Судана сначала познакомилась с железом, а потом с медью: медь во многих суданских языках называется красным железом. Возможно, что в соседних с Египтом областях железо было позаимствовано оттуда. Уже приводились примеры своеобразных обычаев и представлений африканских племен, занимавшихся и занимающихся примитивной черной металлургией .

Подобную, но отнюдь не тожественную Египту картину представляла Месопотамия в III тысячелетии до н. э. В раннединастическое время известны находки кусков метеоритного железа. Один был найден в Уре среди амулетов в могиле царевны Шуб-Ад. Другой в виде какого-то кованого предмета находился в могиле № 580 того же могильника среди золотых вещей: черешкового наконечника копья и долота. В слое того же времени в древнем поселении Хафраджа на левобережном притоке Тигра Диале был обнаружен клинок кинжала из рудного железа. В течение всего II тысячелетия до н. э. во многих гробницах Ассирии и Вавилона попадаются железные украшения, более всего браслеты; значит, на протяжении всего этого времени железо рассматривалось еще как драгоценный металл .

Проследить в Месопотамии ход развития железных орудий несколько труднее. Там нет таких доказательств начала развития железной индустрии, как в Египте для XII в. до н. э., но в IX — VIII вв. до н. э. также совершается решительный переход к железу. В хрониках ассирийских царей X — IX вв. до н. э. очень часто упоминается военная добыча или дань, полученная с царей и городов Сирии и Палестины. Каждый раз в хрониках приводится перечень металлов, полученных из этих стран. В царствование Ашшурназирпала II (883 — 859 гг. до н. э.) многократно встречаются упоминания железа наряду с другими металлами. Под 875 г. до н. э. в его хрониках содержатся особенно важные указания на железо. От Лубарны, царя города Патины, было получено 20 талантов серебра, 1 талант золота и 100 талантов железа. Тогда же от Сангара, царя города Кархемыша, было получено 20 талантов серебра, много золотых вещей и 250 талантов железа. Эти перечни указывают на большую ценность железа и его относительную редкость в то время. За несколько сотен километров от Ассирии такой тяжелый груз везли туда наряду с драгоценными металлами. Приведенные клинописные упоминания железа являются одним из первых свидетельств о ввозе из Сирии в Месопотамию значительного· количества железа.

При наследнике упомянутого царя, Салманасаре III (858 — 824 гг. до н. э.), в первые годы его царствования железо по-прежнему упоминается наряду с золотом, серебром и медью, сначала в небольших количествах. Постепенно его количество все больше и больше растет, и последний раз железо упоминается среди военной добычи в 832 г. до н. э. В этом упоминании говорится о ввозе 5 тысяч талантов железа из Дамаска. Очевидно, железо было накоплено в ассирийском царстве в таком количестве, что дальнейший ввоз его на какое-то время уже стал не нужен. Однако плохая технология изготовления железных изделий на первых порах не позволяла получать достаточно хорошего оружия, которое так было важно для войск ассирийских царей-завоевателей. Поэтому еще в конце VIII в. до н.э. в клинописных хрониках Саргона II упоминается бронзовое вооружение воинов, вторгнувшихся в Урарту. Таким образом, наряду с железными орудиями и оружием бронзовое оружие продолжали употреблять даже в такой передовой стране, как Ассирия, до конца VIII в. до н. э.

Вероятно, ко времени царствования Саргона II относится и чрезвычайно интересная коллекция Британского музея, состоящая из оружия, сделанного из железа, затем покрытого тонкой бронзовой оболочкой для придания этому оружию прочности . Ассирийцы, много заботившиеся об усовершенствовании оружия, приняли железное оружие, но в то же время не вполне доверяли его прочности и остроте. Это и вызвало странный прием погружения в расплавленную бронзу железного оружия для получения тонкой бронзовой оболочки.

В 714 г. до н. э. Саргоном II был построен дворец, известный под названием Дур-Шаррукин. Как было принято, в углах здания заложили таблицы с надписью о его основании. Таблицы эти сделаны из золота, серебра, бронзы, олова, свинца, сурьмы и алебастра. Железа среди этих материалов нет. Совершенно очевидно, что железо уже перестало быть ценным металлом и надпись, сделанная на железе, не носила бы сколько-нибудь торжественного характера.

