December 29th, 2010

Как наступал железный век в Древней Греции. Часть 1.


Гора Тайгет и одноименный горный хребет  возле Спарты были  местом расположения железных шахт спартанцев. В рудах Тайгета нашли примеси марганца, который вообще распространен в Магнезии. Говорят, что именно марганец определял легендарную крепость спартанских мечей.

 

Исследование важнейших, критических для развития цивилизации технологий, дает принципиальные ответы на вопросы, как и почему возникали те или иные цивилизации, как развивались и какие имели  слабости. Останавливаясь на них, можно представить себе, что стимулировало и что сдерживало, к примеру, развитие Древней Греции, а потом и Древнего Рима, какими технологическими возможностями они сумели воспользоваться, и чего им не хватало в их  техническом оснащении.

Ключевой вопрос ранних технологий – развитие производства металлов, влияющих на остальные области. Его исследованию и пониманию способствует статистика археологических находок, применение методов металлографии к исследованию металлических предметов и оценки экономической стороны перехода от бронзы к железу.

 

«Оловянный кризис» и распространение железа.

По удачной формулировке Ю. Андреева  «вся античность – ранний период железного века»[i]. (Впрочем, в этот период войдет и длительный период Средневековья, чуть не до Нового Времени). По В. В. Иванову,  он  в целом характеризовался «низким температурным потенциалом» средиземноморских цивилизаций – греки и римляне так и  не научились плавить железо. То есть, поясняем, они не достигали в  своих плавильных печах температуры плавления железа, равной 1539оС или еще более высокой отметки литья стали 1740оС. Для сравнения, температуры плавления и литья бронзы и меди, древними достигнутые, составляли примерно 950-1100оС  и 1100-1300оС. Это максимальные цифры. По Ланделсу[ii] печи античности давали температуру, немного превышающую 1100 оС  Античная бронза – сплав из 85-88% меди и 12-15% олова, причем  олово понижает температуру плавления – медь плавится при 1083оС, бронза с 15% олова около 960оС, но при этом добавка олова существенно повышает прочность металла.  Для плавления и литья меди и бронзы таких температур достаточно.  

И весь ранний период железного века – это  металлургические печи с температурами, достигнутыми еще в веке бронзовом (рис. 1).

 



Рис. 1  Кузнец и печь, изображение на амфоре, около 530 г. Важные элементы оснащения  - тачка, клещи, молот, пробойник (?). Преемственность - кузнец занимался бронзой и стал осваивать железо. 

 

Итак, «цена вопроса» рывка в развития металлурги  античности  была равна достижению температурных рубежей, на 500-800 оС более высоких, чем существующие, что могло быть достигнуто совсем не простым способом, а именно изобретением печей типа доменных.

Но при том существовали и обходные пути, через менее тугоплавкий чугун, они были использованы китайцами. Как пишут Паттерсон и Лалич[iii], в Китае восстанавливали железную руду в присутствии избытка угля и получали чугун, содержащий большое количество углерода и плавящийся при температурах 1170 оС, уже в 8 в. до н.э. Кроме того, китайцы нашли, что некоторые флюсы и виды угля, содержащие фосфор, также понижают температуру плавления железа. Понятно, что производство железа в Китае получило после этого огромный толчок, как и создание печей, дающих  высокие температуры и позволяющие сделать производство чугуна рутиной.  Но потом надо было избавляться от избыточных углерода и фосфора, которые делали железо более хрупким.

Здесь мы обнаруживаем развилку истории: китайцы почему-то не побоялись трудностей дальнейшей переработки чугуна. Европейцы долго мучались с кричным железом. Зато сирийцы научились изготовлять дамасскую сталь  - причем начинали с высокоуглеродной стали, содержащей и фософр, и многократной перековкой избавлялись от избыточных примесей.

 

Collapse )

Как наступал железный век в Древней Греции. Часть 2.

 

Железо и первая сталь.

Железо, как мы уже упоминали,  долгое время производили в результате процесса восстановления железной руды углеродом. Полученные куски железа – крицы - ковали. При ковке удалялись остатки шлака.

 

 

 

  Рис. 8. Кусок железа из древней металлургической печи, найденной  при раскопках в Priniatikos Pyrgos – минойское поселение, Кипр.

 

Для изготовления простого инструмента сплошь и рядом достаточно и  железа низкого качества (рис 8). Скажем, молотков (рис. 9). Но, конечно, на таком железе процесс развития не остановился.

 


 

Рис. 9 Железный молоток, найденный в Лаврионских рудниках. Грубое изделие, но, наверное, вполне эффективное. Железный гвоздь из Наукратиса, греческой колонии в Египте. Длина 5,9 см.

И  Гефест - кузнец богов-олимпийцев - с молотом и клещами. Скифнос.  Attributed to the Kleophon Painter Около 430 - 420 гг. До н.э.  Toledo Museum of Art, Toledo,Ohio, USA  Catalogue Number: Toledo 1982.88 Тут инструмент как будто сделан более основательно, но и он не требовал стали.
 

В последнее время часто обсуждается вопрос, а использовали ли древние греки сталь?

Collapse )

Метафоры человеческой цивилизации.

 После  погодных аномалий, цунами,  землетрясений они как-то понятнее будут?
Но мы видим аномалии, которые происходят, в основном, хотя бы раз в 50 лет. А бывают побольше, редкие, которые могут удивить куда больше.