Из бронзового в железный век: технология

Археологические данные о появлении изделий из меди неоднородны и неоднозначны и уходят в глубокую древность. Во всяком случае, египтяне уже за 3000 лет до н.э. использовали медные орудия труда и домашнюю утварь.

 

 

 И для этого обладание металлургическими технологиями совсем не обязательно.  Даже в наше время в природе встречается самородная металлическая медь - мягкий металл розового цвета, легко поддающийся холодной ковке.  Иными словами - если с умом бить по такому куску самородной меди камнем, то можно придать ему желаемую форму.  При этом медь от такой обработки не упрочняется, все время остается мягкой и пластичной.

 

 

Медная губка, близкая по свойствам к самородной меди, получается при пережигании малахита с древесным углем. И вот здесь уже начинаются металлургические технологии.  Медную руду - малахит (у нас он есть на юге, это знаменитый эйлатский камень) можно плавить в глиняном сосуде-тигле с разными добавками.

 

Так появились различные бронзы. Самая древняя из них - мышьяковая бронза . Это медь, легированная мышьяком. Мышьяк просто соседствует с медью в руде и поэтому попадает в тигель.  Мышьяковая бронза значительно прочнее самородной меди. Ее можно ковать, придавая ей необходимую форму, и от ковки она упрочняется. Это значит, что можно отлить заготовку бронзового топора с проушиной для деревянной рукояти, а потом лезвие отковать - оттянуть, заострить и упрочнить. Инструмент получается намного лучше и производительнее, чем чисто медный. Но медь - очень дорогой и редкий материал. Поврежденные изделия шли в переплавку. А вот при вторичной плавке мышьяк в значительной степени выгорает и покидает медный сплав. Качество переплавленной мышьяковой бронзы значительно хуже. Кроме того, мышьяк, как известно, чрезвычайно токсичен, особенно в парах, получавшихся при переплавке бронзовых изделий. Здоровье металлургов того времени было, как правило, подорвано работой с мышьяком. Мышьяк, поступающий в организм в малых дозах, приводит к вымыванию кальция и ломкости костей. Древним это было хорошо известно. И нашло свое отражение в греческих мифах. Бог металлургии Гефест был слаб здоровьем и хромал на обе ноги! Да и в европейской мифологии горной добычей и обработкой металлов занимаются гномы - малорослые и горбатые.

 

 

Позже (за 2000 лет до н.э.) настала эпоха оловянных бронз. Механические свойства их не лучше и не хуже мышьяковых, но их можно переплавлять многократно. Бронзовые изделия стали значительно дешевле и доступнее. Но проблема оловянных бронз в том, что месторождения касситерита - оловянной руды - очень редки и далеки. Для производства оловянной бронзы необходимо было организовывать дорогостоящие и невероятно опасные экспедиции. С драгоценной добычей возвращался один корабль из десяти. При увеличении численности населения, общем подъеме металлургического производства,  появлении больших оружейных заказов эти авантюры давали в случае успеха баснословные прибыли. Развитие металлургии древнего мира было немыслимо без развития мореплавания. (статья «Ливанский кедр: финикийцы»)

А вот железо было обнаружено древними в метеоритах, упавших с неба. Оно отличается высокой химической чистотой. Чистое железо - тоже мягкий металл. Оно никак не могло конкурировать с бронзой. Изделия из метеоритного железа известны примерно с 3000 года до н.э. Но производить железо из руды долгое время не умели, поскольку температура плавления железа намного выше, чем бронзы. Для восстановления железа нужны серьезные огнеупорные материалы для печей и тиглей, меха для непрерывного нагнетания воздуха в печь. То есть, требовалось комплексное решение множества технологических проблем. На это ушли века.

Железные орудия, изготовленные из руды, впервые появились у хеттов  на Малоазийском полуострове во втором тысячелетии до н.э. «Народы моря», в число которых входили и филистимляне, смели хеттское царство где-то около 1200 года до нашей эры, а вслед за этим переместились на берега Ханаана. Таким образом, именно филистимляне оказались обладателями секрета производства железных орудий.

 

 

Древние ремесленники продолжали развивать и совершенствовать технологии обработки железа. Они обратили внимание, что при длительном нагреве железных изделий в печи при избытке угля (углерода) прочность их заметно повышается. Железо «впитывает» углерод и упрочняется. Резкое охлаждение закаляет углеродистую сталь. Длительная ковка тоже упрочняет железо. Появился необычайный простор для разнообразных экспериментов и металлургических техник. Филистимляне прорвались в железный век, а окружавшие их народы, в том числе и евреи, оставались еще в бронзовом. Чем и объясняется двухсотлетнее доминирование филистимлян в регионе. 

Продолжение следует.