В том же дворце Саргона археолог В. Плас обнаружил большой склад железа в комнате размером 5X2,60Х1,40 м. Всего найдено в этом складе 160 т железных криц и небольшое количество железных изделий. Здесь главным образом находились крицы длиной от 32 до 48 см при толщине от 7 до 14 см, а вес их от 4 до 20 кг. Крицы имели вид заостренных на концах брусков, причем в одном конце сделано сквозное отверстие около 2 см диаметром для надевания на веревку или железный прут. Эта форма криц интересна потому, что она распространилась и на территории Европы в гальштатскую и латенскую эпохи. Склад содержал разные железные орудий труда (лопаты, топоры, плуги, цепи). Это указывает на полное проникновение железа в сельское хозяйство и производство, тогда как в армии еще некоторое время предпочитали бронзу.

Рис. 5. Железные крицы

Если в IX столетии до н. э. железо ввозили в Ассирию главным образом из Сирии и Палестины, то есть все основания предполагать, что при Саргоне II этот импорт производился из соседней Армении и с территории царства Урарту, где, как ясно по археологическим материалам из раскопок в урартских городах Тушпе и Тейшебаини, в то время железная индустрия уже была довольно развита .

Таким образом, для Месопотамии, как и для Египта, время до IX в. до н. э. является временем борьбы железа с бронзой, а IX в. можно считать датой победы железа, после чего бронзу употребляли недолго и постепенно она исчезла из употребления как металл для орудий и оружия.

Не совсем ясно, как развивалась железная индустрия в Малой Азии и Восточном Средиземноморье. Можно думать, что она возникла в разных местах самостоятельно. Но есть возможность предполагать, что для этой территории был один основной источник, который имел ряд производственных секретов, не сразу ставших известными в других государствах Передней Азии и Африки. Греческая традиция указывает с неизменным постоянством на восточную часть Малой Азии, как на место возникновения железной индустрии. Недаром слово халаф в греческом языке обозначает «сталь». Между тем это не что иное, как название одного небольшого племени, занимавшегося добыванием руды и изготовлением железных предметов. Племя это жило на южном побережье Черного моря близ Трапезунда. В то же время известно, что в XV в. до н. э. из Митанни, одной из хеттских областей, были привезены железные предметы в подарок египетским фараонам, а в общее употребление железо в Египте и Передней Азии стало входить в XII в. до н. э., после победы над хеттской империей.

Все это заставляет думать, что если (а это наиболее вероятно) знакомство с получением небольших количеств железа из руды и с изготовлением из железа мелких предметов, преимущественно украшений, и было в каждой из этих стран самостоятельным, то необходимое для получения серьезных результатов умение изготовлять крупные крицы и проковывать их І сильно нагретом состоянии для придания им надлежащей твердости стало известно в стране хеттов раньше, чем в других областях, и скрывалось как секрет с чисто военными целями. После падения хеттского государства железное оружие появилось и в других странах. Все эти отрывочные данные позволяют многим ученым с большей долей вероятия предполагать, что именно страны хеттов, митанни и халибов оказались тем местом, где в силу значительного количества хороших и легко доступных руд развитие черной металлургии началось несколько раньше и достигло больших успехов, чем в Египте и Месопотамии, куда некоторые важные секреты распространились именно из этих стран. Такая точка зрения кажется довольно вероятной . Менее вероятной представляется точка зрения известного английского археолога Г. Чайлда, что не только важнейшие секреты обработки, например больших криц, но и вообще секрет технологии сыродутного метода в самом простейшем виде был разработан хеттами или каким-нибудь варварским племенем в глубине армянских нагорий до конца II тысячелетия до н. э. и оттуда пошел по свету .

