Железо было первым металлом из которого люди стали изготовлять орудия труда
Мы с вами живём на железной планете. Распространённость железа в земной коре — 4,65 %, это четвёртый показатель после кислорода, кремния и алюминия. При этом в мантии его содержание составляет 14 %, а земном ядре — 86 %. Оттого не удивительно, что освоение железа было вопросом времени, и что именно на нём мы построим нашу цивилизацию.
Представьте, что о существовании металла ничего не известно. Люди использовали то, что лежало прямо под ногами и прежде всего это камни, палки и кости животных.
Процесс создания первых орудий был максимально примитивным — они обтёсывали камни, ударяя друг об друга, и заостряли таким образом нужный конец.
Позже люди научились приделывать к камням древки и получили первые топоры. Таким каменным топором уже можно было срубить большое дерево, но на это могли уйти недели. Не то чтобы у первобытных людей была нехватка свободного времени, но такие темпы не позволяли им развиваться как виду.
Среди прочего людям попадались и красновато-зелёные «камни». Тогда они не знали, что это самородки меди и традиционно пытались обтёсывать ударами — куски от меди не отламывались, но менялась сама форма металла.
Медь мягче и куда эластичнее камня — из неё проще было создавать изделия методом холодной ковки, то есть без нагревания. Обрабатывали медь и методом горячей ковки: бросали самородки в костры и печи. Температура плавления меди относительно невысокая — 1083 °С. А поскольку природные металлы редко находятся в чистом виде и состоят преимущественно из примесей, температура плавления была ещё меньше. Костра под потоками ветра было достаточно, чтобы взаимодействовать с самородками меди и создавать из неё предметы.
Из-за мягкости медь в меньшей степени была пригодна для охоты и работы на полях, но получила большую популярность в ритуальных целях и в качестве украшений благодаря красивому красноватому блеску.
На смену медному веку пришёл бронзовый . Бронзу люди получили в результате сплава меди и олова: в костры с медью попадали различные примеси, среди которых было и олово.
По характеристикам они превосходили медные, отличались большей твёрдостью и устойчивостью к коррозии. К тому же бронза обладала меньшей температурой плавления, чем медь — 950 °С. Хоть бронза и прослужила людям многие сотни лет, её доминирование в мире тоже завершилось — сырья для изготовления железа было многократно больше, оно было доступнее и превосходило бронзу в твёрдости.
До того, как люди научились обрабатывать железную руду, они пользовались железом метеоритного происхождения. Прослеживается это и в ранних названиях металла: древние египтяне называли его «небесным телом», шумеры «небесной медью», а в греческом и латинском языках он именовался «звёздным».
Когда прославленный испанский конкистадор Эрнан Кортес спросил у ацтекских вождей, откуда у них ножи, они показали ему на небо.
Такое железо было редкостью, считалось драгоценным как золото и потому использовалось больше в ритуальных целях. Его было недостаточно, чтобы человечество вступило в новый этап истории, вытеснив бронзу.
Считается, что первыми освоили производство железа хетты около двух тысяч лет до нашей эры — это территория современной Анатолии в Турции. Но железная металлургия распространялась по миру неравномерно и довольно неспешно.
Первым металлургическим агрегатом для добычи железа из руды был сыродутный горн. Поначалу их рыли на склонах холмов, чтобы создавалась естественная воздушная тяга. Позднее их стали рыть прямо в земле, над ямой пристраивали купол с отверстием, а воздух подавали сбоку с помощью мехов из шкур животных. Их ещё называют «волчьи ямы».
Пространство изнутри покрывали толстым слоем огнеупорной глины, чтобы сохранять жар. В ширину такой горн был в среднем один метр, а в высоту не более полуметра.
