36k
8 лет назад · 6 фото · 6594 просмотров · 23 комментария
История производства железа и стали (6 фото + 3 видео)
Железо превратилось из драгоценного загадочного звёздного металла в оружие и инструменты.
Выплавку железа во 2-м тысячелетии до н. э. в промышленных масштабах освоили хетты, основавшие империю на территории хаттов (современная Турция), переняв у них навыки работы с железом и сделав это государственной тайной. Известно, что хетты дарили фараонам железные кинжалы, что считалось царским подарком, а железные слитки (крицу) фараоны держали как стратегический запас драгметалла.
Во время Троянской войны (примерно 1250 год до н. э.) оружие было в основном из меди и бронзы, но железо уже было хорошо известно как драгоценный металл. Железные изделия получили широкое распространение только после Троянской войны. Раскопки в Афинах показали, что уже около 1100 года до н. э. и позднее уже широко были распространены железные мечи, копья, топоры, и даже железные гвозди. В Китае производство железа развилось к середине I тысячелетия до н. э., в "славной" своими "идеальными" мечами Японии железный век наступил только в VII веке нашей эры (!) В Северной Америке в I тысячелетии до н. э. появилось железо, в Южную сталь принесли конкистадоры.
В древности основным методом его получения был сыродутный процесс: слои железной руды и древесного угля прокаливались в горнах — от древнего «Horn» — рог, труба, первоначально это была просто одноразовая труба, вырытая в земле, обычно горизонтально в склоне оврага. В горне окислы железа восстанавливаются до металла раскалённым углём, который отбирает кислород, окисляясь до окиси углерода, и в результате такого прокаливания руды с углём получалось тестообразное кричное (губчатое) железо. Крицу очищали от шлаков ковкой, выдавливая примеси сильными ударами молота. Полученный брусок железа (в котором всё же оставалось 2—4 % шлака) назывался «кричной болванкой». Долгое время ковка была основным процессом в технологии производства железа, причём, с приданием изделию формы она была связана в последнюю очередь, ковкой получали железо. На изготовление меча поэтому или скорее нужного количества металла, могло уйти несколько месяцев, доспехов того больше – выковать широкие равномерной толщины пластины молотом сложно и долго, поэтому латный доспех дорого стоил.
Гладии, спаты, каролинги, меровинги, отчасти романского типа мечи и конечно японские катаны заложники низкого качества стали, поэтому они были из сварного дамаска, то есть составными - мягкая сердцевина и наварные твёрдые лезвия. Дамаск или дамасская сталь - цель процесса была не получить красивый узор сварных харалугов (так называли сталь на Руси), а добиться выгорания вредных примесей (фосфор, сера, шлак) и равномерного распределения углерода в заготовке.
Основным и немаловажным недостатком дамасской стали является ее низкая коррозионная стойкость, обусловленная большим содержанием углерода в компонентах поковки и практически полным отсутствием легирующих элементов. Узоры на поверхности этого вида дамаска — оптический эффект неравномерного распределения углерода в связи с неоднородностью материала.
В Индии в начале I тысячелетия до нашей эры получали булат (под названием вуц), поскольку имели отличную руду, из неё получались стали с великолепной дендритной решёткой. Аль-Бируни – средневековый персидский ученый отмечал, что подобная сталь хрупка на морозе, поэтому широкого распространения такие клинки в Европе не имели. Поэтому рыцари не покупали их на «вес золота» и они не «резали кольчугу как масло» или газовый платок. Дамаск и булат покрыты мифами о разрубании всадника вместе с доспехами, камней и прочего голливудского мифотворчества, что совершенно не соответствует действительности, это в полной мере относится и к катанам. И булатные и дамасские клинки имеют довольно посредственное качество по сравнению с современной сталью и находятся на уровне качества современных массовых китайских ножей.
Булат и дамаск получают кручением и многократной перековкой различных по свойствам полос стали. В итоге получается упругая и прочная, с "микропилой" на режущей кромке сталь. Качественный дамаск/булат имеет лишь один недостаток - низкая коррозийностойкость. Хранить следует промасленным.
Есть умельцы, которые и из сверла делают отличные по свойствам клинки.
Чукча не читатель? В статье это и написано, что многократная проковка вынужденная мера чтобы удалить шлак, равномерно распределить углерод и чтобы выгорели вредные примеси (сера, фосфор и т.д.)
О дамасской стали автор перегнул только. Суть её в многослойности разных сталей и длительной ковке. То, о чем пишет автор (выжигание примесей), относится скорее к так называемой "рафинированной" стали.
"Выплавку железа во 2-м тысячелетии до н. э. в промышленных масштабах освоили хетты..."
Не "выплавку", а "получение". Первыми тигельную плавку стали освоили индийцы. Условно говоря освоили, металл в тигле расплавлялся не полностью, поэтому литья стали они так и не изобрели.
ну хоть один здравый пост на тему металлургии безо всякой голивудщины.