Сирия и Палестина уже упоминались несколько раз. В XII в. до н. э. при Рамзесе III крицы вывозили оттуда в Египет. Однако производство их там началось, может быть, еще в XIV в. до н. э. До соприкосновения с Арменией ассирийцы ввозили к себе железо также из Сирии и Палестины, но на этой территории известны находки железных вещей и в более раннее время. В 1937 г. при раскопках в древнем Угарите, ныне Рас-Шамра, в 200 км от Бейрута был найден превосходный боевой топор с железным лезвием. Топор, несомненно, принадлежал к XV или XIV в. до н. э. Дворец в Угарите относится ко времени около 1360 г. до н. э. В печах у деревни Герар кроме криц обнаружены кирки весом 2,8 кг, большие мотыги и плужные лемехи. Все эти орудия из железа и относятся к эпохе около 1200 г. до н. э. Очевидно, что настоящая черная индустрия здесь только немного предшествует египетской. В Иерихоне во время его разгрома после 1300 г. до н. э. среди других вещей Иисус Навин захватил железные сосуды. В книге Иисуса Навина (VI, 23) сказано: «А город и все, что в нем, сожгли огнем: только серебро и золото и сосуды медные и железные отдали, чтобы внести в сокровищницу дома господня». Едва ли есть сомнение в том, что столь относительно раннее появление железа в Сирии и Палестине — результат более раннего соприкосновения с соседними хеттами, чем у египтян и месопотамцев. Об этом, конечно, говорит пророк Иеремия (XV, 12), сообщая, что железо к евреям попало с севера. Около двух десятков упоминаний железа известно из Библии. Есть они уже и в книге Бытия, и во Второзаконии. Упоминаются железные рудники, орудия и оружие из этого металла .

Такая же картина наблюдается и в Индии. В Бенгалии поделки из железа встречаются еще в погребениях II тысячелетия до н. э., но крупные железные предметы утвердились не ранее IX в. до н. э. В древнейшей части индусских священных гимнов Вед, называемой Ригведа, слово «айяс» обозначало бронзу. В более поздних частях — Атхарваведе и Яджурведе — сначала темный айяс стал обозначать железо, а красный — медь. В конце концов в санскритской литературе слово айяс приобрело один-единственный смысл — железо. До сих пор ранний железный век слабо известен в Индии. Об этом периоде в Северной Индии данные отсутствуют. В Средней Индии известен ряд заброшенных поселений, условно названных поселениями асуров, врагов ариев. В этих поселениях были найдены каменные полированные и бронзовые орудия. Были тут и железные предметы, железные шлаки и сыродутные горны. В Южной Индии обнаружено несколько сходных с селищами асуров поселений. В поселении Чандравалли вместе найдены клиновидные полированные топоры и железные шлаки. В местности Брахмагири под постройками города Исилы эпохи царя Ашоки (III в. до н. э.) в третьем сверху слое прослежены остатки города раннего железного века, опять-таки вместе с неолитоидными орудиями. В погребениях около этого города обнаружено много железа — ножей, клиньев, серпов, кинжалов, мечей, наконечников стрел и т. п. В Южной Индии микролиты дожили до развитого железного века. В той же части Индии известно огромное, более 100 акров, поселение железного века Адиччаналлур. В находящемся здесь могильнике при сосудах, содержавших скелеты, были обнаружены зерна риса, изображения буйволов, коз, овец, петухов, тигров, антилоп, слонов, железные мечи, кинжалы, копья, золотые и бронзовые диадемы, чаши и т. д. Железо появилось в Индии, по-видимому, как и в Египте, лишь после 1500 г. до н. э. .

[adsense]

Недалеко от Дели находится древняя железная колонна, это Кутубская колонна, или колонна Махарсули. На ней имеется санскритская стихотворная надпись, которая говорит о том, что колонна эта поставлена в эпоху царя Чандрагупты II из династии Гуптов, царствовавшего между 381 и 414 гг. н. э. Она высится над землей на 7,7 м и весит около 6 т; на ней нет ни одного сварочного шва. Коррозия совершенно ее не коснулась. Как была изготовлена кричным методом такая громадная вещь, до сих пор не ясно. Во всяком случае, как мы уже видели это в современной и недавней африканской и индийской этнографии, сыродутное кустарное производство получения железа очень распространено, и имеются или еще недавно имелись целые племена и группы населения, которые промышляют таким кустарничеством.

