1.1. Termenul "epoca fierului". Principalele etape ale dezvoltării fierului
Vârsta de fier sau epoca fierului este a treia dintre macro-epocile tehnologice din istoria omenirii (după epoca de piatră și epoca eneoliticului și a epocii bronzului). Termenul "epoca timpurie a fierului" este folosit pentru a desemna prima etapă a erei fierului, datată aproximativ în limita mileniului II-I î.Hr. - prima jumătate a mileniului 1 d.Hr. (cu anumite variații cronologice pentru diferite regiuni).
Utilizarea termenului "epoca fierului" are o preistorică lungă, precum și întreaga schemă de împărțire a procesului istoric în macro-epoci cu numele materiilor prime predominante. Pentru prima dată, ideea existenței unei epoci de fier în istoria omenirii a fost formulată în mod clar la sfârșitul secolului VIII-începutul secolului al VII-lea. BC Hesiod 1. Conform periodizare sale procesului istoric, bazat pe asocierea factorilor culturali și tehnologice, filozofice și etice în primatul trecutului, poetul grec modern, epoca fierului, este ultima și cea mai rea etapă a istoriei umane, în care oamenii nu au „răgaz, noapte sau zi de muncă și din suferință "și" numai o nenorocire gravă și gravă va rămâne în viața oamenilor "(Proceedings and Days, vers. 175-201, de Veresayev). Ovidiu la începutul secolului I. BC imperfecțiunea etică a erei fierului este și mai accentuată. Aceasta schema istorico-filozofică (care, spre deosebire de periodizare hesiodice se referă pe deplin trecutul mitologic), poet roman de fier numește „cel mai rău minereu“, în care epoca de „rușine a scăpat, și adevărat și fidelitate; și în locul lor au apărut imediat înșelăciuni, înșelăciuni; machinări, violență și setea blestemată de profit. " degenerare morală a oamenilor pedepsit Flood, distrugând toate cu excepția Deucalion și Pyrrha, care reînvie umanitatea ( "Metamorfoze", Ch.I, versetele 127-150, 163-415, trad. S. Shervinsky).
Astfel, în antichitate, termenul "epoca fierului" a fost inițial însoțit de o interpretare eshatologică-tragică, iar această tradiție antică a continuat în cea mai recentă ficțiune.
Cu toate acestea, un alt compatriot Ovid Lucretius în prima jumătate a secolului I. BC El a susținut în poemul "Despre natura lucrurilor" o caracteristică calitativ nouă, exclusiv industrială și tehnologică a epocii istorice, inclusiv epoca fierului, care a devenit ulterior baza primului concept cu adevărat științific al lui K.Yu. Thomsen și J. Ya. Stofe. Aceasta a fost urmată de problema cadrului cronologic al epocii fierului și diviziunea sa internă, discutată în secolul al XIX-lea. au avut loc discuții lungi. Punctul final al acestei dispute a fost pus de fondatorul metodei tipologice, O. Montelius. El a menționat că nu poate fi indicată singura dată absolută de înlocuire a epocii bronzului cu epoca fierului pe întreg teritoriul oecumenului; Numărarea începutului epoca fierului pentru fiecare regiune ar trebui menținută din momentul în care fierul și derivații săi predomină (în principal oțelul) asupra altor materiale ca materie primă pentru arme și unelte.
Poziția Montelius a fost confirmată în dezvoltările arheologice ulterioare, care a arătat că primul fier a fost folosit ca o marfă rară pentru bijuterii (uneori în combinație cu aur), și apoi - tot mai des pentru producerea de unelte și arme, înlocuind treptat cupru și bronz de la marginea drumului. Astfel, în secolul al științei moderne pokazatelemnastupleniyazheleznogo în istoria fiecărei regiuni este începutul utilizării de minereu de fier și oțel natura pentru producerea principalelor forme de unelte și arme și metalurgia fierului pe scară largă și de fierărie.
Progresul epoca fierului este precedat de o perioadă lungă de pregătire, referindu-se la epocile tehnologice anterioare.
