|
>>Еще раз - для получения стали плавить железо необязательно, и многие века сталь получали, не умея плавить железо.
>Представьте доказательства.
Колчин Б.А., Черная металлургия и металлообработка в Древней Руси. Глава 3, "Сталь":
В металлургии сыродутного производства железа и его сплавов известны четыре способа получения стали:
1) получение стали непосредственно из сыродутной печи;
2) получение сварочной стали (уклада) из железа в кузнечном горне;
3) получение из железа цементованное (томленой) стали;
4) получение тигельной стали; так как древняя Русь тигельную сталь не применяла, мы этот способ исключаем.
Разберем суть каждого способа в отдельности. О получении стали непосредственно в сыродутной печи мы имеем несколько этнографических сведений. Одно из наиболее подробных - - описание крупным английским металлургом XIX в. Д. Перси производства стали в каталонских горнах. Условиями, благоприятствующими образованию науглероженного железа, являются;
1. Избыток угля в горне, способствующий науглероживанию железа. 2. Медленное и постепенное продвижение восстановленного железа (в виде зерен или уже слипшихся кусков) к соплу. Это позволяет железу находиться в тесном соприкосновении с раскаленным углем, а следовательно, науглероживаться и предохранять уже науглероженное железо от действия свободного кислорода вдуваемого воздуха. Кислород уже успевает перейти в окись углерода. 3. Частое выпускание шлака, предохраняющее науглероженное железо от соприкосновения с ним. Шлак на железо действует обезуглероживающе. 4. Замедленность течения процесса (т. е. медленное образование крицы), обусловливающее и продолжительность соприкосновения восстановленного железа с раскаленным углем. 5. Слабое дутье, особенно в конце операции, снижающее температуру и замедляющее процесс. 6. Применение плотного угля, желательно дубового.
Практически эти условия сводятся:
1. К наибольшей пропорции угля в шихте по сравнению с рудой, возможно до 10— 15-кратного отношения. Применению плотного угля. 2. К замедлению процесса путем слабого дутья и особенно его ослабление к концу плавки. 3. К частному выпусканию шлаков.
Другой способ получения стали — изготовление сварочной стали (уклада) подробно описан русским металлургом Фуллоном. ...Суть технологии производства сварочной стали, описанной А. Фуллоном, заключается в следующем. В обычный кузнечный горн кладут железную крицу, засыпают ее древесным углем и начинают нагрев. При температуре выше 900° углерод начинает диффундировать в железо. В определенный момент кузнец вынимает из горна крицу и охлаждает ее в воде или снегу. Сталистая поверхность крицы при быстром охлаждении получает закалку, а вместе с тем и хрупкость. При ударах молотом или другим инструментом хрупкая сталистая корка отлетает от крицы. Подобную операцию проделывают до тех пор, пока вся крица не превратится в стальные пластины. Затем их обычным способом сваривают между собой.
Цементация, т. е. науглероживание поверхности или всей массы железного предмета, в древней Руси была хорошо известна. В этом мы убедились при металлографическом исследовании готовой продукции древнерусских кузнецов (см. ниже). Средневековые письменные памятники и этнографические материалы упоминают следующие приемы цементации.
1. В огнеупорный сосуд (муфель), сделанный из глины или кирпичных плиток, насыпали немного карбюризатора — это обычно был мелко истолченный древесный уголь (чаще березовый) с какими-либо добавками (ремесленная техника их знала множество, например, рога и копыта животных, кожа и т. п.). Затем в сосуд клали полосы железа, а иногда и уже выкованные железные изделия и засыпали доверху тем же карбюризатором. Сосуд закрывали, стараясь закупорить герметически, и ставили в кузнечный горн или специально для этого сделанную печь и разводили огонь. При высокой температуре, когда муфель и железо накаливались (железо должно быть нагрето до температуры не ниже 900°), углерод карбюризатора диффундировал в металл. Процесс такой цементации длился от нескольких часов до нескольких суток. Подобную технологию уже описывает Агрикола (XVI в.) и позже она широко известна в заводской и кустарной практике производства стали (XVIII—XIX вв.).
2. Железный брусок, а чаще — уже выкованное изделие обматывали или обсыпали органическим веществом (кожа, стружка рогов, копыт и т. д.), заключали в закрытый сосуд или обмазывали кругом глиной и ставили в кузнечный горн. При высокой температуре (не ниже 900°) органическое вещество обугливалось и часть углерода диффундировала в металл. Подобную технологию описывает Теофил (X— XI вв.), ее широко применяли русские кустари в XVIII—XIX вв., например, при производстве напильников.
3. Железную полосу или выделываемый предмет (например, клинок кинжала), накалив до сварочного жара, обсыпали чугунными опилками, опять нагревали и проковывали. Такую операцию над предметом проделывали несколько раз. Подобную технологию описывает Ал-Бируни (XI в.). Известен и такой прием цементации. Железную полосу погружают в расплавленный чугун, продолжительное время выдерживают и затем вынимают. Такую технологию описывает Бирингуччо (XVI в.) Для древней Руси такие приемы цементации, повидимому, исключались, так как ни письменные, ни археологические материалы пока не говорят о знакомстве древнерусских кузнецов с чугуном даже в виде отходов производства.
Технология цементации железа в древней Руси протекала вероятнее всего по первому способу, как наиболее простому и эффективному. ... Микроструктурный анализ металла древнерусских изделий обнаружил два вида структур стали. Первая структура — это сталь с однородным, равномерно распределенным по всей массе металла углеродом. В подавляющем большинстве она встречена на наварных или вварных стальных полосах всевозможных качественных изделий. Вторая структура — это неоднородная сталь с ферритнымн полями и разными концентрациями углерода (сырцовая сталь — уклад). Она встречена на цельностальных изделиях, например таких, как копья, топоры и т. п.
Таким образом, мы видим, что в древней Руси, вероятно, существовали все три описанные нами способа производства стали. В сыродутной печи и в кузнечном горне могли изготовлять сырцовую сталь (уклад), которая шла на цельностальные изделия и в дальнейшую переработку па лучшие сорта стали путем многократной кузнечной перековки пли дополнительной цементации с продолжительным выдерживанием (томлением) в муфеле. Лучшие сорта стали, идущие на наварные или вварные лезвия, изготовлялись путем цементации железа или сырцовой стали. ... В подавляющей массе древнерусская сталь по углероду была доэвтектоидного состава, т. е. до 0.9%. Заэвтектоидная сталь, т.е. по углероду выше 0.9%, нами встречена только 8 раз и, вероятно, являлась по преимуществу продуктом вторичного происхождения, т. е. цементацией эвтектоидной и доэвтектоидной стали на самом изделии. Наиболее распространенной была среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода в 0,5—0,7%.
Нередко встречалась сталь с содержанием углерода в 0,2—0,3%, но применялась она преимущественно на цельностальных изделиях. На наварные лезвия шла среднеуглеродистая и высокоуглеродистая сталь.
|