Химия

ДРАГОЦЕННЫЙ МЕТАЛЛ. В «Географии» древнегреческого писателя Страбона упоминается о том, что африканские народы за один фунт железа отдавали десять фунтов золота . Извлеченное из древнескандинавских гробниц оружие также свидетельствует о драгоценности железа в прошлом - из него сделаны только острия мечей, а все остальные части - из бронзы.

Железо в метеорите

ОРУЖИЕ ИЗ МЕТЕОРИТОВ. С давних времен люди пытались использовать метеоритное железо , хотя сделать это было не просто. Бухарский эмир приказал своим лучшим оружейникам отковать ему меч из куска «небесного железа». Но сколько они ни старались, ничего не получалось. Оружейников казнили. Они погибли из-за того, что нагретый металл не поддавался ковке. Это характерно для никелистого метеоритного железа: оно куется только холодным, а при нагревании становится хрупким.

Несмотря на это, у властителя индийского княжества Джехангира в XVII в. были две сабли, кинжал и наконечник пики из метеоритного железа. Есть сведения, что из этого же материала были изготовлены шпаги Александра I и Боливара - героя Южной Америки.

САМОРОДНЫЙ ЧУГУН. Металлическое железо встречается не только в метеоритах. Еще в 1789 г. в «Словаре коммерческом» Василия Левшина о самородном железе писалось: «Так называется железо, совсем приготовленное природой в недрах земных и совсем очищенное от веществ посторонних настолько, что можно из него ковать без переплавки всякие вещи».

Крупное скопление самородного железа было найдено на южном берегу острова Диско у берегов Гренландии. Оно залегало здесь в извергнутом через пласты каменного угля базальте в виде блесток, зерен и иногда мощных глыб. В отличие от метеоритного железа, всегда содержащего сравнительно много никеля , самородное железо содержит не более 2% никеля, иногда до 0,3% кобальта , около 0,4% меди и до 0,1% платины . Обычно оно исключительно бедно углеродом . Однако возможно образование и самородного чугуна, например в результате контакта раскаленного углерода с железной рудой. В 1905 г. геолог А. А. Иностранцев обнаружил в районе острова Русского на Дальнем Востоке небольшие пластообразные скопления самородного чугуна, находящегося на глубине 30-40 м под скальными породами морского берега. В извлеченных образцах металла содержалось около 3,2% углерода.

УБИТ ИЗ-ЗА ЖЕЛЕЗА. В 1735 г. вогул Степан Чумпин нашел у горы Благодать большой кусок магнитного железняка и показал его горному технику И. Ярцеву. После осмотра месторождения Ярцев помчался с докладом в Екатеринбург. Эта поездка была самым настоящим бегством - по следу Ярцева скакали вооруженные стражники некоронованного короля Урала Демидова, который не допускал и мысли, что новые богатства минуют его. Ярцеву удалось уйти от погони. Первооткрыватели рудника получили вознаграждение от Горной канцелярии, но вскоре Степан Чумпин был убит. Убийца остался непойманным.

КРИСТАЛЛ ЧЕРНОВА. Знаменитый русский металлург Д. К. Чернов (1839-1921) собрал коллекцию кристаллов железа. Некоторые кристаллы, найденные им в стальных слитках, достигали длины 5 мм, большинство же не более 3 мм.

Главной ценностью коллекции был уникальный «кристалл Д. К. Чернова», описанный во многих учебниках по металловедению. Его нашел в груде стального лома шихтового двора подполковник морской артиллерии А. Г. Берсенев, служивший приемщиком на металлургическом заводе. Как удалось выяснить, кристалл вырос в 100-тонном слитке стали. Берсенев подарил его своему учителю Чернову. Чернов тщательно исследовал кристалл. Вес его оказался 3 кг 450 г, длина 39 см, химический состав: 0,78% углерода, 0,255% кремния , 1,055% марганца , 97,863% железа.

Железо в медицине

СТАЛЬНОЕ ВИНО. В старинных журналах можно найти рецепты различных «железных» лекарств. Так, в «Экономическом журнале» за 1783 г. сообщалось: «В некоторых случаях и болезнях и самое железо составляет весьма хорошее лекарство, и принимаются с пользой наимельчайшие оного опилки либо просто, либо обсахаренные». Там же перечисляются другие лекарства того времени: обсахаренное железо, железный снег, железная вода, стальное вино («виноградное кислое вино, как, например, рейнвейн, настоять с железными опилками и получится железное или стальное вино и вкупе весьма хорошее лекарство»).