Chiar și în epoca eneolitică și bronz, oamenii foloseau uneori fier pentru a produce niște ornamente și instrumente simple. Cu toate acestea, inițial a fost fierul meteorit, adică nativ, venind în mod constant din spațiul cosmic. Producția de fier din minereuri a venit mult mai târziu.
Teoretic, a fost posibil să se utilizeze fierul nativ terestru - așa-numitul teluric (aspectul său, în principal în rocile bazaltice, se explică prin interacțiunea oxizilor de fier cu mineralele organice). Totuși, apare doar în granule și vene mici (cu excepția Groenlandei, unde sunt cunoscute grupuri mari), astfel încât practic utilizarea fierului teluric în antichitate a fost imposibilă.
Un număr mult mai mare de obiecte meteoritice (în special ritual-ceremonial) se referă la epoca bronzului. În special, acest margele vechi egiptean a IV-a. III mii î.Hr. de la Hertz și Medumi (sau de decontare și la sol îngropare perioada de pre-dinastice), precum și cunoscute lucruri din mormântul lui Tutankhamon (circa 1375 î.Hr.), printre care: un pumnal cu lama de fier și mâner de aur, fier „Ochiul lui Horus“ atașat la o brățară de aur amuletă sub forma unui stand pentru cap și 16-magice subțire instrumente chirurgicale de fier (Lanțete, lame, dălți), introduse în baza de lemn. Printre cele mai timpurii elementele de meteorit sunt, de asemenea, lucruri din Mesopotamia și Asia Mică: cu un mâner de pumnal acoperit cu aur din cimitirul regal din Ur (Meskalamdug mormânt datând de la mijlocul mileniului III î.Hr ..); o mace din Troia I (2600-2400 î.Hr.); pini cu cap de aur, suspensie și alte articole de îngropare Alagja Heyyuk (2400-2100 BC.); mânerul pumnalului produs în ser. II mileniu î.Hr. în Asia Mică și adus în zona Slovaciei actuale (Ganowce). În ceea ce este acum Rusia și fosta URSS, primul tselnozheleznye meteorit și bimetalice (bronz și fier), unelte si decoratiuni apar mai ales în Europa de Sud-Est și munții Sayano-Altai. Ea datează de la sfârșitul mileniului IV - III î.Hr. Cuțite, adezive, inele, clipuri etc. metalurgiști pit fabricate (vezi. Secțiunea II, capitolul 4) și culturi Afanasyevskaya de fier meteoric prin forjare la cald și la rece.
Fig. Cele mai vechi produse din fier, datând din mileniul III-II î.Hr.
Evident, experiența anterioară de utilizare a fierului meteoric nu a afectat descoperirea efectului de a obține fier din minereuri. Între timp, este ultima descoperire, și anume nașterea reală a metalurgiei feroase, care a avut loc în epoca bronzului, a determinat schimbarea epocilor tehnologice, deși nu a însemnat sfârșitul imediat al epocii bronzului și tranziția la epoca fierului.
Se pot distinge două etape importante ale dezvoltării fierului de minereu.
Prima etapă este descoperirea îmbunătățirii metodei de reducere a fierului din minereuri - așa-numitul proces de fabricare a brânzeturilor.
A doua etapă este descoperirea căilor de producere deliberată a oțelului (tehnologia de cimentare), iar mai târziu metodele de tratament termic pentru a spori duritatea și rezistența produselor.
Procesul brut a fost realizat în cuptoare speciale, în care au fost arse minereu de fier și cărbune, care a fost ars atunci când a fost alimentat cu aer neîncălzit, "brut" (de aici numele procesului). Carbuna în sine ar putea fi obținută prin arderea lemnului, construită din piramide și acoperită cu gazon. Mai întâi, cărbunele au fost turnate în fundul cuptorului sau cuptorului, apoi straturile de minereu și aceleași cărbuni au fost încărcate alternativ de sus. Ca urmare a arderii cărbunelui, a fost eliberat monoxid de carbon, care, trecând prin grosimea minereului, a restabilit oxizii de fier. Procesul de sirop, de regulă, nu a asigurat punctul de topire al fierului (1528-1535 grade Celsius), dar a atins un maxim de 1200 de grade, ceea ce a fost suficient pentru a restabili fierul din minereuri. A fost un fel de fier de gătit.
