«Золото – богатым, слугам – серебро,
Мастерам в награду – медь за ремесло.»
«Так!» - Барон воскликнул, меч схватил и шлем -
«Хладное железо – властвует над всем.»
Р. Киплинг. «Хладное железо»
Долгие века сталь и золото можно было назвать главными двигателями прогресса, двумя составляющими единого цикла – за золото покупались мечи и инструменты, те же в свою очередь преумножали богатства. Давайте разберемся, что же так привлекло человечество в двух этих металлах:
Золото.
Это единственный металл, который послужил причиной огромного количества войн. Среди известных золотых сражений числятся: завоевание Вавилона Персией, сражение Александра Македонского, а также войны Цезаря с Галлией и Египтом.
Первое использование золота как платежной валюты датировано 700 г. до нашей эры, однако еще за две тысячи лет до этого оно уже использовалось в качестве украшений и ювелирных изделий. В древнем Египте золоту приписывались мистические и божественные свойства, им украшались храмы, гробницы и дворцы. Широкое распространение «солнечный металл» так же получил и в иных восточных державах – Китае и Индии.
В Месопотамию и Палестину золото пришло из Египта и Аравии, во времена развития торговли. Самые древние золотые находки на этой территории датируются 961-922 годами до н. э. Это времена правления царя Соломона.
Золото, лежавшее в сокровищницах ацтеков и инков Мексики и Перу, как полагают исследователи, пришло туда из Колумбии. Однако, конкистадоры эти сокровищницы разграбили, и многие драгоценные артефакты были расплавлены в монеты и слитки.
Еще в древности прагматичные египтяне заметили, что оно обладает уникальными физическими характеристиками. А дополнительную ценность этому металлу предавали эстетические признаки и его дефицит, существовавший в то время.
Считается, что это первый драгметалл, который стал применять человек в своей деятельности. Еще со времен каменного века аурум проходил путь от материала для оружия и украшений до универсальной меры стоимости. И причина тому – именно его свойства: неокисляемость; гибкость и тягучесть; ковкость; привлекательный внешний вид.
Плотность этого металла в чистом виде составляет 19,3 г/см³ - это очень тяжелый и плотный материал. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, платины, рения, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25).
Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности, меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением. Нечистое золото, а на месторождениях оно именно такое, имеет плотность от 16 до 18. Учет этих показателей позволяет отделять золото от глины, ила, песка и гравия.
Температура плавления золота 1064,18 °C, кипит при 2856 °C . Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, оно активно испаряется задолго до температуры кипения.
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый.
Популярность золота объясняется его универсальными физическими и химическими свойствами. Таким образом, редкость, трудность добычи и удобные химические свойства способствовали тому, что именно этот драгметалл обрел такую популярность.
Теперь взглянем на второго участника нашей сегодняшней истории:
Сталь.
Сталь – относительно молодой материал. Само понятие стали как отдельного материала появилось уже в нашей эре, однако обрабатывать железо человечество начало даже раньше, чем золото. Это обусловлено тем, что орудия труда из меди были менее долговечны, в отличие от железных изделий, а, кроме того, железо было наиболее прочным из доступных человеку материалов.
История производства и использования железа берёт своё начало в доисторической эпохе. Выплавка в сыродутной печи применялась в XII веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованое железо. Об обработке железа упоминается в первой книге Библии.
Первыми производство железных изделий организовали кузнецы-любители — обычные крестьяне, промышлявшие таким ремеслом в свободное от обработки земли время. Кузнец сам находил «руду» (ржавое болото или красный песок), сам выжигал уголь, сам строил сыродутную печь и выплавлял железо, сам ковал, сам обрабатывал.
Умение мастера на данном этапе закономерно было ограничено выковыванием изделий самой простой формы. Инструментарий же его состоял из мехов, каменных молота и наковальни и точильного камня. Железные орудия производились с помощью каменных инструментов.
Если удобные для разработки залежи руды имелись поблизости, то и целая деревня могла заниматься производством железа, но такое было возможным только при наличии устойчивой возможности выгодного сбыта продукции, чего практически не могло быть в условиях натурального хозяйства.
До н.э. в Европе уже повсюду производили кованое железо. Многие великолепные Греческие и Римские здания были построены из камня с применением железных инструментов в форме бабочки, покрытых свинцом. В 500 году до н. э. этруски, жившие на западном побережье Италии производили более 4,5 тысячи килограмм железа в год. Ковку железа осуществляли в кузнице, а для поддержания огня использовали древесный уголь. Огонь раздували при помощи специальных мехов, сшитых из шкур животных.
Первая же сталь была создана кельтами около 200 года н. э. Они резали кованое железо на тонкие полоски и складывали их в контейнер с обожженными костями и углем, после чего все это нагревали в печи в течение 10-12 часов на очень сильном огне. В результате поверхность металла обогащалась углеродом. Затем эти полоски сваривали между собой посредством ковки и таким образом создавались ножи. Эти ножи стали предшественниками клинков, которые мы ошибочно называем дамасскими. Кельтский процесс производства стали в 1050 году был скопирован викингами и немцами. С тех пор в этих странах производили стальные клинки, метод изготовления которых, был строго засекречен. Дамасскую сталь производили в Пакистане и в виде булатных заготовок отправляли в Сирию, где изготавливали знаменитые дамасские клинки. Процесс производства дамасской стали очень сложный, поскольку ее необходимо было нагревать до очень высокой температуры, и если температуру превысить, то материал мог разрушиться.
С развитием технологий процесс переплавки руды был знатно усовершенствован, и уже не представляет собой огромного секрета – сталь используется повсеместно, а ее качество в разы превосходит средневековые аналоги. Однако, давайте поближе посмотрим, почему же сталь так привлекла внимание человечества.
Сталь — сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий не менее 45 % железа, и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,1 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистая сталь. Если содержание углерода в сплаве превышает 2,14 %, то такой сплав называется чугуном. Углерод придаёт сплавам прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость. В зависимости от примесей других элементов, материал приобретал иные полезные свойства.
Именно баланс между ковкостью, пластичностью и твердостью, упругостью стали послужил тем, что заставило человека ценить сталь наравне с золотом. Развитие военного дела, производства и архитектуры требовало новых материалов и расширения возможностей старых. Сталь позволяла строить машины, ковать лучшие инструменты и оружие, возводить более прочные здания, а главное – делать это быстрее и долговечнее.