Железный век


Важнейшим этапом развития истории металлов стал железный век. История металлов началась около 8 тысяч лет назад, когда люди научились изготавливать орудия из меди и бронзы. Несмотря на это, каменные орудия были по прежнему в ходу, так как металлические оставались достаточно дорогими. Тем не менее, прогресс не остановить, и уже около 3 тысяч лет назад было открыто железо, что и стало началом, так называемого, железного века. Самородков железа в природе практически не найти, их фактически нет в чистом виде. Железо встречается, как правило, только в виде окислов. И чтобы эти окислы превратить уже в железо, нужно эту руду плавить при очень высоких температурах. Но расплавить железо весьма сложно, так как температура плавления железа – более 1500 градусов Цельсия. Несмотря на то, что такие температуры были недостижимы для наших предков (подобных печей просто не существовало), способ извлекания железа из руды был-таки найден. Стоит отдать должное нашим предкам за их наблюдательность и неутомимое стремление к совершенству.

Изготовление печи начиналось с выкопанной ямы, стенки которой обмазывались глиной. Далее над этой ямой строился конус с усечённой вершиной. Так же отверстия для подачи воздуха находились в основании этого надземного конуса. Сначала на дно ямы закладывался древесный уголь, затем – смесь измельчённой руды и снова толстый слой угля сверху.

При естественном потоке воздуха, в отверстиях внизу конуса, удавалось достигать температуры 1000 градусов. Но в дальнейшем, при использовании мехов (которые изготавливали из шкур животных) эта цифра возросла до 1200. Воздух искусственно вручную нагнетался с помощью мехов, через сопла, внутрь печи. Повышение температуры позволило извлекать ещё больше чистого железа из руды. В результате такой плавки на дне образовывался ком железа до 10 кг (крица) включающий в себя пустоты с твёрдыми шлаками.

Важнейший вклад в железный век сделала ковка. Полученную крицу обрабатывали кузнецы. Её нагревали, и ударами небольшой кувалды убирался шлак. Очень скоро ковка стала основным способом обработки железа.

Тем не менее, железо без примесей – довольно мягкий металл, не особо пригодный для изготовления орудий. Для улучшения эксплуатационных качеств железа, в него стали добавлять углерод. Так были открыты сталь и чугун. Основная разница между ними заключается в количестве углерода в железе. При содержании углерода более 2,14% получался чугун. Но народные умельцы на этом не остановились, и был изобретён способ термической обработки стали – закалка. Это был ещё один значительный качественный скачок в эпоху железного века. Сталь нагревалась до определённой температуры и охлаждалась в воде. Позже были изобретены и другие виды закалки.