Освоение железа

Насколько часто люди пользовались изделиями из метеоритного железа? Как долго хетты сохраняли монополию на производство железа? Почему в какой-то момент Восточная Европа отстала в освоении металлургических технологий от Северного Кавказа?

Мы публикуем стенограмму эфира дружественного проекта «Родина слонов» с ведущим научным сотрудником лаборатории естественнонаучных методов археологии РАН Владимиром Игоревичем Завьяловым.

Михаил Родин: Сегодня мы продолжим тему, которую уже поднимали с Евгением Николаевичем Черных несколько недель назад. Тогда мы начали говорить о том, как человек начал производство бронзы, как этот металл распространялся по миру и насколько сильно это повлияло на геополитику того времени. А сейчас мы будем говорить о следующем технологическом скачке – освоении железа. Давайте начнем с того, как все-таки получилось, что люди стали производить этот металл.

Владимир Завьялов: Дело в том, что наиболее осваиваемые медные руды – это окисленные медные руды. Как пример, можно привести одну из наиболее распространенных руд: это малахит. Но таких руд немного, и они достаточно быстро исчерпались. Поэтому древние металлурги были вынуждены пойти на получение меди из сульфидных руд. Для этого требовалось отделить пустую породу; одним из катализаторов служила железная руда. При получении меди с добавлением железной руды в шлаке, который получался в ходе металлургического процесса, могли образовываться небольшие крольки железа. Мы (я и другой сотрудник нашей лаборатории, Наталья Николаевна Терехова) считаем, что древние металлурги, получая медь с использованием железной руды, могли обнаружить, что в шлаке образовываются капельки белого металла. Возможно, они сочли их серебром или оловом – эти металлы тоже могли получаться при выплавке полиметаллических руд.

Михаил Родин: Крольки – это маленькие капельки другого металла?

Владимир Завьялов: Да. Металлурги собирали их и, естественно, пытались выплавить их в тигле. Железо не плавилось, потому что точка плавления железа очень высока, порядка 1450 °C – это температура, которой древние металлурги достичь не могли. Но уже при 1200 °C (температуре, которая могла получиться в горне) эти крольки могли спечься в какую-то достаточно плотную массу. По прошествии времени металлурги должны были заметить, что эту массу можно проковать и выковать из нее пусть небольшие, но достаточно твердые предметы.

Михаил Родин: То есть они не могли сделать железо жидким, но они уже умели размягчать его, и это позволяло с ним работать.

Владимир Завьялов: Да, при температуре выше 1000 °C железо уже достаточно хорошо куется, и из бесформенного куска можно отковывать какие-то предметы. Они всегда были небольшими, потому что получить из этих крольков какой-то предмет массой более 10 грамм было невозможно. И только тогда, когда начали использовать именно железную руду для получения нового металла, началась именно железная металлургия. Это был очень длительный путь, потому что освоение процесса требовало большого количества времени, наблюдений, опытов, но, тем не менее, уже к середине 2-го тысячелетия до новой эры этот процесс был освоен. На тот момент люди могли отковывать уже достаточно крупные предметы – кинжалы, наконечники копий и тому подобное.

Михаил Родин: Когда встречаются первые железные изделия? Насколько долго железо встречалось параллельно с бронзой?

Владимир Завьялов: Первые железные изделия (изготовленные именно из металлургического железа, то есть откованные из крупных кусков) – это конец 3-го тысячелетия до новой эры. Это дохеттское время – время, когда в Анатолии были распространены племена хаттов. А вот о маленьких изделиях говорить очень сложно, потому что почвы Анатолии и вообще Ближнего Востока очень плохо сохраняют металл, и очень часто просто находят железную коррозию. Можно ли идентифицировать это как какой-то предмет, или это была просто руда, которую использовали для неких целей, сказать сейчас трудно. Во всяком случае, во второй половине 3-го тысячелетия железо начинают внедрять в обиход среди, по меньшей мере, правящих классов.

Михаил Родин: То есть железо было более дорогим, чем, скажем, серебро и даже, может быть, золото?

