Стальной век. О кузнечном деле и достижениях в нем за столетия человеческой истории

Маг и колдун, живущий на краю деревни, там, где пламя от случайной искры из горна не перекинется на остальные дома. Загадочный мастер, то ли укротивший дьявола, то ли договорившийся с ним, чтобы получить власть над огнем и металлом. Одноглазый и хромой бог, ковавший молнии для самих громовержцев. Одна из самых древних, востребованных и уважаемых профессий. Вот какими мы знаем кузнецов, властителей железа и стали. Как же зарождалось их ремесло?

Древний человек создает свое первое орудие труда. Сперва это просто палка, поднятая с земли или отломленная от дерева. Потом камень, тяжелый и крепкий. И, наконец, с первой искрой изобретательности, высеченной ударом камня о камень, появляется нож или наконечник копья. Каменные орудия крошатся и ломаются быстро, человеку приходится искать все новые и новые камни, пока... Один из них неожиданно гнется и сминается после удара, а не откалывается, как обычно. Так начался медный век.

Орудия из меди были куда удобнее каменных. Медь — прочный и в то же время гибкий материал, форму которому можно придавать вновь и вновь. Ножи и копья теперь служили дольше, не приходилось раз за разом искать новые камни и начинать с нуля. Но вскоре стало понятно, что и этот удивительный металл можно сделать лучше: прогрев изделие в костре, можно было добиться «отжига» некоторых дефектов. Люди начали искать источники меди, создали первые подобия рудников.

В этих медных рудниках человек начал находить и иные металлы. Некоторые из них не получалось отделить от камня, некоторые выходило расплавить в костре ― так было добыто первое олово. А потом, когда на Земле начали появляться общества и государства, когда первые цари объявили свою власть над первыми крестьянами, человеку пришло в голову смешать в одном котле олово и медь, создав таким образом бронзу.

Век бронзы длился долго. Бронзовыми стали мечи, украшения и монеты, из бронзовых кубков пили цари и царицы. Но человек все еще находил камни, прочность которых восхищала его и требовала новых открытий. То были железные звезды, упавшие с неба, ― метеориты, из которых ковались мечи героев древних легенд. Но для того, чтобы укротить и этот камень, позабытым мастерам требовалось перешагнуть через барьер температур.

Железо не расплавить в костре. На открытых углях его можно разве что раскалить докрасна, но не расплавить, отделив от примесей. Гончарный горн давал большую температуру, но и ее хватало лишь на то, чтобы образовать небольшие зерна заветного металла. Нужна была настоящая специализированная печь, впоследствии названная сыродутной, ― и вот с ее изобретением закончился век бронзовый и начался век железный.

Способов создания орудий из железа было множество, и многое здесь зависело от возможностей той или иной технологии, от качества изначального материала. Где-то дорабатывали молотом «холодную» заготовку, где-то железо, все еще полное примесей, пористое и ломкое, расплавляли вновь, проковывали несколько раз, добиваясь необходимой прочности. И раз за разом, работая с железом, кузнецы древности натыкались на что-то еще.

Что такое сталь? Это железо, обогащенное углеродом. Что такое печь? Это емкость, высокая температура в которой поддерживается жаром горящего угля. Сами того не ведая, кузнецы «науглероживали» железо, когда выплавляли его, и потому находили в итоговом сплаве драгоценные серебристые зерна более крепкого материала. Разбивая сплав и вытаскивая эту серебристую сталь, кузнецы нагревали ее вновь и создавали украшения и инструменты, еще толком не понимая, каким образом сталь вообще появляется в железе.

В какой-то момент и эта загадка перестала быть таковой. Люди осознали, что большее количество угля в печи приводит к более крупным вкраплениям стали в железе. Более того, намеренно или случайно, например из-за попытки быстро остудить раскаленную сталь, кузнецы обнаружили особые свойства закалки. Опустив сталь в воду или масло, можно было сделать ее еще крепче. Почему? Как мы знаем сейчас, кристаллы железа и углерода образуют в процессе закалки более прочную и в то же время гибкую структуру.

Впрочем, закалка не работает, если в стали мало углерода. Именно углерод отвечает за саму возможность закалить сталь. Что же делать, если в сплаве, который получил средневековый кузнец, какая-то часть содержит много углерода, а какая-то все еще состоит почти полностью из железа? Перемешать этот сплав! Точнее ― многократно разрезать его и вновь соединить, сложить. Так сталь получалась однороднее и, как бонус, на ней образовывался особый рисунок. Сейчас мы называем подобный материал дамасской сталью, хотя точное значение термина менялось на протяжении веков.

Все эти случайности и открытия происходили на протяжении многих веков, задолго до наступления индустриального периода человеческой истории. Что же дал металлургии век промышленных машин? Более чистую сталь! Наступило время, когда печи стали разогреваться до температур, достаточных для того, чтобы расплавить железо и отделить от него весь шлак. Пришел век науки, когда технология науглероживания железа наконец была понята во всей ее сложности. Из стали начали массово делать не только мечи и доспехи, но и мушкеты, пистолеты.

Сегодня кузнецов заменяют машины и компьютеры. Появились гидравлические прессы и молоты, процесс науглероживания железа контролируется с точностью до процента. Разные марки стали с различными составами может приобрести любой желающий, а настоящий стальной меч перестал стоить целое состояние. И все равно в ядре этого сложнейшего технологического процесса остались то первое чудо находки, загадочный металл и искра костра.