Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Общая характеристика Раннего железного века.

Этот термин был введен Гесиодом в VII - VIII вв. до н.э. Условно этот пери­од делится на две части: ранний железный век: II - середина I тысячелетия до н.э. и поздний железный век (средневековье) со 2-й половины 1 тысячелетия н.э. (с определенными хронологическими вариациями для разных регионов). Верхней границы железный век не имеет.

В эпосах народов железный век, в целом, характеризуется отрицательно, но есть железо "доброе", которое работает, и "злое", которое убивает (у фшшо-угров). Почти у всех народов названия железа, неба или звезд совпадают, т.к. происхож­дение железа связывали с небом, а не с землей, т.е. поначалу использовали метео­ритное железо, несколько тысяч тонн которого ежегодно падает на землю. Но в этом железе много кобапьта и никеля, поэтому оно очень тугоплавко (поэтому возможна только холодная его ковка). Куски этого железа обнаружены в погребе­ниях Египта до династического периода (IV - III тысячелетия до н.э.),

Железный век начинается тогда, когда появляется выплавка железа из руды. Впервые это произошло в Хеттском государстве и государстве Митанни (XV в. до н.э.). Массовое вытеснение бронзы на Ближнем Востоке происходит в IX -VIII вв. до н.э. после изобретения закаливания и цементации. Источник железа в лесной зоне Евразии - болотные руды. Их обрабатывают в печах (варницы или домницы), восстанавливая железо из окисей. Железо "варили" при темпе­ратуре 1539°С, вдувая при помощи мехов сырой воздух. Руда в печь загружалась вперемешку с углём. Железо появлялось в виде "теста", стекало вниз, образуя^ч'блины" - крицы. Чтобы извлечь крицу, наземная часть варницы разбиралась, а затем сооружалась заново. В крицах было до 40% шлаков, поэтому их несколь­ко раз проковывали, придавали форму; вес крицы составлял от нескольких сот грамм до нескольких килограммов. Такой способ получения железа называется сыродутным.

Люди, занимающиеся выплавкой железа, либо почитались своим народом, либо становились отверженными (Индия). Мастерские находились отдельно от поселков из-за непонятности и мистической "опасности" для окружающих само­го металлургического процесса, а также в целях пожарной безопасности. Некото­рые народы (на Крайнем Севере, на всей территории Америки) железа не знали.

Употребление термина "железный век" имеет долгую предысторию, как и вся схема деления исторического процесса на макроэпохи по названиям преобладающих cырьевых материалов. Впервые идея существования эпохи железа в человеческой истории была четко сформулирована в конце VIII — начале VII в. до н.э. Гесиодом[1]. Согласно его периодизации исторического процесса, основанной на сопряжении культурно-технологических и философско-этических факторов при главенстве последних, современный древнегреческому поэту железный век оказывается последней и наихудшей стадией человеческой истории, на которой людям нет "передышки ни ночью, ни днем от труда и от горя" и «лишь одни жесточайшие, тяжкие беды людям останутся в жизни»

Как видим, в отношении к оценке эпохи железа особенно сильна была взаимосвязь культурно-технологического аспекта с философско-этическим, в частности, эсхатологическим, т.е. железный век мыслился как своего рода преддверие конца света. Это вполне закономерно, ибо первичные концепции исторической периодизации окончательно оформились и запечатлелись в письменных источниках именно в начале реального железного века. Следовательно, для первых авторов, создававших периодизацию истории, культурно-технологические эпохи, предшествующие железному веку (будь то мифические, как век золота и век героев, или реальные, как век меди) были давним или недавним прошлым, тогда как сам железный век - современностью, недостатки которой всегда видны яснее и более ощутимы. Поэтому начавшаяся эпоха железа воспринималась как некий кризисный рубеж в человеческой истории. Кроме того, железо, победившее бронзу прежде всего в оружейном деле, неизбежно стало для свидетелей этого процесса символом разрушительного оружия и, шире, насилия.

Однако еще соотечественник Овидия Лукреций в 1-ой половине I в. до н.э. обосновал в поэме "О природе вещей" качественно новую, исключительно производственно-технологическую характеристику исторических эпох, и в том числе эпохи железа, которая в дальнейшем и легла в основу первой собственно научной концепции К.Ю. Томсена и Й.Я. Ворсо. Вслед за этим возникла проблема хронологических рамок эпохи железа и ее внутреннего деления, о чем в XIX в. велись долгие дискуссии. Окончательную точку в этом споре поставил основатель типологического метода О. Монтелиус. Он отметил, что единую абсолютную дату смены эпохи бронзы эпохой железа на всей территории ойкумены нельзя указать; отсчет начала железного века для каждого региона следует вести с момента преобладания железа и его производных (в первую очередь стали) над другими материалами в качестве сырья для оружия и орудий труда.

Наступлению железного века предшествует длительный подготовительный период, относящийся к предшествующим технологическим эпохам.

Еще в энеолите и бронзовом веке люди иногда использовали железо для производства некоторых украшений и простейших орудий труда. Однако первоначально это было метеоритное железо, т.е. самородное, постоянно поступающее из космоса. К выработке железа из руд человечество пришло значительно позднее.

Изделия из метеоритного железа отличаются от изделий из железа металлургического (т.е. полученного из руд) в первую очередь тем, что в составе метеоритных вещей отсутствуют какие-либо шлаковые включения, тогда как в составе металлургических такие включения, хотя бы в малых долях, неизбежно присутствуют как следствие операции восстановления железа из руд. Кроме того, метеоритное железо обычно отличается от металлургического гораздо более высоким содержанием никеля, чем обуславливается и его значительно большая твердость.

Значительно большее количество метеоритных изделий (в основном ритуально-церемониального назначения) относится к периоду бронзового века.

Очевидно, предшествующий опыт использования метеоритного железа никак не повлиял на открытие эффекта получения железа из руд. Между тем именно последнее открытие, т.е. действительное зарождение черной металлургии, имевшее место еще в бронзовом веке, предопределило смену технологических эпох, хотя и не означало немедленного окончания бронзового века и перехода к эпохе железа.

Можно выделить две важнейших стадии освоения рудного железа.

1-ая стадия — это открытие и совершенствование способа восстановления железа из руд — так называемого сыродутного процесса.

2-ая стадия - это открытие способов преднамеренного получения стали (технология цементации), а впоследствии способов ее термообработки с целью увеличения твердости и прочности изделий.

Сыродутный процесс осуществлялся в специальных печах, куда загружались железная руда и древесный уголь, разжигавшийся при подаче ненагретого, «сырого» воздуха (отсюда название процесса). Сам уголь мог быть получен путем предварительного сжигания дров, сложенных пирамидами и покрытых дерном. Сначала разжигали уголь, насыпанный на дно горна или печи, затем сверху загружали попеременно слои руды и того же угля. В результате горения угля выделялся газ - окись углерода, которая, проходя через толщу руды, восстанавливала окислы железа. Сыродутный процесс, как правило, не обеспечивал достижения температуры плавления железа (1528-1535 градусов по Цельсию), а доходил максимально до 1200 градусов, что было вполне достаточно для восстановления железа из руд. Это была своего рода "варка" железа.

Из горновой крицы, которую в раскаленном виде извлекали из печи, можно было изготавливать изделия только после предварительного удаления этой шлаковой примеси и устранения пористости. Поэтому непосредственным продолжением сыродутного процесса была горячая ковка горновой крицы, состоявшая в ее периодическом нагревании до «ярко-белого каления» (1400-1450 градусов) и в проковывании. В результате получалась более плотная масса металла, — собственно крица, из которой посредством дальнейшего проковывания создавались полуфабрикаты и заготовки соответствующих кузнечных изделий. Еще до переработки в полуфабрикат крица могла становиться единицей обмена, для чего ей придавали стандартный размер, массу и удобную для складирования и транспортирования форму — лепешковидную, веретеноообразную, бипирамидальную, полосчатую. В тех же целях самим полуфабрикатам могли придавать форму орудий труда и предметов вооружения.

Как полагают исследователи, открытие сыродутного процесса могло произойти в результате того, что при выплавке меди или свинца из руд в плавильную печь, помимо медной руды и древесного угля загружались (в качестве флюсов) железосодержащие породы, в первую очередь гематит. В связи с этим уже в результате медеплавильного процесса могли случайно появляться первые частицы железа, и не исключено, что соответствующие печи могли послужили прототипом сыродутных.