В Китае железо появилось в правление династии Чжоу (1027 — 249 гг. до н. э.), происходившей из долины реки Вей, где находились богатейшие железные рудники. В одном из стихотворений древней «Книги песен» («Шицзин») говорится о сооружении парома через Вей для перевозки железа. Есть не очень решительные сведения об умении китайцев лить чугун еще за 2 — 3 века до н. э.

Если мы обратимся к территории Европы, то в Греции и на островах Эгейского моря картина эволюции железа и его распространения сильно напоминает то, что было в Передней Азии или Египте. Средиземноморские народы сначала познакомились с метеоритным железом: уже говорилось, что греческое … — железо близко латинскому sidera — светила. В течение II тысячелетия до н. э. попадаются мелкие железные предметы, главным образом украшения — браслеты и перстни, — в Фесте, Ваффио, Каковатосе, Микенах, в ранних слоях Тиринфа . Но все же это были только украшения. Даже таких мелких предметов вооружения, как кинжальчики, встречавшиеся еще в XIV в. до н. э. в Египте, здесь не известно. Но после 1200 г. до н. э., то есть после той же даты падения хеттского царства, и до VIII в. до н. э. железные предметы, главным образом оружие, все чаще и чаще попадаются в могилах греческих некрополей. Особенно много их в Дипилонском могильнике в Афинах, в могилах на Афинской агоре и в погребениях близ Элевсинского храма. Там найдены железные мечи, копья, топоры, клевцы и ножи. Железные мечи и копья вначале подражают формам бронзовых мечей и копий. Эти могильники принадлежат так называемой геометрической культуре Греции, то есть началу дорического переселения. Следовательно, между началом этой культуры около 1200 г. и ее концом в VIII в. до н. э. произошло постепенное освоение железа греками. Традиция говорит, как мы уже знаем, об открытии сыродутной варки железа на горе Иде в 1432 г. до н. э. (Паросская хроника) мифическими дактилями. Гомеровский эпос упоминает в «Илиаде» дважды железное оружие и много раз бронзовое. При похоронах Патрокла в числе наград за состязания у костра покойного друга Ахиллес предложил железный диск, по-видимому, большую крицу, которой земледельцу должно хватить на 5 лет. В «Одиссее» железо упоминается чаще, более всего как материал для орудий. Таким образом, в Греции на первых порах, как и в Ассирии, железо более шло на орудия. В эту же эпоху (Гесиод) сложилось и представление о железном веке. К этому можно еще прибавить знаменитое место из поэмы Лукреция «О природе вещей» (I в. до н. э.), где говорится, что сначала материалом для орудий и оружия служил камень, затем медь и позже железо. Лукреций исходил в данном случае из конкретных представлений, которые унаследовали римляне от греков, в историческое время переживших переход от бронзы к железу.

Древним оружьем людей были руки, ногти и зубы,
Камни, а также лесных деревьев обломки и сучья,
Пламя затем и огонь, как только узнали их люди.
Сила железа потом и меди были открыты,
Но применение меди скорей, чем железа, узнали:
Легче ее обработка, а также количество больше.
Медью и почву земли бороздили, и медью волненье
Войн поднимали, и медь наносила глубокие раны,
Ею и скот и поля отнимали: легко человекам
Вооруженным в бою безоружное все уступало.
Мало-помалу затем одолели мечи из железа,
Вид же из меди серпа становился предметом насмешек,
Стали железом потом и земли обрабатывать почву
И одинаковым все оружием в битвах сражаться .

Уже упомянутая легенда об изобретении варки железа на горе Иде около Трои связывает и у греков усвоение важнейших секретов кричной добычи железа с Малой Азией, а в конечном счете с хеттами.

Что касается Италии, Испании и Франции, то железо в них стало известно на рубеже II и I тысячелетий до н. э. в украшениях и других мелких предметах. С IX в. до н. э. в Средней Европе, отчасти в Испании, Франции и Дунайском бассейне распространяется гальштатская культура. В течение менее чем 200 лет в южной части ее распространения к 700 г. до н. э., а за Альпами на протяжении VII в. до н. э. железо вытесняет бронзу почти совершенно. Гальштатская эпоха является эпохой становления раннего железного века. Вполне железным веком Западной и Центральной Европы можно считать латенскую эпоху.

