Первое знакомство человека с металлами. Зарождение металлургии. Огромное значение для развития производительных сил материальной культуры человечества имело освоение и распространение металлургии

Зарождение металлургии. Огромное значение для развития производительных сил материальной культуры человечества имело освоение и распространение металлургии. С самородным металлом (медь, золото, метеоритное железо, свинец) люди были, судя по археологическим находкам, знакомы в каменном веке. Самородки использовались как украшения, амулеты и т. п. В глубокой древности были открыты способы холодной ковки металлов, но самородки встречались редко, и это не могло иметь хозяйственного значения. Искусство выплавки металла было открыто, скорее всего, случайно. Куски руды, попавшие в костер или в печь при керамическом производстве, могли натолкнуть на мысль о металлургии.

Начало обработки металлов зародилось в местностях, где имелись выходы на поверхность рудных пород. Но где и когда это произошло не известно. Существует предположение, что родиной металлургии была область от Закавказья до Малой Азии, хотя месторождения меди есть в Карпатах, на Балканах, Кавказе, Алтае и Тянь-Шане и Урале. Что касается времени возникновения металлургического производства, то с каждой новой археологической находкой его приходится удревнять. К VIII тыс. до н. э. (то есть когда в большей части обитаемых земель еще бытовали мезолитические культуры) относятся слои памятника Чайеню-Тепези в Анатолии (Турция), где были найдены медные и бронзовые бусы, четырехгранное шило и проволочные булавки. В VII тыс. до н. э. металл добывали и обрабатывали обитатели поселений Чатал-Гуюк (Турция). В слоях поселения Ярым-Тепе I в Синджарской долине (Ирак), датируемых VI тыс. до н. э., найдены медные украшения и шлаки от выплавки металлов.

Самородная медь очень редка и поэтому, когда ее стало не хватать, люди начали ее добычу с помощью огня. Участок, на котором находилась руда, нагревался кострами, после чего поливался водой; руда растрескивалась и затем добывалась с помощью костяных копалок, а большие куски откалывались каменными топорами. Ударами руда отделялась от вмещающих ее пустых пород. Сырье транспортировалось в медеплавильные центры. Здесь выплавляли металл самыми примитивными способами: руду складывали в кучу, обкладывали дровами и поджигали. Таким образом, химический состав и свойства готового металла зависели от состава руды, примесей и их количества, а также от температурного режима плавки.

Надо отметить, что руда могла иметь разные примеси, вследствие которых выплавлялась не чистая медь, а некоторые сорта бронзы. Традиционно считается, что человек научился делать сплавы меди с примесями (лигатурой), чаще всего мышьяка, сурьмы и свинца. Позже (примерно в III тыс. до н. э.) человек создал «классическую» бронзу – с добавкой олова. Можно выделить четыре основных этапа в развитии медной металлургии: холодная (затем и горячая) ковка, литье самородной меди, выплавка меди из руды (это начало собственно металлургии), бронзовые сплавы на медной основе.

Несмотря на преимущества меди и особенно бронзы, металл не только не вытеснил камень, кость и дерево при производстве орудий труда, но оставался до бронзового века довольно редким и дорогим материалом. Можно добавить, что долгое время медные изделия были в основном мелкими – иглы, шилья, украшения, ножи, причем медные орудия повторяли форму каменных. К концу энеолита начинают производить массивные медные изделия сначала методом ковки, позднее литьем. Следующий период называется бронзовым веком и его хронологические рамки для каждой территории определяются отдельно.

При литье на изделие затрачивается меньшее количество металла, формы орудий становятся изящнее. Отливаются топоры, молоты, иглы, шилья, долота, пробойники, украшения. Для отливки требуется температура более 1000 градусов. Ко III–II тыс. до н. э. металлургическое производство несколько усовершенствовалось. Выплавка бронзы стала производиться в печах, на угле, что улучшило восстановительный процесс. Совершенствовалось литье, в том числе по восковой модели, улучшились приемы ковки, чеканки и закалке бронзы.

Но переход к оловянистой «классической» бронзе вызвал определенные трудности, связанные с добыванием олова, которое встречает довольно редко. Его месторождения находятся далеко от древних металлургических центров. Для преодоления этих трудностей потребовалось расширение торговых связей, транспортных средств и т. п., что, в свою очередь, приводило к дальнейшему развитию производительных сил.

Наряду с медью и бронзой человек знал и использовал другие металлы: свинец, золото, серебро. Но область применения свинца в то время была ограниченной. Драгоценные металлы вследствие их высокой стоимости употреблялись только для украшений, древние мастера достигли в их обработке высокого совершенства. Они умели изготавливать литые вещи, украшать их чеканкой, покрывать поверхности изделий из более дешевых материалов тончайшими золотыми листочками. Знали они и сплав золота и серебра – электр, который был довольно широко распространен (встречается такой сплав и в природе).

Бронза принесла новый уклад жизни. Новые орудия и оружие, освоение новых ранее непригодных земель, усиление подвижности населения, расширение обмена, особенно, металлом сопровождалось усложнением социальной структуры общества, расширением неравенства, увеличением количества военных конфликтов, зарождением рабства. Территории, находившиеся вблизи месторождений меди, опережали в своем развитии остальные области. И только появление железа ускорило прогресс, и новый металл стал с I тыс. до н. э. основным материалом для изготовления орудий труда и вооружения, вытеснив, наконец, камень, кость, медь и бронзу.

Знакомство человека с железом произошло задолго до этого. Не говоря уже о метеоритном железе (возможно и о самородном), которое умели выплавлять в III, а может быть, и в IV тыс. до н. э. Но оно встречается еще реже меди, и первые железные вещи были редкими и дорогими, использовавшимися для украшений наравне с драгоценными металлами. Известны случаи инкрустации железом золотых украшений и парадной посуды. Широкое распространение железа как массового дешевого материала произошло на рубеже II и I тыс. до н. э.

Самые древние находки производства железа зафиксированы на территории Иранского Азербайджана, они датируются около 2800 гг. до н. э. Опыт плавки меди позволил человеку освоить выплавку железа, хотя для этого требуется более высокая температура. Чтобы извлечь железо из руды, древние металлурги нашли выход – восстановление металла с помощью вдувания кислорода в печь во время варки железа («сыродутный способ»). Для этого использовали небольшие печи, в которых металл, можно сказать, варился, а не плавился. В процессе выплавки все посторонние примеси и пустая порода всплывает вверх (это шлак), а металл скапливается на дне печи в виде губчатой массы, насыщенной жидким шлаком (крица). Такой металл был мягким, поэтому его неоднократно проковывали. Но все равно железо оставалось мягче бронзы. Только освоение таких технологических процессов как науглероживание (цементация), закалка и отпуск, позволило железу взять вверх над бронзой.

Кроме твердости у железа был еще одно очень важное преимущество: железная руда встречается практически везде, в том числе в болотах, лесной зоне, горных районах и т. д. Бедные медью страны быстро догнали в своем развитии другие территории. На смену бронзовому веку приходит железный век.

Итого:

Освоение выплавки металлов стало крупнейшим техническим достижением человека в эпоху энеолита и бронзового века, но настоящая техническая революция произошла лишь с освоением металлургии железа в конце II тыс. до н.э. Железная руда встречается чаще, чем медная, – поэтому железо стало широко распространенным металлом. Металлургия ускорила прогресс общества, улучшение обработки земли, выделение ремесла в самостоятельное производство, развитие торговли и применение металлов в военном деле, стимулировали складывание классового общества и появление государства.