100 великих научных открытий. Коллектив авторов

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ эры местные наткнулись на железные руды и быстренько придумали, как превращать породу в металл. Уже тогда в Африке были сооружены первые плавильные печи, являвшие собой конусообразную глиняную башню с ямой внутри.

      Конечно, жители Черного континента не догадывались, что железо производить далеко не так просто, как медь, а вот европейским мастерам было с чем сравнивать. Если медная руда не требовала никаких дополнительных условий, кроме высокой температуры в печи, то железную приходилось нагревать сильнее, причем вместе с углем и непременно в ветренном, хорошо вентилируемом месте. Но даже при соблюдении всего этого материал получался пористым, ломким и с кучей лишних примесей.

      А потом случайно обнаружилось, что много жара и не нужно – главное, найти хорошее горючее, да побольше: в этом плане железо более прихотливо, чем медь, которой достаточно и малого количества любого топлива. Новый способ плавки потребовал печей, построенных по особой технологии: сначала на возвышении или открытой поляне рыли конусообразную яму в метр глубиной и выкладывали ее глиной, устойчивой к высоким температурам; вокруг ямы возводили наклонную стену, сходящуюся к центру, но с отверстием вверху; внизу же по периметру проделывали несколько отверстий, через которые в печь поступал воздух. Такие печи получили название «горн», а сам метод добычи железа был назван сыродутным. Процесс начинался с поджигания угля на дне ямы. На этот уголь выкладывался еще одни слой угля и слой руды. Когда горн раскалялся до 1300 °С, руда превращалась в крицу – рыхлую мягкую массу, состоящую из железа с разными шлаковыми примесями и угольными частичками. Кузнец вынимал крицу и хорошенько отбивал ее молотом, чтобы сделать плотнее и очистить от примесей. Полученный металл снова накалялся в горне, после чего еще раз тщательно проковывался – и становился чистым железом с незначительной добавкой углерода.

      Впрочем, позже оказалось, что чистое железо – не идеальный вариант: несмотря на пластичность и податливость ковке, оно слишком мягкое. Вот тогда-то и вспомнили о халибах, которые делали сплавы железа с приличной долей углерода. Поэкспериментировав с температурой в печи, мастера определили, что при более высоких значениях количество углерода на выходе растет – образуется новый металл, чугун, очень твердый, но… ломкий. Такой металл нельзя было бить молотком: он годился лишь для тех изделий, которые отливались в формах. Значит, нужно чуть убавить количество углерода в сплаве, решили металлурги. И попробовали нагревать чугун вкупе с разными железными сплавами либо с природным газом. Так металл дополнительно обогащался железом, и ему уже не страшен был молот. Однако для пущей прочности его закаливали: разогревали докрасна, а потом опускали в воду. Вот этот материал – сталь – уже прекрасно подходил и для ковки, и для штамповки прессом, и для сколь угодно острой заточки.

      Впоследствии процесс производства совершенствовался, появлялись новые печи, но в целом принцип СКАЧАТЬ