Находки наиболее ранних сыродутных печей связаны с территориями Малой Азии и Восточного Средиземноморья. Не случайно именно из этих регионов происходят и древнейшие изделия из рудного железа. Это лезвие кинжала из Телль-Ашмара (2800 г. до н.э.) и кинжал с обложенной золотом рукоятью из вышеупомянутой гробницы могильника Аладжа-Хейюк (2400-2100 гг. до н.э.), железный клинок которого, долгое время считавшийся метеоритным, будучи недавно подвергнут спектрографическому анализу, обнаружил крайне низкое содержание никеля, что говорит в пользу его рудной или смешанной природы (сочетание метеоритного и рудного сырья).

На территории бывшего СССР опыты по выработке кричного железа интенсивнее всего протекали в Закавказье и на юге Восточной Европы, в результате чего до нас дошли такие ранние железные изделия на рудной основе, как нож первой четв. II тыс. до н.э. из погребения катакомбной культуры у с. Герасимовка (Белгородская обл.), нож и шило третьей четв. II тыс. до н.э. из поселений срубной культуры Любовка (Харьковская обл.) и Ташлык (Николаевская обл.).

Сыродутный процесс постоянно совершенствовался: увеличивались объемы печей, интенсифицировалось дутье и т.д. Однако предметы из кричного железа были недостаточно твердыми до тех пор, пока не был открыт способ получения стали (цементация) и увеличения твердости и прочности соответствующих изделий путем термической обработки.

Первоначально была освоена цементация — намеренное науглероживание железа. Как таковое науглероживание, но случайное, непреднамеренное, приводившее к появлению так называемой сырцовой стали, могло происходить и ранее в ходе сыродутного процесса. Но затем этот процесс стал регулируемым и осуществлялся отдельно от сыродутного. На первых порах цементация осуществлялась посредством многочасового нагревания в древесном или костном угле железного изделия или заготовки до «красного каления» (750-900 градусов); затем стали использовать другие органические вещества, содержащие углерод. При этом глубина науглероживания была прямо пропорциональна высоте температуры и длительности нагревания железа. С увеличением содержания углерода возрастала твердость металла.

На увеличение твердости был также направлен прием закаливания, состоявший в охлаждении нагретой до «красного каления» стальной вещи в воде, в снегу, в оливковом масле или в какой-либо другой жидкости, в результате чего резко возрастала твердость вещи.

Скорее всего, как и науглероживание, процесс закалки был открыт случайно, и его физическая сущность, естественно, оставалась загадкой для кузнецов, отчего мы часто сталкиваемся в письменных источниках с весьма фантастическими объяснениями причин усиления твердости железных изделий при закаливании.

Однако закаленной стали была присуща определенная хрупкость. В связи с этим древние мастера, стремясь увеличить прочность стального изделия, совершенствовали термическую обработку; в ряде случаев они применяли такую операцию, как отпуск — т.е. нагревание изделия только до нижнего порога «красного каления», при котором происходит трансформация структуры — до температуры, не превышающей 727 градусов.

В целом освоение операций цементации и термической обработки - длительный и очень сложный процесс. Большинство исследователей полагают, что районом, где раньше всего произошло открытие этих операций (как и самого сыродутного процесса), и где их совершенствование шло быстрее всего, была Малая Азия, и прежде всего район проживания хеттов и связанных с ними племен, в особенности горы Антитавра, где уже в последней четверти II тыс. до н.э. делали качественные стальные изделия.

Именно совершенствование технологии обработки кричного железа и производство стали окончательно решили проблему конкуренции между железом и бронзой. Наряду с этим, в смене бронзового века железным существенную роль сыграла широкая распространенность и сравнительная легкость разработки железных руд.

Кроме того, для определенных районов ойкумены, лишенных залежей руд цветных металлов, дополнительным фактором развития черной металлургии явилось то, что по разным причинам традиционные связи этих регионов с рудными источниками, обеспечивавшими цветную металлургию, оказались разорванными.

Позиция Монтелиуса нашла подтверждение в последующих археологических разработках, которые показали, что сначала железо использовалось как редкое сырье для украшений (иногда в сочетании с золотом), затем — все чаще для производства орудий труда и оружия, постепенно вытесняя медь и бронзу на второй план. Таким образом, в современной науке показателем наступления железного века в истории каждого конкретного региона является начало использования железа рудной природы и стали для производства основных форм орудий труда и оружия и широкое распространение железной металлургии и кузнечного дела.