МАГНИТНЫЕ ЛЕКАРСТВА. В 1835 г. «Журнал мануфактур и торговли», сообщая о товарах, присланных из Вены в Петербург, упоминает металлические намагниченные бруски как средство от зубной и головной боли. Бруски рекомендовалось носить на шее. «Этот способ лечения ныне в моде, - сообщалось в журнале, - и по отзывам врачей, заслуживающим вероятия, помогает весьма многим». В древности и в средние века магнит употребляли не только как наружное, но и как внутреннее. Гален считал магнит слабительным, Авиценна лечил им ипохондриков, Парацельс приготовлял «магнитную манну», Агрикола - магнитную соль, магнитное масло и даже магнитную эссенцию.

Химия железа

Вероятно, вы обратили внимание, что и статья, и заметки об элементе № 26 посвящены главным образом железу-металлу. Это и не удивительно: именно этим прежде всего железо интересно для пас. Но, отдавая должное главному металлу современной техники, нельзя забывать, что: элемент № 26 обладает значительной химической активностью, он образует множество соединений, проявляя обычно валентности 2+ и 3+ ; существуют соли железной кислоты H 2 FeO 4 , но в свободном состоянии эта кислота не получена, так же как и ее ангидрид - FeO 3 ; природное железо состоит из четырех стабильных изотопов с массовыми числами 54, 56, 57 и 58; железо - жизненно важный элемент ; в крови человека 14,5% ее веса приходится на долю гемоглобина - красного пигмента эритроцитов, в центре молекулы которого находится атом железа.

АЛЬФА, БЕТА, ГАММА, ДЕЛЬТА. Железо - полиморфный металл, оно кристаллизуется по-разному в зависимости от температуры. При обычных условиях железо существует в виде кристаллов с объемноцентрированной решеткой. Это привычное нам альфа-железо. При медленном его нагревании наблюдаются странные, на первый взгляд, температурные остановки: тепло продолжает поступать в металл, а температура его не повышается. Первая такая остановка для чистого железа будет при 769, вторая - при 910, третья - при 1401°С. Закон сохранения энергии при этом, конечно, не нарушается. «Исчезнувшее» тепло тратится на перестройки кристаллической решетки. Они сказываются на многих свойствах металла. При 769°С, когда альфа-железо превращается в бета-железо, оно утрачивает свои магнитные свойства. При 910°С происходит обычная перекристаллизация: объемноцентрированная решетка перестраивается в гранецентрированную (это гамма-железо). При 1401°С - последняя перестройка: решетка вновь становится объемноцентрированной, но уже с большими, чем у альфа-железа, размерами элементарных кристаллов. Эта разновидность называется дельта-железом. При охлаждении расплавленного железа те же перестройки происходят в обратном порядке.

Железная руда представляет собой минеральное образование природного характера, которое имеет в своем составе соединения железа, накопленные в таком объеме, которого достаточно для экономически выгодного его извлечения. Конечно, железо есть в составе всех горных пород. Но железными рудами называют именно те железистые соединения, которые настолько богаты этим веществом, что позволяют промышленную добычу металлического железа.

Типы железных руд и их основные характеристики

Все железные руды сильно отличаются по своему минеральному составу, наличию вредных и полезных примесей. Условиям их образования и, наконец, содержанию железа.

Основные материалы, которые относят к рудным, можно разделить на несколько групп:

• Оксиды железа, к которым относятся гематит, мартит, магнетит.
• Гидроксиды железа - гидрогетит и гетит;
• Силикаты - тюрингит и шамозит;
• Карбонаты - сидероплезит и сидерит.

В промышленных железных рудах железо содержится в различных концентрациях - от 16 до 72%. К полезным примесям, содержащимся в железных рудах, относят: Mn, Ni, Co, Mo, и пр. Есть и вредные примеси, к которым можно отнести: Zn, S, Pb, Cu и др.