Владимир Завьялов: Да – это известно по источникам: клинописным табличкам примерно середины 2-го тысячелетия, где указывается цена железа. Она действительно была выше, чем цена серебра.

Михаил Родин: Расскажите про использование метеоритного железа: есть мнение, что первое железо, которое использовали для ковки, имело именно такое происхождение.

Владимир Завьялов: Да, есть такое мнение. Первые железные предметы из метеоритного металла известны нам из раскопок египетского погребения конца 4-го тысячелетия. Это небольшие бусы, свернутые из раскованных пластиночек – то есть кусочки метеорита были нагреты, раскованы в пластинки и затем свернуты. Здесь не требовалось никаких приемов, отличных от тех, которыми металлурги пользовались при работе с золотом или медью.

Использование метеоритного железа было очень ограничено. Во-первых, самих метеоритов было немного, хотя вообще метеоритов на землю падает достаточно, но железосодержащих среди них буквально 5–6 %; во-вторых, даже эти редкие метеориты нужно было еще отыскать; в-третьих, ковать можно было только из небольших кусочков, потому что прогреть (а тем более – проковать) массивный кусок было в тех условиях невозможно. Есть еще одно интересное наблюдение: хотя первые метеоритные изделия встречены в Египте, но сама железная металлургия в Египте начинается очень поздно – не раньше VIII в. до новой эры. То есть от появления первых изделий из метеоритного железа до металлургии как таковой прошло несколько тысячелетий. И эти тысячелетия не заполнены ничем – никакими находками, которые позволили бы говорить, что идет процесс освоения нового металла. Это значит, что между двумя этими событиями нет никакой связи. С другой стороны, в Анатолии, где нам известны первые изделия из металлургического железа, например, кинжал (Чатал-Хююк, конец 3-го тысячелетия до нашей эры), как раз изделия из метеоритного железа вообще не зафиксированы.

Михаил Родин: То есть это не взаимосвязанные события, и метеориты не помогли освоить железную металлургию?

Владимир Завьялов: Никоим образом. Метеорит использовали как некий новый материал, который не мог быть постоянным – это не руда в залежах, которые можно разведать и использовать постоянно, а совершенно случайные находки, и вещи из них были очень редки. Некоторые предметы были априори объявлены как изготовленные из метеоритного железа без проведения каких-либо анализов. В свое время греческая исследовательница Фотос (Photos) собрала все артефакты, которые считались изготовленными из метеорита (всего около 50 для времени до середины 1-го тысячелетия до н.э.), и оказалось, что только треть из них подвергались какому-то анализу. Причем эти анализы были тоже, скажем так, неполными: считается, что метеоритное железо содержит большое количество никеля, и очень часто основывались на том, что, если в железе есть никель – это метеоритное железо. Однако и на Земле существуют руды, содержащие большое количество никеля: то есть и из земных металлов можно было получить предметы с высоким содержанием этого элемента.

Я бы сказал, что здесь нужно обращать внимание на три момента. Во-первых, конечно, все-таки на содержание никеля, во-вторых, на содержание кобальта (метеоритное железо обязательно сопровождается еще и им, что не всегда учитывалось), а в-третьих, на специфические микроструктуры. У метеоритных металлов они такие, что их ни с чем не спутаешь – ни с земным металлом, ни с металлургическим железом. Только проведение металлографического анализа может дать стопроцентную гарантию, что предмет откован из метеоритного железа, но такой анализ проводился далеко не всегда.

Михаил Родин: Вы упомянули о том, что первые находки больших кованых предметов относятся к Анатолии. Расскажите, там ли действительно возникла металлургия и почему.

Владимир Завьялов: : Скорее всего, там. Во-первых, Анатолия уже имела очень большой опыт в получении и обработке меди и медных руд. Она была центром доциркумпонтийской металлургической провинции. Циркумпонтийская провинция – это ранняя бронза, а в Анатолии медные предметы появляются уже в 7-ом тысячелетии до нашей эры. Там существовала высокотехничная культура, связанная с обжигом известняка для получения извести, и это послужило одной из основ перехода к металлургии меди – то есть были освоены термические процессы (процессы получения высоких температур), что необходимо для плавки руды. Во-вторых, здесь были богатые железом руды, так называемых магнетитов. В-третьих, греческие источники IV в. до нашей эры говорят нам о «племени халибов», которых считали первопроходцами в производстве железа. Разница по времени там значительна, но то, что греки помещают этих халибов в Восточное Причерноморье, говорит о том, что, скорее всего, все сосредотачивается там.

Михаил Родин: Грубо говоря, этим людям просто повезло с наличием полезных ископаемых.

Владимир Завьялов: Они также были наблюдательны и трудолюбивы, и хотели познать эти процессы получения металлов из руд. Это тоже нельзя сбрасывать со счетов.

Михаил Родин: То есть многие века они занимались бронзой, получая железо как побочный продукт, а потом они начали переносить на него свой опыт, полученный благодаря работе с бронзой.

Владимир Завьялов: Там начинает развиваться железная индустрия, после чего распространяется по миру.

Михаил Родин: Как это происходило? Залежи железа были не везде; значит, сначала распространилась не технология, а готовые изделия?

Владимир Завьялов: Несомненно: например, знаменитый кинжал из гробницы Тутанхамона был произведен хеттами из Анатолии.

Но постепенно начали распространяться и знания о производстве нового металла: к середине второго тысячелетия до нашей эры относятся первые известные нам металлургические комплексы, достаточно удаленные от Анатолии. Так, недавно был открыт металлургический комплекс XIII в. до новой эры, находящийся на территории Сербии – предполагается, что этот комплекс обслуживал Микенское государство. Правители Микен, желая вынести такие энергоемкие производства за пределы государства, начали основывать их на периферии. То есть в середине 2-го тысячелетия до нашей эры железная металлургия была известна в Крито-Микенском мире и Закавказье.

Михаил Родин: То есть потребитель жил на юге Балкан, а производство было сосредоточено на севере – в Сербии? Микены закупали продукцию, или этот комплекс был их колонией?

Владимир Завьялов: Это очень сложный вопрос – чтобы на него ответить, пришлось бы учитывать знания не только по истории металлургии. А вообще такие крупные металлургические комплексы не были редким явлением – они снабжали широкий регион производства. Например, на территории Польши известен Свентокшисский комплекс, относящийся к римскому времени; в начале 1-го тысячелетия новой эры на территории Украины существовал Уманский комплекс, который снабжал железом, скорее всего, тоже римские провинции. В Средневековье также известны такие комплексы – например, достаточно крупный комплекс располагался на территории Куликова поля под Тулой. По подсчетам, железа там производилось больше, чем могли потребить близлежащие поселения; то есть этот кмоплекс был рассчитан на подставку железа в другие регионы.

Михаил Родин: Время развития железной металлургии – это 2-е тысячелетие до нашей эры, то есть период активного развития также Месопотамии, Египта и Крито-Микенского мира. Как там дело обстояло с рудой?

Владимир Завьялов: Надо сказать, что железо – один из наиболее распространенных элементов земной коры, к нашему счастью. К счастью – потому что вся наша цивилизация основана на железе. Оно позволило возникнуть государствам в таких северных областях, как лесная зона Европы – до этого все государства тянулись только к южным ее регионам. Именно с наступлением эры железа государства продвигаются далеко на север.

Михаил Родин: За счет более совершенных орудий, которые позволяли вырубать лес?

Владимир Завьялов: Да, во-первых, за счет более совершенных орудий, во-вторых, за счет широкого распространения руд: они есть практически везде. Другое дело, что качество этой руды везде разное: из одной можно легко получить металл, другая вообще для этого непригодна, для работы с третьей нужны были какие-то технологические ухищрения. Но металлургия возникала, конечно, там, где залежи руды были действительно большими и располагались достаточно близко к поверхности – даже в эпоху Средневековья старались создавать не очень глубокие рудники – до 10–12 метров глубиной, с небольшими шахтами. Освоив процесс получения металла, металлурги могли получать его в больших количествах.

Михаил Родин: Но изначально производство железа было некоей монополией хеттского государства, которому повезло с рудниками?

Владимир Завьялов: Судя по всему, да, хетты на какое-то время монополизировали это производство, но это было недолго, потому что даже в Новохеттском царстве металлургия распространилась и на запад (Балканы), и на восток (в Закавказье).

Михаил Родин: У нас есть какие-то данные о том, как они пользовались своей монополией? Например, есть сведения о дорогих подарках из железа?

Владимир Завьялов: Единственное – это письменные источники. Мы знаем, что египетский фараон просил хеттского царя прислать ему железо, на что хеттский царь отвечает, что сейчас хорошего железа у него нет, а делать его будут только через какое-то время, и тогда – может быть. Это понятно: конечно, мы не можем считать, что конкретно хетты считали «хорошим» железом, но все-таки для его производства важное очень многое. Это и руды, и даже подходящая погода, потому что в случае с затяжными дождями потребовалась бы очень большая отдача тепла при работах. Вот такая переписка существует.

Михаил Родин: Когда и почему железо вытесняет бронзу?

Владимир Завьялов: Существуют три гипотезы о том, когда и почему это происходит. Первая, так называемая экологическая, связывает вытеснение бронзы с тем, что для ее выплавки были практически уничтожены леса, а для выплавки железа требовалось меньше топлива – и поэтому оно вытеснило бронзу. Должен сказать, что это несостоятельная гипотеза, хотя бы потому, что для получения железа требуется нисколько не меньше древесного угля, чем для получения бронзы (если не больше!) – такие подсчеты были сделаны во время экспериментальных археологических работ. К тому же, у нас нет никаких дополнительных сведений о том, что на Ближнем Востоке были настолько вырублены леса, что остатки нельзя было использовать для металлургии.

Вторая гипотеза – экономическая. В начале бронзового века люди осваивают лигатуру меди – добавляют в нее другие элементы (мышьяк, потом олово), которые и превращали медь в бронзу, то есть куда более прочный сплав. Но, во-первых, залежи олова известны и на территории Анатолии (правда, мы сейчас не можем твердо сказать, использовались ли эти руды, но они есть), во-вторых, чтобы доказать эту гипотезу, пришлось бы сделать большое количество экспериментов и понять, что бронза действительно сильно ухудшается за счет снижения уровня олова. Тогда бы мы могли твердо говорить о том, что экономическая гипотеза имеет место.

А третья гипотеза – технологическая.

Михаил Родин: … то есть связанная с тем, что люди научились выплавлять железо. И сейчас эта теория является основной. Учились они этому довольно долго, прежде чем железо окончательно вытеснило бронзу.

Владимир Завьялов: Здесь нужно отметить, что каменный век длился десятки тысячелетий, а древний каменный век – сотни тысяч лет. Поэтому те две с половиной тысячи лет развития железной металлургии – это не так много, на самом-то деле. Технологическая гипотеза предполагает, что, когда человек научился улучшать качество железа путем его цементации (то есть насыщения его углеродом – а это, фактически, означает получение стали), тогда железо и начинает вытеснять бронзу.

Михаил Родин: А до того, как человек научился это делать, преимущества железа не были очевидны?

Владимир Завьялов: Считается, что во время сыродутного процесса получается химически чистое железо, и практически не содержит примесей. Сыродутный процесс – это прямой процесс восстановления железа (в твердом состоянии) из руды. Стадия чугуна при этом минуется (что имеет место в современной металлургии).

Михаил Родин: Почему этот способ называется сыродутным?

Владимир Завьялов: В сыродутный горн нагнетался сырой воздух, и посредством этого повышалась температура. Считалось, что химически чистое железо по своим качествам уступает бронзе. Действительно, оно мягче бронзы; но не учитывался один очень важный, на наш взгляд, момент. Для того, чтобы получить химически чистое железо, металлург должен был, с одной стороны, точно знать пропорции между древесным углем и рудой, а с другой – точно знать состав этой руды. Конечно, на ранних этапах железной металлургии это было недостижимо. Скорее всего (это показывают и анализы более раннего металла, и результаты экспериментальных работ), в процессе получения железа у металлургов образовывалась так называемая сырцовая сталь, то есть железо с неравномерным уровнем углерода. Когда древесного угля, то есть топлива, было больше, чем необходимо, избыточный углерод мог проникать в железо; таким образом, какие-то куски этого железа оказывались перенасыщенными углеродом. Этот металл как раз имел преимущество перед бронзой. На наш (мой и Натальи Николаевны Тереховой) взгляд, именно получение первого сыродутного, то есть черного, металла ознаменовало окончательный переход к железу.

Даже сейчас, обладая знаниями о пропорциях руды, нам очень сложно получить чистое железо – но этого и не требовалось.

Михаил Родин: : То есть получается, что железо с самого начала производства было лучше, чем бронза.

Владимир Завьялов: Да, и весь вопрос состоял только в том, чтобы полностью освоить и распространить металлургический процесс.

Михаил Родин: Как происходит цементация?

Владимир Завьялов: Цементация и термообработка возникли, на наш взгляд, примерно одновременно, во второй половине 2-го тысячелетия до нашей эры.

Цементация – это процесс насыщения железа углеродом, что и превращает железо в сталь. Железную заготовку или готовый предмет помещают в тигель с углеродосодержащей средой (древесным углем или костями), герметично закрывают его, ставят на продолжительное время в горн и дают достаточно высокую температуру. Цементация происходит примерно при температуре в 900 °C.

Выдерживают тигель в горне около 7–8 часов, чем дольше, тем лучше, потому что в этом случае в железо проникает больше углерода, и сталь получается более качественной.

Михаил Родин: То есть сталь – это железо, насыщенное углеродом.

Владимир Завьялов: Да, причем, если мы говорим именно о цементации, углерод равномерно проникает в железо, и у стали получается равномерная же структура. Углерод в кристаллической решетке железа вытесняет один из его атомов и, таким образом, упрочняет его структуру. Дело в том, что углерод – это один из немногих элементов, которые могут проникать в железо, находящееся в твердом состоянии. Железо не могли легировать, как медь, то есть добавлять туда какие-то металлы, когда оно находилось в расплавленном состоянии, но за счет внедрения (подчеркну – в твердом состоянии) углерода железо превращалось в сталь, и твердость этого вещества повышалась.

Михаил Родин: Какими были следующие (или параллельные) технологические цепочки? Как делалась, например, термообработка?

Владимир Завьялов: Термообработка – это процесс, который еще более упрочняет сталь. Сталь нагревается до определенной температуры, затем охлаждается. Если это происходило в воде, получалась резкая закалка стали – что давало большую твердость, но при этом и хрупкость.

Михаил Родин: Это очень распространенный прием в кинематографе – показать, как кузнец вынимает заготовку из горна и опускает его в сосуд с водой.

Владимир Завьялов: Да, но наряду с этим применялись также другие способы охлаждения – например, мягкая закалка, после которой заготовка погружалась в какую-то другую среду (масло, жир).

Процесс охлаждения здесь шел медленнее, и это давало не такую высокую твердость, зато сталь не была такой хрупкой. Существовали и другие способы термообработки – к примеру, закалка с отпуском: предмет закаляли, затем нагревали еще раз до чуть меньшей температуры и снова давали ему остыть. Твердость сохранялась, но при этом повышалась еще и прочность.

Есть еще один интересный «сюжет» – распространение этих технологий на территории Восточной Европы. Первые железные изделия (правда, единичные – скорее всего, импортные) появляются в Восточной Европе в конце 2-го тысячелетия до нашей эры; а вот непосредственное освоение технологий стартует с началом 1-го тысячелетия до новой эры. Когда нами была исследована довольно большая серия изделий из памятников лесостепной зоны и Северного Кавказа, оказалось, что существуют как бы две традиции в изготовлении железных изделий. В лесостепи была очень простая технологическая схема, заготовки расковывали из металлургического сырья (целикового железа или сырцовой стали); способы цементации и термообработки для этих зон неизвестны. А вот изделия северокавказских памятников показали очень высокую для того времени технологию: металлургам были известны и цементация, и термообработка (причем это была закалка с последующим отпуском, что было важно для высокоуглеродистой стали, которая при резкой закалке становилась очень хрупкой, а отпуск «снимал» эту хрупкость). Мы выдвинули гипотезу, что существовали две традиции – восточноевропейская и северокавказская.

Центр распространения был один – Анатолия. Встал вопрос, почему возникает две традиции. Тогда мы обратились к историческим источникам, из которых известно, что примерно в конце 2-го тысячелетия (XII – XII вв. до новой эры) Ближний Восток потрясло нашествие так называемых «народов моря». А именно в это время возникают приемы цементации и термообработки.

Существовало два пути распространения знаний. Первый – западный, через острова Средиземного моря, Кипр, Крит, Грецию, Балканы и далее в Центральную и Восточную Европу. Второй – через Закавказье (а там известны очень ранние металлургические памятники, принадлежащие примерно XIV в. до новой эры), Кавказ, Северный Кавказ. Но нашествие «народов моря» как бы прервало «трансляцию» знаний по западному пути; и новые методы (цементация и термообработка) не пошли на запад. А на востоке этому процессу ничего не препятствовало, поэтому на Кавказе и Северном Кавказе появляются стальные изделия. Эту гипотезу подтверждает и то, что исследования железных предметов Гальштата (это примерно VIII – VI вв. до новой эры) тоже не показывают там высоких технологий – там были очень простые в технологическом плане изделия. Значит, Европа позже осваивает все эти приемы. Таким образом, эти события привели к тому, что в Восточной Европе образовалось две традиции обработки черного металла, и только в скифское время по степи и лесостепи начинают распространяться технологии, уже давно знакомые Северному Кавказу.

Михаил Родин: Вы очень подробно рассказываете о технологиях, которые использовались при обработке железа; как исследователи узнают о них? Расскажите о ваших методах.

Владимир Завьялов: Основная дисциплина, которой занимаюсь я (и мои коллеги) – это археометаллография, то есть изучение структуры железных предметов. Здесь я бы хотел обозначить разницу между технической металлографией и археометаллографией. Если при технической металлографии специалист знает, как был получен тот или иной сплав, и он должен оценить структуру, которая получилась при этих процессах, то при археометаллографическом исследовании у нас прямо противоположная задача: зная структуру металла, мы должны реконструировать процесс производства предмета.
Сейчас в нашей базе данных есть информация по памятникам на территории всего бывшего СССР (от Калининграда до Южной Сибири и от острова Шпицберген до Анапы и Новороссийска), причем по времени это отрезок от раннего железного века и практически до начала индустриального периода. В этой базе – более 13 000 анализов. На ее основании мы можем ставить чисто исторические вопросы – такие, как: распространение железных изделий, знаний о железе, формирование традиций в местном производстве, влияние инноваций на эти традиции и то, как они воспринимались (или не воспринимались). За счет этого мы уже решаем такие проблемы.

Михаил Родин: То есть благодаря этой базе вы видите импульс развития технологий во времени и пространстве, развитие и проникновение новых традиций на разные территории. А как это делается технически?

Владимир Завьялов: Мы берем выпил из предмета, шлифуем его наждачной бумагой с понижением зерна, потом полируем до зеркального блеска. Этот образец мы травим специальными реактивами и рассматриваем на специальном металлографическом микроскопе, чтобы определить структуру. Дополнительную информацию мы получаем за счет измерения различных микротвердостей. Все это позволяем нам реконструировать процесс изготовления предмета.

Михаил Родин: Вы используете какие-то химические методы, чтобы уяснить содержание того или иного элемента?

Владимир Завьялов: Долгое время считалось, что железо не может дать какой-то особенно важной информации, потому что, как говорилось выше, оно было химически чистым. Но не так давно я все же решил провести серию анализов на рентгенофлуоресцентной установке и получил состав железных предметов: действительно, содержание железа там порядка 96–99%, но при этом в железе содержались шлаки, которые при кузнечных операциях было невозможно полностью удалить. Сейчас эта работа только начинается, но среди этих шлаков нашелся элемент, который уже позволяет говорить о близости (или ее отсутствии) в происхождении сырья для различных предметов.

Михаил Родин: Как дальше развивалась металлургия – в античности, в раннем Средневековье? Появлялись ли еще какие-то инновации?