С началом греческой колонизации и особенно античной истории, с VII в. до н. э. и позднее, все большее и большее количество греко-римских орудий применялось вместо первичных местных форм. А с римским завоеванием стали исчезать повсеместно и формы латенской кельтской культуры всюду, где римляне становились твердой ногой.

На перечисленных территориях ход процесса почти везде по существу одинаков. Всюду сначала происходит поверхностное знакомство с железом в его метеоритной форме. В течение II тысячелетия до н. э. или украшения, или мелкие орудия очень редко появляются во всех этих странах наряду с решительным господством бронзовых орудий и оружия. Только с конца II тысячелетия до н. э. начинается заметное применение железного оружия в Сирии, Египте, Месопотамии и Греции. В остальных местах тогдашнего мира железо на некоторое время запаздывает. По появлению украшений и мелких орудий из рудного железа в разных местах и разных типов представляется вероятным считать, что в разных же местах процесс изобретения варки и ковки железа был самостоятельным. Иначе мы едва ли могли бы на таком огромном пространстве в течение всего бронзового века сталкиваться с отдельными мелкими железными предметами. Самостоятельное развитие сказывается, в частности, в том, что ознакомление с железом всегда начиналось с метеоритного. Это вполне вероятно еще и потому, что варка и использование рудного железа повсеместно совпадают в Европе, Азии и Северной Африке с полным расцветом выплавки меди, с чем, по-видимому, связаны первые случаи регенерации попутного железа. Мнения этнографов и некоторых археологов о тропической Африке не вполне одинаковы. Повсеместное развитие рудно-кузнечного мастерства кое-где, может быть, прямо вслед за неолитической эпохой, многосложность связанных с этим делом обычаев и религиозно-магических представлений, некоторые данные языкознания позволяют предполагать для таких обширных территорий самостоятельное возникновение примитивной черной металлургии. Ниже мы проследим рассеянное по огромной территории в недрах бронзового века умение обращаться с железом в СССР. Это говорит за местное начало первых шагов обработки рудного железа в нашем Отечестве. Однако для Передней Азии, Закавказья, Сирии, Египта и Греции, по приведенным выше историческим и археологическим соображениям, вполне законно предположить, что в XIII — XII вв. до н. э. секрет науглероживания больших криц путем многократного нагревания и горячей поковки был вырван у халибов и хеттов Малой Азии; и это дало сильный толчок к всеобщему применению там железа. Крайние взгляды о едином центре зарождения первобытной черной индустрии едва ли имеют основание. В частности, исключительная точка зрения Гордона Чайлда при всей прогрессивности научных представлений этого крупнейшего из английских археологов едва ли приемлема.

В этот день:

• Дни смерти
• 1911 Умер Дмитрий Яковлевич Самоквасов — русский археолог, историк права, архивовед, профессор Императорского Варшавского университета, заслуженный профессор Императорского Московского университета. Автор многочисленных трудов по истории русского народа, государства и права; теоретик и организатор архивного дела в России; археолог, раскопки которого охватили обширную территорию.
• 1989 Умер Виктор Семёнович Драчук — советский журналист, писатель и археолог. Кандидат исторических наук, краевед Крыма.

Свежие записи

arheologija.ru

Когда делали лучшие мечи — в Эпоху викингов или в Железный век?

Насколько была важна сталь для викингов? Был бы у кого-то из VII-го века какой-нибудь шанс против викинга X-го века?

Однажды в седьмом веке зажиточный человек был похоронен согласно обычаю. Семья принесла его мертвое тело к месту захоронению, где они вырыли яму в почве и положили его на спину, с руками, распростёртыми по бокам, и в одежде, которую он носил, когда сделал свой последний вздох. В могиле также были: его собака, нож и меч. Собака лежала на своих лапах, нож был на поясе, а длинный меч с одиночным лезвием находился по левую сторону.

Лезвие меча было почти метр в длину и полтора сантиметра толщиной. Оружие было мощным и тяжёлым. Такой меч был, очевидно, обычным оружием конца Железного века, когда статус мужчины был обозначен вещами, вместе с которыми его хоронили.

Теперь мы знаем, как создавались мечи в то время

Спустя сто лет, на старте Эпохи викингов, обоюдоострый меч, последний раз использовавшийся в «римском железном веке», снова появляется на сцене. А сегодня мы знаем, как оба этих меча (с одиночным лезвием из Железного века и обоюдоострый меч викнгов) были созданы.

Но были ли они такими же эффективными, как и впечатляющими?

Конечно, не только форма отличали их друг от друга. Была также и разница в качестве железа, использованного при их создании.

С достаточным количеством углерода железо становится сталью

В поздний Железный век и Эпоху викингов железо было не просто железом, а материалом множества качеств. Химически оно было довольно чистым и содержало немного загрязняющих веществ (менее 1%), прежде всего — фосфор и углерод.

Но кузнецы знали, как использовать эти нюансы: чистое железо было мягким и сваривалось при низкой температуре, фосфорное железо можно было вытравить до красивого серебристого цвета, а углеродистое железо (сталь) можно было закалять.

Датские викинги-кузнецы работали с железом, которое содержало около 0.8% углерода, и когда оно закалялось, оно обладало качествами современной стали.

Разница между железом и сталью — это количество углерода: железо, содержащее более 0.35% углерода, становится сталью.

Тысяча лет опыта в одном мече

В отличие от современного железа, все железо, добытое в прошлом, содержало шлак — продукт отходов, появляющийся во время производственного процесса.

Старые процессы экстракции железа не были особенно эффективными и в реальности никогда не достигали температуры, при которой железо и шлак полностью разделяются.

Крошечные куски шлака внутри железа закупоривались во время процесса восстановления руды и далее, когда раскалённое железо было разделено на железные куски и выковано в меч.

Работа с этим материалом требовала большого опыта, так как небольшие кусочки шлака постепенно пробивались к поверхности с каждым ударом молота кузнеца. Если бы это произошло на критической стадии производственного процесса, это могло бы оказать разрушительное воздействие на качестве меча, а также исказить общий вид оружия. Но кузнецы седьмого века были очень талантливыми, опираясь на более чем тысячелетний опыт работы с богатым шлаком железом.

Что внутри меча

Если вы разрежете лезвие меча пополам и изучите его под микроскопом, вы можете ясно увидеть, сколько кусков железа использовалось для его изготовления. Вы также можете увидеть, как куски были сварены вместе и качество железа, используемого в каждой части оружия. Вы увидете сколько мелких кусочков шлака содержится внутри железа, а также их форму.

Эксперименты в «Стране легенд», в Центре историко-археологических исследований и коммуникации в Дании, показали, как количество шлака и его форма различаются в разных типах железа. Куски шлака в железе, которое только что было вынято из печи, круглее, и их больше, в то время как железо, которое ковалось дальше, содержит меньше шлака, и он имеет более плоские формы. Под микроскопом вы можете увидеть количество фосфора и углерода и понять, как долго железо ковалось с помощью разных частей железа. Это также говорит нам, насколько талантливым был кузнец, создавший тот или иной меч.

Хороший мастер, но менее эффективный материал

Разрезы мечей седьмого века показывают, что они были выкованными из нескольких кусков чистого железа, с многочисленными овальными шлаковыми вторжениями и почти без углерода. Но железные куски часто однородны и аккуратно сварены вместе, что свидетельствует о хорошем мастерстве, несмотря на использование, зачастую, неподходящего железа. Железо с таким небольшим количеством углерода редко используется для производства стали. Такой материал делал меч более тяжёлым.

Но, возможно, кузнец был больше заинтересован в создании клинка определенного размера и формы, чем в оптимизировании его свойств для битв, которые, вероятно, играли другую роль в культуре позднего железного века, нежели для викингов-завоевателей.

Это как сравнить пропеллерный самолёт с истребителем Су-27

Техника, используемая для изготовления мечей викингов, совершенно другая. Качество железа также совершенно иное, хотя скандинавы и использовали местные добытые материалы, содержащие много овального шлака. Но эти мечи были сделаны из закалённой стали.

Кузнецы викингов использовали новую технику, сочетающую чистое железо в середине лезвия и сталь вдоль краёв.

Сталь часто содержала только несколько плоских кусочков шлака, что указывало на то, что она обрабатывалась намного дольше, чем чистое железо. Эти ремесленники заботились не только о внешности меча, а также и о его эффективности в бою.

И разница огромна.

Сравнивать меч, сделанный из чистого железа, с мечом из стали, это как сравнивать пропеллерный самолёт с истребителем Су-27. Воин из Железного века всё еще мог резать и колоть своим мечом, но стальной меч викингов был намного более эффективным из-за стали вдоль краёв клинка. У воина из Железного века в бою на мечах было очень мало шансов против скандинава из Эпохи викингов .

Из железного века в стальной

Стоит отметить, что этот технологический сдвиг между ранним Железным веком и Эпохой викингов был не только применим к мечам, которые указывали на высокий статус его владельца. Ножи, найденные в обычных могилах викингов, были также изготовлены из стали, хорошо обработанной между двумя кусками железа, в отличие от более ранних образцов ножей из Железного века.

Читайте также: Сколько стоило оружие викингов. Стоимость рабов, животных в современных ценах

Это обеспечивает оптимальную конструкцию, которая сочетает в себе прочность стали с гибкостью железа в одном нерушимом лезвии. Его применение для создания оружия и инструментов должно было значительно повысить их эффективность.

Мужчина из Эпохи викингов мог быть также, согласно традиции, похоронен вместе со своей собакой и ножом. Но полевую сторону него лежал уже абсолютно другой меч — сплав совершенных технологий.

Источники: на английском, на датском.

fiord.org

Железный век | Изобретения прошлого

Первые изделия из железа, как свидетельствуют археологические находки, появились в IV тысячелетии до н. э. Это были в основном украшения, например, бусы. Исследования железа показали, что оно имеет метеоритное происхождение (это так называемый «небесный металл»). В Египте железо было известно уже с 2800 года до н. э. и вплоть до XVI в. н. э. считалось там драгоценным металлом. Когда вскрыли гробницу Тутанхамона, то обнаружили, что среди многочисленных золотых вещей на самой мумии лежало царское оружие — кинжалы, был там и железный кинжал. Железо ценилось тогда дороже золота. Из него изготовляли оружие и украшения для фараонов.

Скорее всего, впервые железо было получено случайно — в результате использования железной руды вместо медной. Железную руду добывали открытым способом из болотных, луговых и озерных руд. Разработки представляли собой вертикальные шахты, выходящие на поверхность и соединенные горизонтальными ответвлениями — штольнями.

Выплавка железа из руды и производство из него орудий труда оказались довольно сложным делом. В примитивных печах того времени нельзя было достичь достаточно высокого нагрева, чтобы расплавить металл. Железо выплавлялось в небольших горнах с помощью кожаных мехов, приводимыми в движение руками или ногами человека. В такой печи железо восстанавливалось из руды (для чего требовалась температура нагрева до 900°С) и представляло собой мельчайшие затвердевшие комочки (крицы), смешанные со шлаками. Естественно, что в жидком виде железо в таких условиях не могло быть получено, поскольку плавится оно при температуре 1530°С. Чтобы избавиться от шлаков, железо стали обрабатывать тем же способом, что медь и бронзу, то есть ковали его в холодном состоянии. Вероятно, так продолжалось до тех пор, пока кузнец случайно не ударил по неостывшему железу, — и тогда стало ясно, что его следует обрабатывать в раскаленном виде.

Но даже полученное таким способом железо было мягким и не пригодным для изготовления орудий труда. Чтобы придать железу твердость и снабдить его режущей стальной кромкой, приходилось повторно нагревать его с древесным углем и затем несколько раз перековывать. После таких процедур получался уже пригодный для обработки металл, механические свойства которого можно было в значительной степени улучшить, закалив его. Именно так и поступали племена, жившие в горной части Армении. Они долгое время сохраняли монополию на производство железа. Но позже секреты этого процесса стали распространяться, и уже примерно с 1100 года до н. э. орудия труда и оружие из железа появились в Сирии, Палестине, Малой Азии и Греции, проникая оттуда и в другие страны. Изготовление железа в больших масштабах началось после 1000 г. до н. э.

Оцените, пожалуйста, статью, автор старался 🙂 :

oldinvent.ru