Месторождения железных руд и технология добычи

По генезису существующие месторождения железных руд разделяются на:

• Эндогенные. Они могут быть магматическими, представляющими собой вкрапления титаномагнетитовых руд. Также могут быть карбонатитовые вкрапления. Кроме того, существуют линзообразные, пластообразные скарново-магнетитовые залежи, вулкано-осадочные пластовые залежи, гидротермальные жильные, а также неправильной формы рудные тела.
• Экзогенные. К ним в основном относят бурожелезняковые и сидеритовые осадочные пластовые месторождения, а также месторождения тюрингитовых, шамозитовых и гидрогетитовых руд.
• Метаморфогенные - это месторождения железистых кварцитов.

Максимальные объемы добычи руд спровоцированы значительными запасами и приходятся на докембрийсские железистые кварциты. Меньшее распространение имеют осадочные бурожелезняковые руды.

При добыче различают богатые, и требующие обогащения руды. Отрасль, осуществляющая добычу железной руды, проводит также ее предварительную переработку: сортировку, дробление и вышеупомянутое обогащение, а также агломерация. Промышленность добычи руды именуется железорудной отраслью и является сырьевой базой для черной металлургии.

Отрасли применения

Железная руда является основным сырьем для получения чугуна. Он поступает на мартеновское или конвертерное производство, а также на восстановление железа. Из железа, как известно, производят самую различную продукцию, как впрочем, и из чугуна. В этих материалах нуждаются такие отрасли:

• Машиностроение и металлообработка;
• Автомобильная промышленность;
• Ракетная промышленность;
• Военная промышленность;
• Пищевая и легкая промышленность;
• Строительная отрасль;
• Добыча нефти и газа и их транспортировка.

Железо играет важную роль в жизни практически всех организмов, за исключением некоторых бактерий. В организме животных железо входит в состав множества ферментов и белков, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, главным образом в процессе дыхания. Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом. В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине - важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

В организме человека содержится около 5 г железа. Из них 57% приходится на гемоглобин крови, 7% – на миоглобин мышц, 16% связаны с тканевыми ферментами, а 20% – это запас, отложенный в печени, селезёнке, костном мозге и почках.

Гемоглобин – сложный по составу белок, содержащий и небелковую гем -группу, на долю которого приходится около 4% массы гемоглобина. Гем представляет собой комплекс железа (II) с макроциклическим лигандом – порфирином и имеет плоское строение. В этом комплексе атом железа связан с четырьмя донорными атомами азота макрокольца так, что атом железа находится в центре этого порфиринового кольца. Пятую связь атом железа образует с атомом азота имидазольной группы гистидина – аминокислотного остатка глобина (рис. 4).

Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК. Неорганическое железо встречается в некоторых бактериях, иногда используется ими для связывания азота воздуха.

Суточная норма потребности человека составляет около 15 мг железа. Много железа в сливовом соке, кураге, изюме, орехах, тыквенных и подсолнечных семечках. В 10 г проросшей пшеницы содержится 1 мг железа. Черный хлеб, отруби, хлеб грубого помола также богаты железом. Следует учесть, что организмом усваивается всего лишь 10% от всего железа, получаемого с пищей. Витамины и пищевые продукты растительного происхождения способствуют усвоению железа, а в присутствии щавелевой и фитиновой кислот железо не всасывается.

При недостаточном поступлении железа в организм используют содержащие его лекарственные препараты. Для этих целей когда-то применяли даже обычные железные опилки. Из истории известно, что граф А.П.Бестужев-Рюмин (1693–1766) предложил в качестве укрепляющего и возбуждающего средства капли (они получили название «бестужевские»), представлявшие собой раствор трихлорида железа в смеси этанола и этилового эфира. Сейчас для устранения дефицита железа обычно используют порошкообразное железо в таблетках или капсулах и препараты на основе ферроцена.

• В организм животных и человека железо поступает с пищей, наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла. Интересно, что некогда шпинат ошибочно был внесен в этот список (из-за опечатки в результатах анализа - был потерян «лишний» ноль после запятой).
• На основании косвенных данных можно заключить, что ядро Земли представляет собой главным образом сплав железа. Его радиус приблизительно равен 3470 км, тогда как радиус Земли составляет 6370 км.
• Железо в свободном виде обнаружено на луне. Определение возраста лунных минералов с помощью радиоактивных изотопов показало, что они кристаллизовались от 3.2 до 4.2 миллиардов лет назад. Это приблизительно совпадает с возрастом древнейших минералов, обнаруженных на Земле.