Сначала в печь закладывали древесный уголь и разжигали его, затем сверху загружали слоями поочерёдно руду и древесный уголь. Количество руды могло доходить до 20 кг. Воздух подавали с помощью мехов, которые приводились в движение руками или ногами. Температура в рабочем пространстве горна достигала 1100—1350 °С, что было недостаточно для того, чтобы полностью расплавить малоуглеродистое железо, но достаточно, чтобы через специальный жёлоб вытекали расплавленные шлаки.
В зависимости от размера печи, руды и давления воздуха обработка могла занимать от нескольких часов до нескольких дней. Когда процесс заканчивался, печь разрушали и доставали крицу — кусок пористого железа с включениями несгоревшего древесного угля и примесями шлака. Что делали дальше? Вручную методом ковки удаляли из крицы уголь и шлаки до тех пор, пока не получали пригодное железное сырьё для создания инструментов.
Поначалу такое производство не было эффективным: вес крицы составлял не более 20 % от заложенной руды — основная масса вытекала со шлаком.
Со временем люди научились получать железо эффективнее. Для этого они увеличивали высоту горна и совершенствовали механизмы продувки. Например, в Китае использовали водяное колесо, которое приводило в движение ящики с воздухом. Так они достигали температуры 1350 °С — достаточной для производства чугуна.
Сыродутный горн с различными изменениями просуществовал до конца 19 века, а в некоторых особенно удалённых регионах им пользуются до сих пор как самым доступным способом добычи железа.
В будущем расскажем про появление домниц, влияние чугуна на металлургию и освоение стали.
Скажите пожалуйста где и когда впервые в мире стали добывать полезные ископаемые.
Первым металлом, который стал известен человеку, по-видимому, была медь. По мнению археологов, применять самородную медь начали еще за 12–11 тыс. лет до н. э., т. е. в каменный век. Затем наступил собственно медный век – сначала на Ближнем Востоке, потом в Европе, Средней Азии, Закавказье, в России, на Украине. В древнем мире медь добывали в Сирии, Палестине, на Кипре (считают, что от латинского слова «купрум» – «медь» и происходит название этого острова), в Испании, Сербии, Болгарии, на Кавказе, в Индии. В течение нескольких тысячелетий ее широко использовали для производства орудий труда, утвари, украшений, а позднее и для чеканки монет.
Затем, примерно за 4 тыс. лет до н. э. начался бронзовый век. Это означало, что люди научились получать сплав меди и олова, который к тому времени также стал известен сначала на Ближнем Востоке, а позднее в Европе (Британия). Полагают, что само слово «бронза» происходит от названия порта Бриндизи (Брундизи) в южной Италии, где было освоено производство этого металла. Как и медь, бронзу широко использовали для изготовления самых различных орудий труда. При помощи их, в частности, обрабатывали каменные глыбы знаменитой пирамиды Хеопса. Кроме того, бронзу стали применять в качестве конструкционного материала. Например, из бронзовых деталей была смонтирована статуя колосса Родосского, относящаяся к одному из семи чудес света.
Но неправильно было бы считать, что в те далекие времена только медь, олово и бронза составляли минерально-сырьевой арсенал человечества. Наряду с ними широко использовали уже и некоторые другие металлы и камни.
В первую очередь это относится к золоту. Самородное золото стало известно примерно так же давно, как и самородная медь. Что касается его добычи, то она началась, очевидно, в Древнем Египте, где, как известно, этот металл связывали с культом Солнца и обожествляли. Задолго до начала нашей эры золото добывали в Малой Азии, в Индии, в Древнем Риме. Использовали его в основном для производства украшений, изделий культа, для чеканки монет. Богатейшими золотыми сокровищами обладала также империя инков в Южной Америке. Именно эти сокровища особенно привлекли испанских конкистадоров во время завоевания ими Нового Света.
Уже в Древней Греции и в Древнем Риме, да и в других регионах Земли, были широко известны свинец, руда ртути киноварь (ее использовали для изготовления красного красителя), сера, поделочные камни (мрамор, лазурит), многие драгоценные камни (изумруд, бирюза и др.). В третьем тысячелетии до нашей эры в копях Голконды (Южная Индия) начали добывать алмазы.