Fig. Reconstrucția procesului de fabricare a brânzei în epoca timpurie a fierului
Inițial, procesul brut a fost realizat în gropi acoperite cu argilă sau pietre refractare, apoi a început să se construiască cuptoare de arbori din piatră sau cărămidă, folosind argilă sau pământ. Cuptoarele cu cuptoare de cuptor ar putea lucra pe pescajul natural (mai ales daca au fost construite pe pante de dealuri), dar odata cu dezvoltarea metalurgiei, a fost folosit din ce in ce mai mult aerul de pompare cu blanuri prin duze ceramice. În carieră, acest aer a venit de sus, în cuptor - prin gaura din partea inferioară a structurii.
Fierul redus concentrat sub formă de pastă, la partea inferioară a cuptorului, formând așa-numita floare Gornova - fier masa spongioasă cu incluziuni cărbune nears și dopate cu zgură. În variante de realizare mai avansate cuptor syrodutnyh zgură topită evacuată din vatră printr-un jgheab.
Din Kritsa vatra, care, în forma fierbinte scos din cuptor, a fost posibil să se realizeze produse numai după îndepărtarea prealabilă a impurităților și a zgurii elimina porozitate. Prin urmare, o continuare directă a procesului a fost syrodutnyh forjare la cald vatra Kritsa, care consta în încălzirea sa periodică a „căldură alb strălucitor“ (1400-1450 ° C) și prokovyvanii. Rezultatul a fost o masă densă metal - floare reală, din care, prin alte spații adaptate prokovyvaniya și produse semifabricate care corespund forjare. Înainte de transformarea în floare semifinit ar putea deveni o unitate de schimb, la care a dat o dimensiune standard, greutate, și convenabil pentru depozitare și transport formă - lepeshkovidnuyu, veretenooobraznuyu, bipiramidali, banded. În aceleași scopuri, produsele semi-finite ar putea fi date sub formă de unelte și armament.
Fig. Unelte și produse ale brânzei și procesului de forjare:
Cercetatorii cred ca procesul de descoperire syrodutnyh ar putea să apară ca urmare a faptului că, în topirea cuprului sau plumbului din minereu în cuptorul de topire, încărcate pe lângă minereu de cupru și cărbune (sub formă de fluxuri) de specii de fier, în primul rând hematita. În acest sens, deja rezultă procesul de topire a cuprului ar putea apărea în mod aleatoriu particule primele de fier, și este posibil ca cuptorul respectiv ar fi servit ca un syrodutnyh prototip.
In cadrul unor experimente anterioare URSS cu privire la dezvoltarea de fier cel mai intens mingii purces imediat in Caucaz și în sudul Europei de Est, cu rezultatul că am auzit astfel de produse de minereu de fier timpuriu pe baza primului cuțit Qtr. II mileniu î.Hr. de la înmormântarea culturii de catacombe din apropiere. Gerasimovka (Belgorod.), Un cuțit și un al treilea Qtr sulă. II mileniu î.Hr. a culturii așezări carcasă Liubovka (regiunea Harkov). Și Tashlyk (Mykolaiv regiune.).
Deschiderea procesului syrodutnyh - un pas crucial în dezvoltarea omenirii de fier, pentru că, dacă fierul meteoritic este relativ rară, minereul de fier mai mult cupru pe scară largă și staniu. În același timp, minereurile de fier montane sunt adesea foarte puțin superficiale; în anumite domenii, cum ar fi în pădurea Dean în Marea Britanie sau în Krivoi Rog în Ucraina, minereu de fier pot fi colectate la exploatările de suprafață. minereu de fier mlaștină larg răspândite, în special în regiunile nordice ale zonelor temperate, precum și gazon, luncă, etc.