1 из 12

Презентация на тему: Железо факты и легенды

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Начало железного века Вполне вероятно, что люди в различное время и в различных местах пришли к получению и переработки железа независимо друг от друга. Чтобы такой шаг был возможен, производительные силы должны были достигнуть определенного уровня развития и, кроме того, должны были существовать материальные предпосылки к этому. На Ближнем Востоке и в Китае железо было известно уже 2400лет до новой эры, а в Египте, по некоторым предположениям, ещё раньше. В Европе собственно железный век начался за 1000 лет до новой эры. Но всё же первая встреча людей с железом произошла в доисторические времена. При этом можно говорить только о метеоритном железе. Применение его людьми первобытного общества для изготовления оружия и инструментов – археологически доказанный факт. Однако поскольку метеоритное железо встречается довольно редко, то и предпосылок для его широкого применения практически не было. Лишь с изобретением сыродутного горна стало возможным получение железа из руд. Немногие достижения одной эпохи вызвали такое бурное развитие производительных сил, как получение и применение железа. Человечество вступило в эпоху железного меча и в то же время в эпоху железного лемеха и топора.

№ слайда 3

Описание слайда:

Железо побеждает бронзу Ранний железный век в Центральной и Западной Европе получили название «гальштатский» по месту основных находок материальных свидетельств этого периода и продолжался с Vlll по Vвек до н.э. С этого времени начинается собственно железный век, практически его расцвет, когда железо в Европе стало важнейшим и наиболее распространенным металлом, применяемым в хозяйственной и военной деятельности человека. Этот период V до конца Iв. до н.э. называемый по месту основных находок (Швейцария) «латенским».В скандинавских странах принято распространять понятие «железный век» и на первое тысячелетие нашей эры, включая в него период господствования викингов, который закончился в Хl веке. Латенская культура связана с племенем кельтов. Этот народ достиг больших успехов в развитии металлургии железа, о чем свидетельствует их намного более совершенные металлургические печи. Доказано, что кельты применяли уже печи типа шахтных и дутьевые мехи, т.е.кирпичные горны. Кельты создали новые технологические процессы обработки железа. Так они научились оснащать железные инструменты стальными лезвиями, применяли закалку и отпуск, изготовляли медицинские инструменты, владели насечкой. У Кельтов получению железа и его обработке научились римляне и германцы. В течение многих столетий созданные кельтами способы оставались неизменными, поэтому кельтские металлурги и кузнецы были непревзойденными учителями. Викинги в Х веке получали железо из руд точно так же, как пятнадцать веков назад это делали кельты. В дальнейшем развитие способов обработки железа всё же происходило. Викинги усовершенствовали изготовление железных болтов и гвоздей для своих судов. Им принадлежит изобретение и изготовление проволочных сеток.

№ слайда 4

Описание слайда:

От сыродутного горна к домнице С самого начала железного века возникла прямая технологическая цепь руда – железо. Это был одностадийный процесс. Обычным металлургическим устройством был сыродутный горн, в котором железо получали не в жидком (расплавленном) состоянии, а в виде куска тестообразной, пропитанной шлаком крицы. После того как в печах стали применять дутьё с приводом мехов от водяного колеса, температуры возросли на столько, что на ряду со шлаком в печи стало скапливаться жидкое железо, насыщенное углеродом. Это был не поддавшийся ковке чугун. С которым вначале не знали что делать, и поэтому он шел в отвал. Но вскоре чугун научились заливать в формы. Очень важным оказался тот факт, что из чугуна при переплавке в присутствии воздуха в открытой печи получается ковкое железо. Благодаря новому технологическому звену удалось резко повысить производство железа. Потребности общества, находившегося в стадии перехода от феодализма к раннему капитализму, способствовали прогрессу в ряде отраслей. В металлургии, в частности, в этот период возникли и получили широкое развитие чугунное и стальное литьё, производство стального листа и проволоки, обработка поверхности и другие технологические процессы. Во многих местах, особенно в городских коммунах, железообрабатывающее производство достигло высокого уровня. Характеризуют этот период выдающиеся по мастерству их художественному исполнению изделия из железа и стали, что свидетельствует о большом шаге в перед, который сделала металлургия железа и технология его обработки.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