Постепенно бронзовый век сменился железным веком, который продолжался примерно 3,5 тыс.
лет. Археологическими исследованиями установлено, что железо сыграло особенно большую роль в развитии человеческой цивилизации. Первые плавки железных руд и изготовление первых кованых железных изделий относятся, очевидно, ко второму тысячелетию до нашей эры (Египет, Месопотамия). Затем железные руды стали использовать на территории Европы, южной России, Кавказа. Из железа производили орудия труда и быта, оружие, многие другие изделия.
С известной долей условности можно утверждать, что на протяжении всего периода средних веков и нового времени – вплоть до промышленных переворотов XVIII–XIX вв. – минерально-сырьевую базу человечества составляли примерно те же металлы (медь, железо, золото, серебро, олово, свинец, ртуть), что и в древнем мире, а также поделочные и драгоценные камни.
История открытия железа
Древний мир
Крупнейшим достижением человечества, вызвавшим бурный рост производительных сил, явилось получение и применение железа. Железо окончательно вытеснило каменные орудия, чего не могли сделать ни медь, ни бронза. В чем же заключались преимущества железных орудий труда перед орудиями труда из камня и бронзы?
Когда появилось железо?
В Китае железо было известно уже в 2357 году до н.э., а в Египте — в 2800 году до н.э., хотя в Египте еще в 1600 г. до н.э. на железо смотрели как на диковину. В эти времена оно еще не получило широкого распространения. Железный век в Европе начался приблизительно за 1000 лет до н.э., когда на берега Средиземного моря проникло искусство получения железа.
Правда, следует отметить, что с чистым железом люди познакомились еще в эпоху энеолита, однако никакого практического значения этот факт тогда не имел. Дело в том, что в чистом виде железо в природе встречается в метеоритах. Эти падающие с неба куски металла стали предметом культа у некоторых народов: они встречаются при раскопках ряда стоянок.
Как добывали железо в древности?
В отличие от меди и олова, железо в древности добывалось повсюду из озерных, болотистых, луговых и других руд, которые в настоящее время уже не имеют большого практического значения.
Сыродутный способ получения железа
Одним из величайших изобретений человечества был сыродутный процесс получения железа. При этом процессе восстановление железа из руды достигается при температуре 900°. Для получения железа сыродутным способом:
- руда дробилась и затем обжигалась на открытом огне;
- после этого в ямах или небольших глиняных печах производилось восстановление металла.
Для восстановления металла в горн добавлялся древесный уголь и нагнетался воздух.
В результате процесса на дне глиняной печи образовывалась так называемая крица — комок пористого тестообразного и сильно загрязненного железа весом от 1 до 8 кг, который затем было необходимо подвергать многократной горячей проковке. После этого из нее изготавливали различные орудия труда и оружие.
Изобретение кожаных мехов
Кожаные меха, которыми нагнетался воздух в горны, были изобретены для ускорения плавки меди. Для сыродутного процесса кожаные меха стали совершенно необходимы, без них люди не смогли бы получать железо.
Впервые усовершенствованная искусственная воздуходувка появилась в Египте около 1580 г. до н.э.
Кричное железо
Кричное железо, которое получалось в результате сыродутного процесса, отличалось мягкостью, однако еще в древности был открыт способ получения более твердого металла. Для этого применялось сваривание, а также закалка железных изделий или их цементация.
Способ получения сварного железа, а также методы поверхностной закалки, по-видимому, были впервые применены в 1400 г. до н.э. в Армении, в небольшом местечке Шохдок-Карадаг, расположенном к северо-востоку от горы Арарат.
Здесь имелись богатые залежи железных руд, так называемых гематитов, а также запасы топлива в виде обширных лесных массивов. Жители этого района начали выплавлять железо, основываясь на опыте разработки и плавки медных руд.