Владимир Завьялов: Развивался, прежде всего, сам сыродутный горн: у него появилась высокая шахта, которая в Европе постоянно росла, что в результате привело к появлению доменной печи и, как следствие, чугуна. Рос и объем шахт, что позволяло получить больше железа. Развивалось также исследование самих руд – теперь уже более богатых. Но сама основа получения железа в сыродутном горне оставалась, конечно, все той же, вплоть до внедрения современных технологий.

В конце XVIII в. в Норвегии жил такой естествоиспытатель – Оле Эвенстад (Ole Evenstad). Он описал современный ему сыродутный процесс и получил за это медаль Английского общества, но его труд примерно на сто пятьдесят лет оставался без внимания ученых. Историкам это было еще неинтересно, потому что историей промышленности не занимались, а металлургам это было уже неинтересно, потому что развивался доменный процесс. И только благодаря норвежскому исследователю Арне Эспелунду (Arne Espelund) труд был возвращен в науку, и сейчас он является одним из основных по истории металлургии.
Михаил Родин: То есть он описал буквально то, что видел, и теперь для нас это является хорошим историческим источником.

Владимир Завьялов: Он описал свойства руд, описал, какие из них годятся для истории металлургии, какие – нет, из каких руд получается одно железо, а из каких – другое. Он описал восемь сортов руды, определив разницу между ними безо всяких химических анализов – на вкус, на цвет и так далее.

Михаил Родин: Мы можем говорить, что средневековый металл однозначно лучше античного?

Владимир Завьялов: Это очень сложный вопрос, потому что если мы достаточно хорошо знаем металлообработку Средневековья, то касательно античности в этой теме мы не знаем почти ничего. Греческие памятники (возможно, ввиду близости к морю, возможно, в силу особого состава почвы) из античного металла сохраняются очень плохо – остается, по сути, одна непригодная для анализа коррозия. Удается собрать только очень небольшую серию предметов, которые пока не дают возможности говорить о производстве античного металла. Пока мы можем судить об этом только по письменным источникам.

Михаил Родин: А если средневековые изделия сохраняются лучше, нельзя ли сделать из этого вывод, что и сам металл был лучше?

Владимир Завьялов: Дело, все-таки, прежде всего, в составе почв. Мне приходилось анализировать металл из памятника северной Норвегии, с Лофонтенских островов, и я отмечал очень плохую сохранность металла. А они относились также к Средневековью (XII – XIV вв.). Удалось собрать очень небольшую серию, при том, что металла там очень много, но все изделия просто раздуты до неимоверных размеров из-за разрушительного действия коррозии.

Михаил Родин: : Можете вкратце описать следующий технологический рывок, описав различия между сыродутным и доменным методами?

Владимир Завьялов: Даже при сыродутном методе, который мы уже описали, иногда получался чугун (металл так насыщался углеродом, что мог плавиться). Мы помещаем руду вперемешку с углем в разогретый горн и нагнетаем туда сырой воздух для повышения температуры. В результате получается крица – кусок железа, пропитанный шлаками; этот кусок уже можно расковывать. Его нагревают и выбивают из него шлаки.

При современном (доменном) процессе получается чугун – за счет большого количества углерода и более высокой температуры. Я уже отмечал, что в Средневековье для того, чтобы получить больший объем металла, стали увеличивать шахты – это увеличивало тягу и, соответственно, температуру. И в один прекрасный момент вместо железа начали получать чугун. Здесь интересна разница между Китаем и Европой: в Китае чугун остался материалом для отливок очень ограниченного числа изделий, а в Европе из него стали удалять лишний углерод и превращать в сталь. Чугуна получалось больше, чем сыродутного железа, а уже из чугуна получали сталь. То есть процесс получался двухступенчатым.

Михаил Родин: А что нужно сделать с чугуном, чтобы получить сталь?

Владимир Завьялов: Его помещали в специальные печи, пропускали через него воздух, и лишний углерод выгорал. То есть, если чугун содержит 2,6–2,8% углерода, то после выгорания остается примерно 1,5%. А это уже хорошая сталь.