Рождение стали При всех различиях общественного развития наиболее передовых государств Европы ХVlll столетия в одном отношении между феодализмом и набиравшим силу феодализмом усматривалось много общего. Современная наука того общества проникла и в металлургию железа. Во Франции Рене Антуан де Реомюр впервые создал научно обоснованную теорию термической обработки материалов на основе железа. Реомюр изобрел не только жидкостный термометр. – Об искусстве превращения мягкого железа в твердую сталь. Это было ударом колокола, сигналом к действию, но тем, кому он предназначался, не услышали его. Реомюр проводил обширные исследования и эксперименты с целью объяснения процессов, протекающих при графитизации чугуна и цементизации стали. Английский часовщик Бенджамен Ханстмен, сделал одно из самых значимых изобретений в металлургии железа. Он нашел способ выплавки тигельной стали, позволявшей получить качественную сталь в значительных количествах. Реомюр, Сведненборг и Ханстмен в меру своих способностей, сил и возможностей служили науке и техническому прогрессу того времени и заложили основы новых взаимоотношений между наукой и техникой металлургией железа.

№ слайда 7

Описание слайда:

№ слайда 8

Описание слайда:

Путь к каменноугольному коксу Интенсивный рост городов, развитие торговли и ремесел, начавшийся в конце средних веков, привели к тому, что в лоне феодализма созрели зерна будущих социальных перемен. Поскольку металлургия базировалась на древесном угле, из – за хищнической вырубки лесов возник дефицит в древесине. Были и другие её потребители – усиленно развивающееся кораблестроение, гражданское строительство, многочисленные ремесла. Расходовалась древесина и для отопления домов. Дальнейший рост черной металлургии сдерживался из – за недостатка топлива. Возникла проблема применения каменного угля при выплавке чугуна в доменной печи и при производстве стали. Важно было решить проблему замены древесного угля каменным. Изобретенный лордом Дандональдсоном процесс получения кокса из каменного угля, паровая машина Уатта и отапливаемая каминным углем подовая печь Генри Крота принесут Англии больше пользы, чем потерянные в 1786 году 13 североамериканских колоний

№ слайда 9

Описание слайда:

Сварочное железо и литая сталь К началу XlX столетия Англия превратилась в ведущую промышленную державу мира. Все основные современные процессы производства чугуна и стали исходят из Англии. Вплоть до появления способа Бессемера сталь получали из чугуна пудлингованием его в тестообразном состоянии. Металлические материалы на основе железа, отличавшиеся хорошей ковкостью, но не поддававшиеся закалке из – за низкого содержания углерода, называли сварочным железом. Более твердые и закаливающиеся сорта такого железа называли сварочной сталью. При окислении чугуна продувкой воздухом по методам Бессмера иТомаса, а также в мартеновской печи сталь получали не в тестообразном, а в жидком состоянии, поэтому такой металл в отличие от сварочного раньше назвали литым железом или литой сталью. Непрерывно возраставший спрос на стальные изделия можно было удовлетворить, только применяя этот новый высокопроизводительный способ. С 1800 до 1860 года ежегодная выплавка чугуна в Англии возросла со 100 тысяч до 2 миллионов тонн и даже более; а к 1870 году утроилась. В это время черная металлургия Англии давала больше чугуна и стали, чем весь остальной мир В мартеновской печи процесс превращения чугуна в сталь легко поддается контролю и регулированию, поэтому появилась возможность перейти к получению качественной стали. Мартеновская печь, помимо прочего, является идеальным агрегатом для переработки стального лома.

№ слайда 10

Описание слайда:

Сталь – тысячеликий материал Технический прогресс на рубеже XVlll и XlX столетий развивался без заметного влияния наук, хотя начало новых взаимоотношений между наукой и техникой наметились уже давно. Лишь во второй половине XlX века произошло качественное изменение во взаимодействии трех названных основ технического прогресса. Быстрое развитие машиностроения, возрастающие требования к военной технике, появившиеся новые отрасли промышленности потребовали увеличения производства чугуна и стали. Возросли и требования и к качеству материалов на железной основе, возникла потребность в сталях с особыми свойствами, например износостойких, теплостойких, хладостойких, корозионностойких др. Возросшие требования черная металлургия могла использовать лишь при направленном использовании достижений науки. -Майкл Фарадей, пытаясь разгадать тайну дамасской стали, систематически легировал сталь различными элементами. -Эдуард Маурер осуществляет древнюю мечту человечества, открывает сталь, которая не ржавеет. - Быстрорежущая сталь Фредерика Тейлора революционирует станкостроение. - Первая вольфрамовая сталь – хобби бухгалтера Дэвида Мюшета