Выплавляемое в Закавказье железо шло в Месопотамскую долину, в Шумерийское государство, в страны, расположенные в Передней Азии, а оттуда — и в Египет.
Несколько позже возникли и другие центры выделки железа. Стремление иметь более прочные орудия труда и оружие привело к открытию метода производства стали. Уже в античном мире начиная с первой половины I тысячелетия до н.э. сталь широко использовалась для изготовления орудий труда и оружия.
Греческие авторы в своих работах различают понятия железа, которое они называли «сидеро», и стали, которую они называли «халипс». Это название происходило от народа халипсов, жившего в то время на юго-восточном берегу Черного моря.
Применение железа в древности
Железо очень скоро проникло во все области производства, быта и военного дела, так как улучшение способов выплавки сделало его дешевым металлом. Оно в буквальном смысле произвело переворот во всех областях производства.
Распространение железа оказало влияние и на такие отрасли хозяйства, как рыболовство, охота и др. Важную роль железо сыграло и в изменении методов обработки дерева. Дерево в древности являлось основным материалом для строительства домов, сооружения средств передвижения по суше и воде, изготовления разнообразной утвари и т. д. Поэтому усовершенствование методов обработки дерева при помощи железных инструментов позволило поднять производительность труда в строительном деле.
Распространение железной металлургии и железных орудий привела человечество к последнему периоду первобытной истории, который Ф. Энгельс характеризует как эпоху «железного меча, а вместе с ним – железного плуга и топора». (К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 295). Безусловно, выплавка железа — одно из крупнейших достижений человечества.
Роль железа в земледелии
Овладение железом способствовало развитию земледелия. Железный топор и соха с железным лемехом способствовали расширению обработки земли. Железные орудия обеспечили обработку полей не только в безлесных, но и в лесных местах, где приходилось предварительно вырубать деревья.
Вместе с распространением железа земледелие превратилось в важную отрасль производства. Развитие земледелия отразилось и на характере скотоводства, которое либо превратилось в дополнение к земледелию, либо развивалось в самостоятельную отрасль — кочевое скотоводство.
История открытия меди. Первое применение металла
Праистория
Переход от каменных орудий к металлическим и соответственно от возделывания растений к земледелию имел колоссальное значение в
истории человеческого общества.
Когда появилась медь?
Археологические материалы свидетельствуют о том, что первым известным человеку металлом, имеющим производственное применение для изготовления орудий и оружия стала медь, хотя золото он, видимо, знал еще раньше. Во всяком случае археологические раскопки показывают, что первые медные орудия (кирка, кинжал и небольшой топор), похожие на каменные, относятся еще к Энеолиту, т. е. переходному периоду от Каменного века к Бронзовому (от 4 до 3 тыс. лет до н.э.).
Как добывали медь в древности
Историки предполагают, что человек в поисках каменного сырья нашел самородную медь. Исследования археологических находок подтверждают, что вначале первобытный человек не знал способа плавки самородной меди и в основном применял ковку.
Медь по своей твердости уступает кремню, обсидиану и многим другим плотным каменным породам. Однако она обладает большими преимуществами перед камнем. Самородную медь можно ковать, придавая ей необходимую форму, даже в холодном состоянии.
Для того чтобы изготовить каменный топор и его отшлифовать, неолитическому человеку требовалось затратить месяцы напряженного труда, в то время как из самородной меди топор можно уже было сделать легче и гораздо быстрее.
Обработка самородной меди привела первобытных людей к важным
наблюдениям:
- Во-первых, в результате ударов каменного молота медь становилась более твердой и поэтому пригодной для производства орудий. Тем самым были выработаны приемы холодной обработки металла.
- Во-вторых, занимаясь обработкой меди, человек открыл возможность плавки металла.
Древняя технология выплавки меди
Кусок самородной меди или найденной руды, содержащей металл, попавший в огонь костра или в очажную яму, позволил человеку обнаружить новые и несвойственные камню особенности: от сильного нагревания происходило неполное восстановление металла, который расплавлялся и, остывая, приобретал новый вид. При использовании более высокой температуры качество выплавляемого металла улучшалось.