Procesul de sirop a fost imbunatatit constant: volumul cuptorului a crescut, explozia sa intensificat etc. Cu toate acestea, elementele din fier nu au fost suficient de rezistente până când metoda de obținere a oțelului (cimentarea) a fost descoperită, iar duritatea și rezistența articolelor respective au fost mărită prin tratament termic.
Acesta a fost stăpânit inițial de cimentare - fier carburare intenționată. Ca atare, carburare, dar în mod accidental, neintenționat, duce la apariția oțelului brut așa-numitul ar putea avea loc mai devreme în syrodutnyh proces. Dar apoi acest proces a devenit reglementat și a fost efectuat separat de cel neprețărit. La prima carburare efectuat prin încălzire timp de câteva ore, în cărbune din lemn sau os produse din fier sau semifabricatele la „roșu-fierbinte“ (750-900 grade); apoi au început să folosească alte substanțe organice care conțin carbon. Adâncimea carburizării a fost direct proporțională cu înălțimea temperaturii și durata de încălzire a fierului. Pe măsură ce conținutul de carbon a crescut, duritatea metalului a crescut.
Creșterea durității a fost trimis la călirii recepție care constă în răcirea încălzită înainte de „roșu fierbinte“ lucruri din oțel în apă, zăpadă, ulei de măsline sau alt lichid, rezultând astfel o creștere dramatic lucruri de duritate.
Cel mai probabil, ca carburare, procesul de călire a fost descoperit de accident, iar natura sa fizică, desigur, a rămas un mister pentru fierari, de ce de multe ori le întâlnim în sursele scrise cu explicații foarte fantastice ale motivelor pentru consolidarea durității produselor din fier în timpul întăririi. De exemplu, analele din secolul al IX-lea. BC din templul Balgala din Asia Mică prescrie următoarea metodă de întărire: „Este necesar să se încălzească cuțitul, așa cum se aprinde ca răsăritul soarelui deșert, și apoi se răcește la culoarea purpuriu regal, cufundarea în corpul unui musculos sclav sclav Forța transformându-se într-un pumnal atașat la metal .. duritate ". Căci la fel ca timpul vechi, este celebrul fragment din „Odiseea“, a creat, probabil, în VIII. BC aici de ardere ochii Ciclop țăruș de măsline fierbinte în comparație cu imersie Smith topor de oțel încălzit sau tesla în apă rece, Homer folosit accidental pentru a descrie procesul de întărire a aceluiași verb, care desemnează și manipularea magică - în mod evident, mecanismele acestor fenomene au fost greci că timpul în mod egal misterios.
Cu toate acestea, oțelul călit a fost inerent într-o anumită fragilitate. În acest sens, vechii maeștri, străduindu-se să sporească puterea produsului din oțel, au perfecționat tratamentul termic; Într-o serie de cazuri, au folosit o astfel de operație ca vacanța - adică încălzirea produsului numai la pragul inferior al "căldurii roșii", la care are loc transformarea structurii - la o temperatură care nu depășește 727 de grade.
Dezvoltarea generală a operațiunilor de carburare și tratament termic - proces foarte lung și complicat. Cei mai mulți cercetători cred că zona în care, înainte de toate a fost descoperirea acestor operațiuni (cum ar fi cel mai de proces syrodutnyh), iar în cazul în care îmbunătățirea lor a fost cel mai rapid, a fost Asia Mică, și în special zona hitiților de viață și de triburi înrudite, în special muntele Antitavra în cazul în care deja în ultimul trimestru al II-lea mileniu î.Hr.. produse din oțel de înaltă calitate.
Este perfecțiunea tehnologiei de procesare a producției de fier și oțel care a rezolvat în cele din urmă problema concurenței dintre fier și bronz. Odată cu înlocuirea epocii bronzului cu fier, un rol semnificativ îl joacă prevalența răspândită și ușurința comparativă a dezvoltării minereurilor de fier.
În plus, pentru anumite zone oikoumene lipsite de depozite de minereuri de metale neferoase, un factor suplimentar în dezvoltarea industriei siderurgice a fost faptul că, din diverse motive legăturile tradiționale ale acestor regiuni cu surse de minereu de metale neferoase, au fost rupte.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: