Книга: Давно ли люди гибнут за металл и как именно закалялась сталь

На Ближнем Востоке, на территории Анатолии в начале VII тысячелетия до н.э. уже использовалась металлургическая медь. В горизонтах этого многослойного поселения, датированных 6400 - 5700 гг. до н.э., были найдены различные мелкие металлические украшения: медные, бусины, трубочки, колечки, а также бусины и привески из свинца. В развалинах же одного жилища, в горизонте, датированном 5900 - 5800 гг. до н.э., обнаружен шлак от плавки медной руды.

В связи с вопросами производства меди в конце V тысячелетия до н.э. значительный интерес представляет памятник Тали-Иблис на территории. Ирана, расположенный вблизи Машиза в центральной части Керманской горной цепи. Несколько южнее от него, около Бафта, находится месторождение медных руд, в котором обнаружены остатки древних рудных разработок в виде открытых ям, где добывали малахит и азурит.

В горизонте этого поселения, датированном по радиоуглероду 4091+/-74 гг. до н.э., было найдено небольшое число медных изделий и множество фрагментов тиглей с окисленными остатками застывшей плавленой меди. По-видимому, в Тали-Иблисе производилась пирометаллургическая выплавка меди, а самородную медь, возможно, там не плавили. Судя по большому количеству фрагментов тиглей, предполагается, что в конце V тысячелетия до н.э. в Тали-Иблисе выплавляли медь в количестве, превышающем местное потребление; излишек ее переправляли в Южную Месопотамию.

Одним из древнейших памятников ранней металлургии являются также находки в районе Тепе-Сиалк, близ г. Кашана, где в слоях, датированных в пределах 5100 - 4900 гг. до н.э., обнаружены шила, наконечник стрелы, медная булавка и другие металлические изделия небольшой величины. Включения закиси меди, найденные в микрошлифе одной из булавок, свидетельствуют о том, что металл был либо литым, либо булавка была откована вгорячую.

В Египте наиболее ранние из обнаруженных на сегодняшний день предметов из меди, относятся ко времени Бадарийского периода, т.е. к IV тысячелетию до н.э., хотя вблизи Каира был найден кусок медной руды, который, по всем данным, был обработан даже в V тысячелетии до н.э. и относится к меднорудному месторождению на Синайском полуострове. В погребениях бадарийского времени были найдены несколько бусин из свернутой узкой медной полоски и иглы для закрепления погребальных ковриков.

Медные изделия бадарийского времени в Египте изготовлены, по-видимому, не из самородной меди, а из меди, полученной восстановительной плавкой малахита. О применении же минерала малахита в Египте еще до начала использования самородного металла свидетельствуют обнаруженные там древнейшие малахитовые изделия. Кроме того, древнее население Египта использовало косметическую малахитовую пасту как краску для век; малахитом же окрашивали стены жилищ.

Изучение древних металлических предметов, найденных в других местах Древнего мира, показало, что они вообще по возрасту "моложе" памятники, в которых они обнаружены, не старше 6000 лет до н.э. В них также найдены изделия из меди. Например, в Телль Эс-Саван, в Северном Ираке (вблизи Багдада), в горизонтах, датированных 5600 - 5400 гг. до п. э., обнаружены бусы и небольшой нож из меди. А в Саммара, возраст которого 5000 лет до н.э., кроме медных бус, обнаружено также железное долото.

Бронза.

Бронза - обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка и никеля. Название "бронза" происходит от итал. bronzo которое, в свою очередь, либо произошло от персидского слова "berenj", означающего "латунь", либо от названия города Бриндизи, из которого этот материал доставлялся в Рим.

В зависимости от легирования бронзы называют оловянными, алюминиевыми, кремневыми, бериллиевыми и т.д. Все бронзы принято делить на оловянные и безоловянные. Плотность бронзы в зависимости от марки составляет 7,5 - 8,8; температура плавления 930 - 1140°С.

Оловянные бронзы.

Наиболее раннее применение нашли оловянные бронзы. Олово на механические свойства меди влияет аналогично цинку: повышает прочность и пластичность. Сплавы меди с оловом обладают высокой антикоррозионной стойкостью и хорошими антифрикционными свойствами.

Оловянная бронза хорошо обрабатывается давлением и резанием. Она имеет очень малую усадку при литье: менее 1%, тогда как усадка латуней и чугуна составляет около 1,5%, а стали - более 2%. Поэтому, несмотря на склонность к ликвации и сравнительно невысокую текучесть, бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литье. Оловянные бронзы знали и широко использовали в древности. Большинство античных изделий из бронзы содержат 75 - 90% меди и 25 - 10% олова, что делает их внешне похожими на золотые, однако они более тугоплавкие. Они не утратили своего значения и в настоящее время.

Оловянная бронза - непревзойденный литейный сплав. Оловянные бронзы легируют цинком, никелем и фосфором. Цинка добавляют до 10%, в этом количестве он почти не изменяет свойств бронз, но делает их дешевле. Оловянная бронза с добавлением цинка называется "адмиралтейской бронзой" и обладает повышенной короззионной стойкостью в морской воде. В старину из нее делались, например, астролябии и другие штурманские инструменты для мореплавания.

Безоловянные бронзы.

В силу высокой стоимости олова были найдены заменители оловянной бронзы. Они содержат олово в меньшем количестве по сравнению с ранее применявшимися бронзами или не содержат его совсем. В настоящее время существует ряд марок бронз, не содержащих олова. Это двойные или чаще многокомпонентные сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кремнием. Величина усадки при кристаллизации у всех этих бронз более высокая, чем у оловянных.

По некоторым свойствам безоловянные бронзы превосходят оловянные. Алюминиевые, кремниевые и особенно бериллиевые бронзы - по механическим свойствам, алюминиевые - по коррозионной стойкости, кремнецинковые - по текучести. Кроме того, прочность алюминиевой и бериллиевой бронзы может быть увеличена при помощи термической обработки.

Также необходимо упомянуть сплавы меди и фосфора. Они не могут служить машиностроительным материалом, поэтому их нельзя отнести к бронзам. Однако они являются товаром на мировом рынке и предназначаются в качестве лигатуры при изготовлении многих марок фосфористых бронз, а также и для раскисления сплавов на медной основе.

История меди и бронзы.

Начало веку меди положило освоение людьми техники горячей ковки и литья. Печи и керамические формы для отливки дали возможность взяться за опыты с медью уже всерьез.

Согласно общепринятому мнению, произошло это на Ближнем Востоке примерно в IV тысячелетии до н. э, в Европе и Китае во II - III тысячелетии до н. э, а в Перу только в начале I тысячелетия до н.э.

Литье в высшей степени упрощало процесс изготовления орудия, когда была открыта возможность получения металлов из руды. Одновременно, было установлено, что, если в тигль, где плавится медь, подбросить немного олова, качество полученного материала решительно улучшится.

В начале II тысячелетия до н.э. уже повсеместно появляются изделия из бронзы. Приблизительно в эту же пору появились и первые железные изделия.

Из бронзы делали даже прямые длинные мечи. Причем, в Китае, где бронза стоила дешево, изготовление оружия из нее продолжалось даже во II веке нашей эры, - то есть уже в эпоху широкого распространения железных орудий. Бронзовый меч тогда, в принципе, получался легче и острее железного, хотя из-за меньшей, чем у стали, твердости рубящей кромки не годился для рубки железных доспехов и фехтования против железного меча. Это лишний раз доказывает нам, что, зачастую в вопросе о первостепенности цены и качества, первое играет более важную роль.

И позже бронза сохраняла некоторое значение, так как превосходила железо в технологичности, - если форму железному изделию можно было придавать только ковкой (поэтому даже старинные гвозди имели квадратное сечение), то бронзовые орудия можно было отливать, что существенно облегчало процесс их производства.

Вероятно, идея о том, что человечество, на протяжении всей своей истории долго и упорно мучалось, решая проблему, что же, в конце концов, выбрать: бронзу или железо, по меньшей мере, надумана, так как, здесь наблюдается тенденция, скорее, к чисто прагматическому подходу.

Основных определяющих факторов было три: наличие близко расположенного и максимально доступного сырья, скорость и простота изготовления необходимого предмета; а так же вопрос о том, нужно ли придавать конкретному изделию прочность и долговечность или оно должно быть временным, возможно, многофункциональным и пригодным к последующей переработке.

Изделие сложной формы, например, шлем, проще было именно отлить, чем выковать. Что же касалось прочности, то бронза однозначно была тверже железа и не такой хрупкой как сталь. Бронзовые доспехи, в том числе цельнолитые кирасы, вплоть до начала нашей эры употреблялись в Риме, шлемы же в Европе и в XIX веке делали из бронзы по преимуществу.

Дополнительным достоинством бронзы было ее удобство при массовом производстве. Так китайцы, например, уже в первом тысячелетии новой эры отливали из бронзы детали к арбалетным замкам, наконечники и ушки для арбалетных болтов и многое другое. Бронзовый наконечник, конечно, не обладал пробивной способностью железного, но каждый из железных надо было выковывать и закаливать персонально, а бронзовые отливались в специальным станке по 100 - 200 штук разом, причем обладали качеством для железных изделий в ту пору почти недостижимым - стандартностью.

Таким образом, мы видим, что по количеству найденных артефактов из железа и бронзы в каждом конкретном раскопе, совершенно неправильно делать вывод о том: могли ли жители этой местности и этого времени обрабатывать тот или иной металл или нет. Следовательно, это уже - аргумент против деления исторического периода на эпохи, по приоритету в металлах.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42