Гончарная печь для выплавки меди
Занимаясь обработкой самородной меди, человек открыл возможность плавления металла. К этому времени уже была известна гончарная печь, температура пламени в которой значительно выше, чем в костре. Используя такую печь, люди смогли начать систематическую выплавку меди.
Оружие и орудия труда из меди
Впервые выплавка меди из руд была освоена в 4 тысячелетии до н.э. в ряде стран Азии, Египта, Индии. Из меди делали кинжалы, топоры, наконечники копий и стрел и т. д. Из меди производили также предметы, которые нельзя было сделать из камня: трубы, проволоку, гвозди и т. п.
Освоение способов выплавки меди дало людям более совершенные орудия не только для возделывания почвы и сбора урожая, но и для изготовления деревянных изделий, которые широко использовались в земледелии.
Медные мотыги, имевшие деревянные рукояти, и лопаты позволили выполнять большие земляные работы, требуемые для сооружения оросительных каналов в засушливых районах.
Важно отметить, что человек получил возможность чинить изготовленные из меди орудия. Однако медные орудия в это время не смогли вытеснить каменные, так как способы выплавки меди были несовершенны и месторождения богатых руд еще не были открыты.
Орудия труда наших предков или в чем преимущество железных орудий труда
Развитие человечества никогда не стояло на месте. Всего можно выделить три основных периода развития: каменный век, бронзовый век и железный век. Из всех трех периодов железный век был, пожалуй, самым коротким, но именно он дал самый мощный толчок для дальнейшего развития. Именно в этот период произошло важнейшее в истории совершенствование орудий труда .
Железный век, орудия труда
Фото с сайта hostingkartinok
Понятие «Железный век» – это условное понятие. Оно обозначает период, когда наши предки начали повсеместно изготавливать и применять орудия труда из железа. По разным историческим данным показываются разные периоды, но большая часть историков утверждает, что это 1-1,5 тыс. лет до н.э. А закончился железный век в 1 веке до нашей эры. Хотя часть историков утверждают, что закончился он несколько позднее, примерно на несколько веков.Хотя с железом наши предки были знакомы еще с древнейших времен. Первое знакомство с железом произошло благодаря метеоритам. В метеоритах большое содержание железа. Еще в древнем Египте считали их священными посланниками небес, и украшения из них носили только фараоны и жрецы. Судя по всему, долгое время наши предки пытались плавить железо в печах, однако их ждало разочарование, потому что железо, выплавленное без закаливания водой, было мягким и не подходило для изготовления орудий труда и какого-либо оружия. При раскопках древнейших поселений до сих пор находят куски выплавленного в печах железа.
Считается, что первыми ковку и закаливание при помощи воды стали использовать хетты, населявшие в те времена Анатолию. Они около двухсот лет хранили свой секрет. Но, после падения их государства, обработка железа таким способом, наконец-то, получила широкое распространение.
Официально считается, что наши славянские предки начали использовать железо примерно 1 тыс. лет до н.э. И первыми предметы быта и орудия труда в прошлом из железа стали изготавливать скифы. До сих пор в древних скифских поселениях находят различные приспособления для кузнечного дела и металлургии, а также старинные орудия труда , выполненные из железа.
В чем преимущества железных орудий труда
В начале железного века, благодаря кузнечному делу, появилось много новых орудий труда, которые играли важную роль в жизни наших предков. Основные названия орудий труда , сыгравших важную роль в развитии:
- Напильники, для изготовления тонких изделий. Это дало возможность изготавливать надежные замки и ключи, так как в это время увеличивается значение частной собственности. Также с их помощью изготавливали и другие изделия.
- Тиски, для удерживания обрабатываемого предмета. Были важным инструментом для ремесленников.