а способов избавляться от примесей было великое множество . для качественной стали ,например , часто применяли конский навоз , разведенный в воде. эта жижа за несколько месяцев разъедала в крице многие лишние примеси и особенно сульфаты , которые выпадали в осадок. и да , основная проблема была в получении качественной стали , без примесей. отсюда и низкое качество оружия и орудий из стали. любой выкованный меч из рессоры будет читерской вундервафлей по сравнению с любым средневековым клинком.
наверное правильней было бы говорить метал или сталь. железо в чистом виде практически не встречается
Тогда уж и не металл,т.к. ртуть и литий-тоже металлы.)
да , имелась в виду сталь. в те времена железо получали только восстановительным способом. ну или метеоритные самородки.
а железо удалось расплавить только в 19 веке.
а в индии есть железная рукотворная колонна высотой 6 метров и весом 7 тонн. из практически 100% по чистоте железа . колона сделана в 5 веке. вопрос. как ?????????????
тогда они об этом ещё не знали
пришельцы, однако. и, кстати, такой чистоты практически больше нигде нет, разве что в лабораториях
да не только в этом вопрос. отковать такое чудо , даже если оно было бы метеоритом. 7 тонн поковка ? не на каждом современном заводе сегодня есть спецоборудование чтобы нагреть и тем более уже ковать такие массы ...... про вопрос плавки вообще нереально . горна , развивающего температуру до 1600 градусов не было до 19 века. так что вообще странный артефакт.
железо это металл.
а сталь это уже сплав со многими металлическими и неметаллическими включениями.
сталь, это соединение железа с углеродом, в котором процент углерода не превышает 6%, если память не изменяет. если выше, это уже чугуний. все остальное, про что вы говорите, это уже конкретные марки сталей, предназначенные для разных видов продукции и имеющие специфические физико-мехагисеские свойства
да трудно сказать, что было до 19 века, а что не было. объясните, как тогда в 16м веке отлили царь пушку, весом 40 тонн, если не ошибаюсь?
Способ изготовления
Версии о том, что железная колонна в Дели была якобы отлита или откована из одного цельного куска железа, в настоящее время подвергаются сомнениям.
Скорее всего, колонна изготовлена ковкой отдельных криц[5] железа массой до 36 кг. В качестве доказательства приводятся отчетливо видимые следы ударов и линии сварки, а также малое содержание серы (благодаря древесному углю, использованному для плавки руды) и большое количество неметаллических включений, то есть шлака, оставшегося в результате плохой проковки отдельных участков.
Детальному анализу состава и антикоррозийных свойств колонны посвящено исследование Баласубраманяма[6], где приводятся детальные таблицы химического состава надземной и подземной части колонны, колонна почти на 100 % состоит из железа, в ней отсутствует марганец и почти отсутствует никель.
Стойкость колонны против атмосферной коррозии
Основной причиной стойкости колонны из Дели к атмосферной коррозии является явление пассивации металлов на её поверхности имеется образовавшаяся естественным путём плёнка оксида, предотвращающая дальнейшее развитие коррозии. Вторичными причинами являются повышенное содержание в металле колонны примеси фосфора, который, не являясь сам по себе антикоррозийной добавкой, повышает способность поверхности стали к пассивации, и низкая влажность воздуха в Дели. К электрохимической коррозии колонна намного менее устойчива её часть, вкопанная в землю, подверглась значительной коррозии. Аналогичная колонна из Конарака, расположенного поблизости от моря, в значительной степени изъедена коррозией.
Колонна вкопана в землю, и эта её часть покрыта сантиметровым слоем ржавчины, в отдельных местах испещрённым глубокими ямками. Наземная часть покрыта защитным слоем оксидов толщиной от 50 до 500 микрометров. отсутствие ржавчины на колонне в Дели может быть связано с низким уровнем влажности воздуха. В 50-х годах учёные провели исследования в этом направлении и их предположение подтвердилось. материал, из которого сделана колонна в Дели, содержит больше фосфора что способствует лучшей поверхностной пассивации. В результате тщательных исследований было установлено, что толщина слоя оксидов на колонне из Дели соответствует скорости коррозии стали в этом городе[7].
Тем не менее, о колонне сложилось много легенд, касающихся её исключительной стойкости.
Не вопрос. Кузнечной приваркой отдельных криц. На ней даже нашли швы, по которым они приваривались.
Если это были пришельцы, то они круто облажались.
0,5% примесей, включения частиц шлака. У современной стали - не более 0,1% и шлак исключён.
Оно не было метеоритом, в металла нет даже примеси никеля. Зато перебор с фосфором и частицы кричного шлака.
царь пушка из бронзы как бы. бронза плавится даже на дровах с поддувом.
потолок температуы печей до 19 века был 1300 градусов. плавили чугун и высокоуглеродистую сталь. чистое железо научились плавить в мартеновских печах.
видно и их отк брал взятки
То, что было между 16 и 19 веками, задокументировано вдоль и поперёк. Раньше 16 века - да, есть вопросы.
Первая коммерческая плавка стали - 1740 год, Бенджамин Гентсман.
чугуном можно считать уже после 2 % углерода . плавится при 1200. большинство марок стали плавятся при 1400-1500 градусах. железо 1538 градусов