№ слайда 11

Описание слайда:

Железо сегодня и завтра Железо сегодня – важнейший металл цивилизации. Сохранится ли такое положение впредь или керамические и высокополимерные материалы постепенно вытеснят этот металл? Не являемся ли мы свидетелями конца «железного века»? Растущие объёмы производства чугуна и стали говорят нам другом – о том, что железо ещё очень длительное время будет материалом №1. Железо, как никакой другой металл, используемый в технике, обладает удивительной способностью к изменению свойств, и не случайно поэтому на его основе создано более 10 тысяч сплавов. В будущем предпочтение будет отдано технологическим процессам получения стали непосредственно из руд, а не из промежуточного продукта – чугуна. Значительное место в металлургии железа займут высокопроизводительные переплавные процессы. Разработанная в последние годы термомеханическая обработка, предусматривающая проведение пластической деформации совместно с фазовыми превращениями, дала поразительные результаты. Не будет преувеличения сказать, что это первые шаги совершенно нового направления в обработке стали. (Источники указаны в ресурсах)

№ слайда 12

Описание слайда:

Используемая литература Н.Е. КУЗНЕЦОВА, И.М. ТИТОВА И ДР.химия учебник для учащихся 9 класс - 2–е изд.,- М.,2005 О.С. ГАБРИЕЛЯН химия. Учеб. Для общеобразоват. 9 класс: - М.,2004 ГЕЛЬФМАН М.Н., ЮСТРАТОВ В.П. химия учебник для вузов.(Специальная литература)2001

Небесный металл Первое железо, попавшее в руки человека, было не земного, а космического происхождения: железо входило в состав метеоритов, падающих на Землю. Поэтому шумеры называли его небесной медью, а древние копты небесным камнем. В эпоху первых династий Ур в Месопотамии железо именовали «ан-бар» (небесное железо). Египтяне всегда изображали железные предметы синими цвета неба. В папирусе Эберса (ранее 1500 г. до н. э.) о нем говорится как о металле небесного изготовления. Самый крупный железный метеорит был найден в 1920 г. в юго-западной части Африки. Это метеорит «Гоба», весящий 60 т. О том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения, свидетельствуют распространенные у некоторых народов мифы о богах, сбросивших с неба железные предметы и орудия плуги, топоры. Метеоритное железо подвергается ковке в холодном состоянии, поэтому люди начали изготавливать из него простейшие орудия. Метеоритное железо обрабатывали так же, как и медь. При холодной ковке оно приобретает нужную форму и одновременно становится прочнее и тверже, а отжиг в огне снова делает кованый металл мягким.

«Сыродутное» железо Несмотря на повсеместное использование железа после бронзового века, способ получения его непосредственно из руды не менялся на протяжении 3000 лет, до тех пор, пока в Европе в XIII в. не изобрели доменную печь. Способ этот назывался «сыродутным», так как «сырую» болотную или луговую руду закладывали в обмазанную глиной яму вместе с древесным углем, а затем через отверстие в нижней части ямы дули ручными, а позднее механическими мехами. В результате этого окись железа превращалась в металл, а пустая порода стекала вниз, а на самом дне печи скапливались зерна железа, которые, слипаясь, образовывали крицу, то есть рыхлую губчатую массу, пропитанную шлаками. Раскаленную добела крицу вынимали, быстро проковывали, отжимая из нее шлак, и сваривали в монолитный кусок железа лепешкообразной формы. Само по себе кричное железо являлось сплавом с углеродом, процентное содержание которого не превышало сотых долей. В наше время название железоуглеродистого сплава зависит от пропорций углерода в металле: если в железе до 2% углерода, то оно называется сталью. Стоит отметить, что если углерода меньше 0,25%, то сплав носит название мягкой стали (малоуглеродистой), а по старой терминологии именно она называлась железом. Когда углерода более 2%, то железный сплав называют чугуном.

Загадка древней колонны В Дели стоит знаменитая Кутубская колонна весом около 6,5 т, ее высота 7,5 м, диаметр 42 см у основания и до 30 см у верха. Изготовлена она почти из чистого железа (99,72%), чем и объясняется ее долголетие. До сих пор на ней не обнаружено ржавчины. Колонна была воздвигнута в 415 г. в честь царя Чандрагупты П. По народному поверью, у того, кто прислонится к колонне спиной и сведет за ней руки, исполнится заветное желание. Как же смогли древние металлурги изготовить эту чудную колонну, перед которой бессильно время? Древняя Индия издавна славилась искусством своих металлургов. О выплавке железа в Индии говорится в Ригведах священных книгах, относящихся примерно к XIIIXII вв. до н. э. Таким образом, ко времени создания колонны металлургия Индии имела по крайней мере полуторатысячелетнюю историю, и железо уже стало применяться для изготовления плугов. По вопросу о способе изготовления замечательной колонны до сих пор нет единого мнения. Некоторые авторы считают, что колонна изготовлена методом сварки отдельных криц массой по 36 кг и последующей их ковкой. По мнению других специалистов, древние металлурги для получения чистого железа растирали губку сварочного железа в порошок и просеивали его. А потом полученный чистый порошок железа нагревали до красного каления, и под ударами молота его частицы слипались в одно целое сейчас это называется методом порошковой металлургии.

Во кузнице… Сталь самый распространенный сплав из «семейства» железоуглеродистых. С глубокой древности кузнецы научились получать из железной руды не только мягкое железо, но и высокоуглеродистую сталь. В Древней Руси, например, она вместе с железом шла на изготовление сложноузорчатых сварных клинков мечей, кинжалов и ножей. Технология производства этих изделий была невероятно сложной и трудоемкой. Не случайно древнерусские кузнецы почитались как особое привилегированное сословие. А в раннюю языческую эпоху их считали самыми могучими, мудрыми и незаменимыми людьми, ибо сам бог грома и молнии Перун был их покровителем и советчиком. В древнерусских письменных источниках сталь именуют специальными терминами: «оцел», «харо-луг» и «уклад». Говоря о железе и стали, невозможно не упомянуть еще раз об Индии. Из записей одного арабского географа XII в. можно узнать, что в то время Индия славилась производством железа и стали. Оказывается, сталь эта служила непосредственным сырьем для получения из нее тех сортов булата, которые впоследствии использовали кузнецы Персии, Сирии и Египта при изготовлении клинков мечей и сабель. И получается, что родиной «дамасской» стали являлась Индия, а отнюдь не Дамаск.

Металл драгоценнее золота В Центральной Европе ранний железный век приходится примерно на гг. до н. э. Эту эпоху называют голыптаттской по названию города в Австрии, в окрестностях которого археологи нашли много железных предметов. Одними из первых железо из руды стали получать халибры легендарный народ, живший в Закавказье около 1500 г. до н. э. В сыродутных горнах железную руду восстанавливали древесным углем и получали ковкое, так называемое кричное железо. В древности у некоторых народов железо ценилось дороже золота. Лишь представители знати могли украшать себя изделиями из железа, причем нередко в золотой оправе. В Древнем Риме из железа изготавливали даже обручальные кольца. Дошедшие до нас документы рассказывают, что один из египетских фараонов обратился к царю хеттов с просьбой прислать ему железо в обмен на любое количество золота. В египетских гробницах наряду с другими ценностями было найдено ожерелье, в котором железные бусы чередовались с золотыми.

Разноцветный металл с узором Нет ничего необычного в том, что любой из известных нам металлов, подвергаясь какой-либо обработке, может менять цвет. Цвет того или иного металла зависит и от степени нагрева, и от самой обработки, и от химических свойств. Но невозможно представить голубое золото или красное серебро. Напротив, железо, а соответственно, и сталь, и чугун во всех своих «ипостасях» имеют не сравнимую ни с каким другим металлом цветовую палитру. В холодном состоянии оно может быть серым и черным, почти белым, голубым и синим, золотистым и красноватым. Более того, железо является единственным металлом, который может сам себя украшать декоративным орнаментом, проступающим как бы изнутри. Варианты этого фактурного орнамента бесконечны, и их нельзя причислить ни к одному из общеизвестных, так как этот рисунок рождается самим металлом.