- Ножницы, которые применялись и применяются до сих пор повсеместно. Они немного отличались от современных ножниц. Кстати, благодаря ножницам овец стали стричь, до этого шерсть с них просто обдирали.
- Скобели, которые широко использовались для столярных работ. Это позволило упростить труд и улучшить качество работы.
Благодаря тому, что железная руда распространена в природе, изделия из нее были не дороги и общедоступны. Поэтому она постепенно вытесняла бронзу, которая была более дорогая и поэтому менее доступная. Технический переворот вызвал бурные изменения во всех областях жизни людей.
Производство орудий труда способствовало :
- Появлению множества инструментов связанных с кузнечным ремеслом: молоты, наковальни, всевозможные специальные клещи, пробойники и многое другое. Это способствовало дальнейшему развитию кузнечного дела.
- Развитию разного вида транспорта. Это произошло благодаря появлению втулки на колесах и железного обода. Появились колесницы, которые имели усовершенствованные конструкции и были более надежные. Также, в это время, благодаря повсеместному использованию железа, происходит бурное развитие кораблестроения.
- Развитию строительства. Появились такие важные инструменты как: сверла, рубанки, стамески, пилы, железные гвозди и скобы, что значительно облегчило строительство и позволило вывести его на более высокий уровень.
- Появлению первого токарного станка, что позволило улучшить качество обработки древесины. Изделия, изготовляемые из нее, стали более качественные.
- Развитию всех видов ремесел. Так как появились новые усовершенствованные инструменты, которые помогли облегчить работу ремесленников и усовершенствовать их изделия. Например, начало бурно развиваться гончарное искусство, это произошло, благодаря использованию железных инструментов.
- Появлению в войсках клинков, кинжалов, железных наконечников у стрел. В это время появляются железные дротики, мечи разной длины и другое оружие. В результате изменения снаряжения воинов изменилась и тактика ведения боя, военная стратегия.
Сельскохозяйственные орудия труда
С появлением железных орудий труда, расширились возможности в сельском хозяйстве. Это позволило увеличить возможности людей при обработке земли. Начали усовершенствоваться орудия труда, появились железные топоры, косы, большие серпы, лемехи плуги и другие орудия труда древнего пахаря .
С появлением плуга, появилась возможность обрабатывать большие земельные участки, и, как следствие, начали засеивать обширные территории, которые раньше не удавалось обработать качественно для подготовки к засеванию. Благодаря железным топорам появилась возможность отвоевывать у леса большие территории. Это позволило увеличить количество засеваемой земли во много раз. Помимо этого вырубка лесов предоставила большое количество материалов для строительства селений пахарей.При заготовке сена для скота использовали косы, что помогало значительно облегчить заготовки и продлить срок хранения зимних заготовок сена для скота. А также существенно увеличить поголовье скота.
Благодаря этому, сельское хозяйство стало повсеместно бурно развиваться. Человек начал активнее отвоевывать у природы новые земли для засевания.
Вывод
Практически везде существуют залежи железной руды. Поэтому, благодаря открытию способов получения железа из руды и его правильной термической обработки, стоимость изделий из этого металла в древние времена стала общедоступной. Что и стало началом периода вытеснения бронзы. Немаловажным также были и более высокие качества железа. После его правильной обработки, механические качества становились выше, чем у бронзы.Благодаря вытеснению бронзы более дешевым и крепким металлом орудия труда наших предков становились все более совершенными. Это дало мощный толчок для развития всех областей жизни. Стала повышаться производительность труда, что способствовало появлению прибавочного продукта. Именно в этот период развивается рабовладельческий строй. Это позволяло накапливать большое количество ценностей и, как результат, росло имущественное неравенство. Развитие торговли только усиливало эти процессы.
Но, пожалуй, пиком развития стали захватнические войны. В результате перевооружения армий и изготовления большого количества оружия из железа, военные стратегии усовершенствовались. Это позволило вести большое количество войн с целью порабощения захваченного населения и захвата ценностей.
Читайте также: