Вытворчасць і апрацоўка жалеза: пачатак і развіццё - Спадчына Беларусі: гісторыя і мастацтва

Вытворчасць жалеза на тэрыторыі Беларусі пачалася ў канцы У VII-VI стст. да н.э. Жалеза тут выплаўлялі з балотнай руды ў невялікіх печах-домніцах, якія знойдзены пры раскопках гарадзішчаў Лабеншчына, Канькі, Свідна (Лагойскі р-н) і інш. У жалезаробных майстэрнях жалеза здабывалі і выраблялі з яго рэчы і зброю. Найбольш раннія знаходкі вырабаў з жалеза адносяцца да мілаградскай культуры, а таксама да плямён падклошавых пахаванняў, што насялялі цэнтральныя раёны сучаснай Польшчы, басейны Зах. Буга і верхняй Прыпяці. На тэрыторыі цэнтральнай і паўночнай Беларусі жалезныя вырабы паявіліся ў сярэдзіне 1-га тыс. да н.э. і належалі плямёнам днепра-дзвінскай культуры. Росквіт чорнай металургіі і шырокае ўкараненне жалезных прылад працы ў плямён днепра-дзвінскай культуры і культуры позняй штрыхаванай керамікі адносяцца да канца 1-га тыс. да н.э. - першых стагоддзяў н.э.3 (ст.335)Археалогія Беларусі. Энцыклапедыя ў двух тамах. 1 том. Мінск: "Беларуская энцыклапедыя" імя Патруся Броўкі, 2009.

Адкрыццё і распаўсюджанне вытворчасці жалеза. Першае ў свеце жалеза пачалі атрымоўваць сырадутным спосабам. Сырадутным гэты спосаб называўся з-за таго, што ў горан падавалі ("дзьмулі") халоднае ("сырое") атмасфернае паветра. Печы ўяўлялі сабой ямы, выкапаныя на схілах узгоркаў, каб можна было мець натуральную цягу. Даследчыкі мяркуюць, што адкрыццё сыродутного працэсу адбылося ў выніку таго, што пры выплаўленні медзі або свінцу з руд у плавільным печ, акрамя меднай руды і драўнянага вугалю загружаліся (у якасці флюсу) железаутрымліваючыя пароды, у першую чаргу гематыт. У сувязі з гэтым ужо пры медзеплавільным працэсе маглі атрымлівацца першыя крыцы, і не выключана, што медзеплавільныя печы маглі часам набываць і другую функцыю - сыродутную.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Найбольш раннія выпадкі выкарыстання сыродутнага працэсу звязаныя з тэрыторыяй Пярэдняй Азіі, у асаблівасці Малой Азіі. Пры гэтым працягвалася вытворчасць вырабаў з метэарытнага жалеза.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Асваенне новага метаду даволі хутка пашырапася на поўдні Еўропы і дасягнула тэрыторыі Беларусі. У VII-VI стст. да н. э. суседнія плямёны скіфаў і кельтаў добра валрдалі тэхнікай і тэхналогіяй металургіі і апрацоўкі жалеза і сталі. Іх вытворчыя цэнтры выпускалі якасную прадукцыю, якая дасягала гандлёвымі шляхамі тэрыторыі рассялення плямёнаў мілаградскай культуры. Важна адзначыць, што неўзабаве сярод мясцовага насельніцтва знайшліся майстры, якія навучыліся самі здабываць жалеза і каваць з яго розныя вырабы. Сведчаннем таго, што жалеза ўжо на раннім этапе мілаградскай культуры стала адыгрываць важную ролю ў жыцці людзей, з'яўляюцца знаходкі ў час раскопак гарадзішчаў Мохаўскае-1, Гарошкаў і іншых дзесяткаў жалезных вырабаў і нават скарбу (тры сярпы, сякера і цясла) прылад працы, а таксама металургічных шлакаў у ніжніх слаях культурнага пласта. Менавіта наяўнасць адходаў металургічнай вытворчасці на археалагічным помніку з'яўляецца бясспрэчным доказам мясцовай здабычы жапеза, паколькі кавальскія вырабы маглі быць і прывазнымі. Напрыклад, наканечнікі дзідаў гальштацкага тыпу (VII—VI стст. да н. э.), што выяўлены каля в. Дубай Столінскага раёна, або аналагічны прадмет, знойдзены разам з бронзавымі сякерамі-кельтамі меларскага тыпу паблізу в. Урыцкае Гомельскага раёна.1 (ст.10)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

У VI—V стст. да н. э. з жалезам пазнаёміліся плямёны днепра-дзвінскай культуры і штрыхаванай керамікі. На шматлікіх гарадзішчах сустракаюцца жалезныя вырабы і шлакі, а на некаторых выяўлены рэшткі сырадутных печаў (горнаў). У беларускім Падзвінні асваенне вытворчасці жалеза адбывалася марудна, шырокае ўкараненне ў побыт мясцовага насельніцтва прылад працы з новага матэрыялу адзначаецца бліжэй да рубяжа нашай эры. Яшчэ вельмі трывалай была традыцыя вырабляць патрэбныя ў гаспадарцы рэчы з каменя і косці. Але паступова жалеза заваёўвала сабе належныя пазіцыі. I прычынай для гэтага было не толькі паўсямеснае распаўсюджанне яго ў прыродзе, але і здольнасць сплаваў жалеза з вугляродам і іншымі хімічнымі элементамі ў выніку тэрмаапрацоўкі набываць вьісокую цвёрдасць і трываласць, чаго не маглі забяспечыць ні камень, ні бронза. Тым больш што для металургіі бронзы на нашых землях няма адпаведнай сыравіны.1 (ст.10)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Буры жалязняк ці «балотная руда». Жалезная руда с невялікім змяшчэннем жалеза і вялікай колькасцю прымесяў (крыніца фота: files.school-collection.edu.ru).

Сыравіна. Сыравінай для вытворчасці жалеза служылі балотная руда, драўляны вугаль і вапна ў якасці флюсу.4 (ст.229)Археалогія і нумізматыка Беларусі. Энцыклапедыя. Мінск: "Беларуская энцыклапедыя" імя Патруся Броўкі, 1993. Зямля Беларусі мела ўсё неабходнае для металургіі жалеза. Хоць буйныя радовішчы жалезнай руды, выяўленыя геолагамі ў Стаўбцоўскім і Карэліцкім раёнах, па глыбіні залягання (155—220 м) старажытным гарнякам былі недаступныя, яны з поспехам скарыстоўвалі невялікія радовішчы так званых балотных рудаў, што залягаюць на глыбіні да 1,5 м і з'яўляюцца лёгка аднаўляльнымі злучэннямі. Толькі на поўдні рэспублікі вядома больш за 150 дробных радовішчаў ліманітаў, охры, сідэрыту, глаўканіту з запасамі да дзвюх тысяч тон кожнае. Некаторыя залежы выдзяляюцца болыш значнымі запасамі руды ў сотні тысяч тон. Адкладанні бурых жалезнякоў нярэдка прасочваюцца на плошчы мноіх гектараў у поймах рэк. Яны залягаюць у выглядзе пліт і кавалкаў розных памераў. Аналізы хімічнага складу паказалі, што руды ўтрымліваюць ад 21,5 да 35% жалеза. Акрамя жалеза, руды ўтрымліваюць вокіслы алюмінію, марганцу, нікелю, кобальту. злучэнні медзі, фосфару, хрому, ванадыю, а таксама арганічныя рэчывы. Падрыхтоўка большасці гатункаў руд заключалася ў шматразовай прамыўцы, сушцы, здрабненні да памераў арэха і пракальванні на вогнішчы. Аднак для некаторых рудаў пракальванне было непажаданым, напрыклад з радовішчаў у пойме нёманскай Бярэзіны. Паказальна, што балотныя руды былі асноўнай сыравінай для металургіі жалеза не толькі ў Беларусі, але нават на Урале і ў Сібіры ў XVII—XVIII стст.1 (ст.11)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Даволі прыдатным палівам для металургіі жалеза быў драўняны вугаль: у ім мала попелу і амаль няма серы і фосфару, якія з'яўляюцца шкоднымі дамешкамі і дрэнна ўплываюць на якасць металу. Выпальванне вугалю ў Беларусі праводзілася кучным спосабам, што дазваляла атрымліваць паліва з утрыманнем агульнага вугляроду да 95%. У запежнасці ад памераў кучы працягласць працэсу складала некалькі дзён і патрабавапа пэўных ведаў і майстэрства. Недахопу ў драўніне не было, але важна было прытрымлівацца тэрмінаў нарыхтоўкі дроў, правільнага складання іх у кучу, пакрыцця яе слоем галінак, імху і саломы, а таксама зямлі, забеспячэння прытоку паветра і адводу газаў, каб не дапусціць выбухаў, якія маглі разбурыць кучу.1 (ст.11)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Рэканструкцыя домніцы: 1 - шахта печы, 2 - змест: драўляны вугаль і жалезная руда, 3 - катлавіна для шлака, 4 - крыца, 5 - соплы для надзімання паветра, 6 - першапачатковы ўзровень мясцовасці, 7 - дно катлавіны; (крыніца фота: www.platnerz.com)

З цягам часу сырадутныя печы перацярпелі трансфармацыю ў бок павялічэння іх вышыні. Першапачатковае імкненне да павышэння прадукцыйнасці печаў дало "пабочны" эфект: з павялічэннем вышыні домніцаў значна павысіліся ўмовы цеплаабмена паміж жалезаруднымі матэрыяламі, якія апускаўся зверху, і аднаўленчым газам (аксідам вуглерода), які падымаўся знізу. У выніку ў печы з'явілася "дадаткавае цяпло" і сталі больш поўна адбывацца як рэакцыі аднаўлення жалеза з аксідаў, так і навугляроджвання свежаадноўленага жалеза. Такім чынам, атрыманая крыца стала больш раўнамернай па хімічнаму складу, у ёй павялічылася утрыманне жалеза, а само жалеза стала больш насычанае вугляродам. У VII-VIII стст. у Скандынавіі і Альпах пачалі будаваць печы вышынёй больш чалавечага роста, а ў канцы тысячагоддзя печы будаваліся вышынёй да 5 м.bП.И. Черноусов. Металлургия средневековой Европы.

Працэс сырадутнай вытворчасці адбываўся наступным чынам. Спачатку распальвалі вугаль, насыпалі на дно горна або печы, затым зверху загружалі папераменна пласты руды і таго ж вугалю. У якасці флюсу дадавалася таксама вапна. У выніку гарэння вугалю вылучаўся газ - вокіс вугляроду, які, праходзячы праз тоўшчу руды, аднаўляла вокіслы жалеза. У выніку гэтай да канца яшчэ не вывучанай рэакцыі ўзнікалі мікраскапічныя часцінкі адноўленага жалеза, а парода руды шлакавалася. Сыродутны працэс не забяспечваў дасягненні тэмпературы плаўлення жалеза (1537°С), а адбываўся пры тэмпературах не вышэй за 1350°С. (гэта была свайго роду «варка» жалеза).1 (ст.12)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999. Аднаўленае жалеза канцэнтравалася ў цестападобную выглядзе на самым дне печы, утвараючы так званую гарнавую крыцу - жалезную губчатую масу з ўключэннямі неспаленага драўнянага вугалю і з шматлікімі прымешкамі шлака (пры гэтым у больш дасканалых варыянтах сыродутных печаў вадкі шлак выпускалі з горна па жолабе). З крыцы, якую ў распаленым выглядзе выцягвалі з печы, можна было вырабляць вырабы толькі пасля папярэдняга дзялення гэтай шлаковой прымешкі і ліквідацыі губчатай. Таму непасрэдным працягам сырадутного працэсу былі халодная і, галоўнае, гарачая коўка, якая заключалася ў перыядычным гартаванні крычнай масы і яе праковыванні. У выніку ствараліся крыцы-нарыхтоўкі.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса. Вага крыц першапачаткова была невялікай — 50-100 грамаў, але пазней майстры навучыліся атрымліваць крыцы масай у сотні грамаў.1 (ст.12)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Металаграфічны аналіз канкрэцый, выяўленых у шлаку, і крыц, яшчэ не апрацаваных кавалямі, праведзены на аптычных і электронных мікраскопах, дазволіў не толькі глыбей пазнаць металургічны працэс, ацаніць якасць зыходнага жалеза, але і ўстанавіць, што спяканне мікрачасцінак у крыцы нярэдка адбывалася пры ўдзеле вадкай фазы. Значная колькасць часцінак і дробных канкрэцый, трапіўшых у зону, абмежаваную лініямі солідус і ліквідус, пераходзіла ў вадкі стан. Пры залішняй наяўнасці вугляроду ў печы яго дыфузія ў мікрачасцінкі і іх скапленні адбывалася асабліва інтэнсіўна і навугляроджанне металу нават пры невысокіх тэмпературах дасягала значнай канцэнтрацыі, што прыводзіла да расплаўлення некаторых часцінак. Наяўнасць вадкай фазы спрыяла лягчэйшаму перамяшчэнню цвёрдых часцінак, змочвала іх паверхні, паскарала дыфузію розных кампанентаў і сам працзс спякання. Вельмі важна, калі ў працэсе крыцаўтварэння вадкая фаза запаўняла поры і пустоты, што забяслечвала атрыманне крыц амаль тэарэтычнай шчыльнасці. Інакш пустоты заставаліся і ў горшым выпадку запаўняліся шлакам, што забруджвала метал. Дарэмна сцвярджаць, што шлакавыя ўключэнні можна было выціснуць з крыцы шляхам працяглай пластычнай апрацоўкі. Гэга было магчыма толькі пры коўцы да вельмі тонкай пласціны. Часцей за ўсё ўключэнні шлаку застаюцца ў вырабах у больш ці менш дэфармаваным стане.1 (ст.12-13)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Крыца ў разрэзе: 1 - шлак, 2 - жалезны злітак, 3 - драўляны вугаль; (крыніца фота: www.platnerz.com).

Пры значнай ізатэрміі ў розных зонах сырадутнай печы нават на працягу аднаго металургічнага цыкла навугляроджанне асобных канкрэцый было нярздка разнастайным. Далейшае спяканне іх у крыцы прыводзіла да таго, што размеркаванне вугляроду ў метале аказвалася неаднародным. У некаторых крыцах яго ўтрыманне ў розных месцах вагаецца ад 0 да 1,2%, ды і самі крыцы па гэтым паказчыку значна адрозніваюцца. Металаграфічныя назіранні дазваляюць акрэсліць характэрныя асаблівасці крычнага металу - высокую порыстасць і мноства шлакавых уключэнняў, якія часцей за ўсё прадстаўлены фаялітам. Бываюць таксама і двухфазныя ўключэнні, дзе на цёмным фоне фаяліту маюцца светлыя ўкрапленні вюстыту. Выкарыстанне спецыяльных рэактываў наглядна паказала, што вуглярод, а таксама злучэнні фосфару і серы размеркаваны ў метале нераўнамерна. Часта сустракаюцца ферыта-перлітныя структуры, іншы раз з цэментытам. Ёсць высокавугляродзістыя крыцы, для якіх характэрны: перліт, цэментыт і ледзебурыт. Трапляюцца канкрэцыі са структурамі белага і нават шэрага чыгуну.1 (ст.13)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Адзначаныя характэрныя рысы зыходнага металу вывучалі і даследчыкі з суседніх краін. Напрыклад, у крыцы, энойдзенай пад Ковелем (Заходняя Украіна), якая датуецца познарымскім часам, побач з ферытам і перлітам маецца ледзебурыт. Структуры ферыту, перпіту, цэменціту, ледзебурыту і нават графіту выяўлены ў канкрэцыях і крыцах з тэрыторыі Польшчы. У некаторых выпадках крыцы маюць ферыта-перлітную структуру ў сярэдняй частцы і значна навугляроджаны прыпаверхневы слой. у якім назіраюцца структуры белага чыгуну ў выглядзе астраўкоў перліту на фоне цэменціту. Нераўнамернае і высокае навугляроджанне жалеза пры аднаўленні з руды і крыцаўтварэнні адзначаецца многімі даследчыкамі, якія праводзілі навуковыя эксперыменты па мадэляванню сырадутнага працэсу.1 (ст.13)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

У шматлікіх канкрэцыях, выяўленых у кавалках шлаку, ферыт і перліт набылі выгляд від манштэтавай структуры, што сведчыць аб хуткім ахалоджанні шлакаў, якія, напэўна, перыядычна выпускаліся з печы. Вывучэнне шлакаў дае важную навуковую інфармацыю па розных праблемах старажытнай мегалургіі жалеза. Напрыклад, вялікія глыбы шлака паказваюць, што майстры выкарыстоўвалі для аднаўлення жалеза печы са шлаказборнікам. Расплвўленне кавалкаў шлаку з фіксацыяй тэмператур, пры якіх яны набываюць цякучасць, дапамагло ўстанавіць тэрмарэжым у сырадутных печах. Мінімальныя тэмпературы, пры якіх утвараліся шлакі з беларускіх помнікаў, знаходзяцца ў інтэрвапе 1260-1340°С. Для атрымання якасных крыц тэмпературу падымалі да 1450°С. У тым выпадку, калі атрымліваліся высокавугляродзістыя крыцы, практыкавапі тамленне з мэтай пазбавіцца ад лішкаў вугляроду.1 (ст.13-14)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Сырадутны працэс пастаянна ўдасканальваўся: павялічваўся аб'ёмы печаў, інтэнсіфікавалася дуццё і г.д. Але жалезныя рэчы яшчэ доўга саступалі бронзавым ў цвёрдасці, паколькі крычное жалеза амаль не ўтрымлівала вугляроду, і таму прадметы з яго былі занадта мяккімі. Нават пасля ачысткі ад шлаку крычнае жалеза толькі крыху цвярдзейшае за чыстую медзь, а каб зрабіць яго больш цвёрдым за бронзу, патрабавалася шматгадзінная коўка, і таму яно выкарыстоўвалася ў асноўным для ўпрыгажэнняў і асобных прылад працы, пакуль не быў дасягнуты прагрэс у апрацоўцы крычнага жалеза.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Апрацоўка жалеза. Вынутую з печы крыцу папярэдне апрацоўвалі, каб адбіць прыліплы шлак і надаць бясформеннай масе некаторую форму. Калі майстры рыхтавалі метал для гандлю або абмену, яны надавалі паўфабрыкатам таварную форму. У Заходняй Еўропе паўфабрыкаты часта мелі выгляд ромба з выцягнутымі канцамі. Сотні іх знойдзены ў Прырэйнскай вобласці, сустракаюцца яны сярод матэрыялаў лужыцкай культуры і прызнаюцца за імпартаваныя прадмегы. Падобны паўфабрыкат ёсць у калекцыі з гарадзішча Мыслі Капыльскага раёна. Хутчэй за ўсё жалеза, атрыманае мясцовымі майстрамі, выкарыстоўвалася для вырабу прылад працы для свайго насельніцтва. У паўночнай частцы Беларусі выяўлены майстэрні па апрацоўцы чорнага металу на гарадзішчах Буракова, Кастрыца, Урагава. Яны размяшчаліся ў асобных пабудовах стаўбавой канструкцыі, дзе знойдзены рэшткі горнаў і каменныя кавадлы. На гарадзішчы Малышкі выяўлены каменны молат, які выкарьютоўвалі для пракоўкі крыц. Безумоўна, кавалі мелі і жалезныя інструменты, бо без іх было немагчыма выканаць разнастайныя вырабы, асартымент якіх і на раннім этапе быў даволі значным. Гарантыяй выкарыстання належных інструментаў мясцовымі кавалямі з'яўляюцца знаходкі малаткоў і абцугоў у ваколіцах Варшавы.1 (ст.14)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Варыянт рэканструкцыі працоўнага месца каваля ў жалезным веку (крыніца фота: www.platnerz.com)

Прагрэсам у апрацоўцы жалеза стала з'яўленне тэхналогіі цэментацыі - г.зн. наўмыснага навугляроджвання крычнага жалеза, а таксама навыкаў загартоўкі і тэрмічнага адпушчэння. Пасля адкрыцця гэтых тэхналогій непасрэдна і пачынаецца жалезны век. Першапачаткова была засвоена цэментацыя, якая на першых парах дасягалася гартаваннем жалезнага вырабу або нарыхтоўкі ў касцяных вуглях; затым сталі выкарыстоўвацца іншыя арганічныя рэчывы, якія змяшчаюць вуглярод. Так з'явіліся першыя, вельмі прымітыўныя сталі. Пры гэтым глыбіня навугляроджвання была прама прапарцыйная вышыні тэмпературы і працягласці награвання жалеза. Навугляроджанае жалеза было цвярдзей бронзы, што затым ўзмацнялася халодным каваннем.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Услед за гэтым быў адкрыты эфект загартоўвання, які заключаецца ў астуджэнні распаленай рэчы з навуглероджанага жалеза ў вадзе, у снезе ці ў якой-небудзь іншай вадкасці, у выніку чаго рэзка ўзрастае цвёрдасць рэчы. Нават калі не выкарыстоўваць вадкасць, а проста пакінуць такую рэч на адкрытым паветры, можа ўтварыцца нізкавугляродзістая сталь перлітнай структуры, прычым, чым халадней паветра, тым яна цвярдзей. Хутчэй за ўсё, як і навугляроджванне, працэс загартоўкі быў адкрыты выпадкова, і яго фізічная сутнасць, натуральна, заставалася загадкай для кавалёў, і таму мы часта сутыкаемся ў пісьмовых крыніцах з вельмі фантастычнымі тлумачэннямі прычын узмацнення цвёрдасці жалезных вырабаў пры гартаванні. Напрыклад, летапіс IX ст. да н.э. з храма Балгала ў Малой Азіі загадвае наступны спосаб загартоўкі: "Трэба награваць кінжал, пакуль ён не засвеціцца, як ўзыходзячае ў пустыні сонца, затым астудзіць яго да колеру царскага пурпуру, апускаючы ў цела мускулістага раба ... Сіла раба, пераходзячы ў кінжал ... надае металу цвёрдасць".cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Асваенне аперацыі тэрмічнага адпушчэння дазволіла знізіць крохкасць вырабаў - недахоп, ўласцівы загартаванай сталі. Працэс адпушчэння заключаўся ў награванні вырабаў да тэмпературы не вышэй 727°С. г.зн. ўзроўню трансфармацыі структуры.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Большасць даследчыкаў лічаць, што раёнам, дзе раней за ўсё адбылося адкрыццё пералічаных вышэй аперацый (як і самога сыродутного працэсу) і дзе іх ўдасканаленне ішло хутчэй за ўсё, была Малая Азія, і перш за ўсё раён пражывання хетаў і звязаных з імі плямёнаў - у першую чаргу горы Анцітаўра, дзе ўжо ў сярэдзіне II тыс. да н.э. пачалі вырабляць якасныя стальныя вырабы.cСыродутное литье или история сталелитейного процесса.

Тэхналогіі апрацоўкі жалеза на тэрыторыі Беларусі. На раннім этапе асваення жалеза майстры сумяшчалі ў адной асобе і металурга, і каваля. Яны авалодалі вялікім аб'ёмам ведаў у галіне тэхналогіі апрацоўкі металаў. Нягледзячы на тое што сыравіна для кавалёў была нярэдка нізкаякаснай, спецыялісты, улічваючы функцыянальнае прызначэнне інструментаў, рацыянальна прымянялі разнастайныя аперацыі коўкі, зваркі, цэментацыі, а пазней і тэрмаапрацоўкі. Заўважана, што пры выкананні адказных прылад працы крычнае жалеза пракоўвалася больш старанна, чым пры вырабе прадметаў разавага карыстання. Сустракаюцца выпадкі, калі праводзілася коўка недастаткова нагрэтага або астывагачага металу, аб чым сведчыць моцна дэфармаванае зерне. Гарачая зварка не заўсёды была ўдалай і зварныя швы іншы раз назіраюцца ў выглядзе «строчак» або нават адбывалася расслаенне прадмета. Аднак у большасці вырабаў адзначаюцца добрыя зварныя злучэнні. Асабліва паспяхова выкарыстоўвалася зварка пры пакетаванні сыравіны.1 (ст.18)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Цэментацыя ў класічным выглядзе фіксуецца не часта. Яе вызначэнне ўскладняецца нераўнамерным першасным навугляроджаннем, аднак можна лічыць яе прымяненне бясспрэчным. Часцей за ўсё праводзілася лакальная цэментацыя, пры якой вугляродам насычалася толькі рабочая частка або адна з паверхняў ляза. Можна меркаваць, што майстры кіеўскай культуры ўжо выкарыстоўвалі скразную цэментацыю для атрымання сталі. У вырабах мілаградскай і зарубінецкай культур структуры загартоўкі пакуль што не выяўлены. Магчыма, як і ў скіфаў, яна прымянялася не часта. Але кавалі кіеўскай культуры часта праводзілі тэрмічную апрацоўку стальных прылад працы і інструментаў. Практыкавалася нават мясцовая загартоўка рэжучага крага ляза. Абавязкова загартоўваліся цэментаваныя прадметы. На жаль, не вельмі часта адзначаюцца загартаваныя вырабы сярод стальной прадукцыі, што была ў карыстанні насельніцтва калочынскай, банцараўскай і пражскай культур, хоць сустракагацца тэрмаапрацаваныя экземпляры. Сярод іх назіраецца і лакальная загартоўка, і загартоўка ў мяккім асяроддзі, а магчыма, і водпуск загартаваных вырабаў.1 (ст.18-19)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Часцей за ўсё нажы вырабляліся з жалеза і нізкавугляродзістай сталі. Пры гэтым жалеза іншы раз мае зоны з некаторай канцэнтрацыяй вугляроду, якія нельга тлумачыць цэментацыяй, таму што іх наяўнасць не адпавядае тэхналагічнай абгрунтаванасці: вуглярод не назіраецца на рабочых частках прылад працы. Стальныя нажы нярэдка характарызугацца нераўнамерным размеркаваннем вугляроду ў метале. Аднабаковая цэментацыя выяўлена ў нажах кіеўскай культуры. У некаторых экземплярах навугляроджана рэжучая частка ляза. Пры гэтым нярздка назіраюцца сляды тэрмічнай апрацоўкі, у прыватнасці загартоўкі. У VI—VIII стст. часта дпя вырабу нажоў выкарыстоўваліся нарыхтоўкі са шматпалоснай псеўдапакетнай структурай, што атрымлівалася ў выніку коўкі крыц да тонкіх пласцін, складвання іх і зваркі паміж сабою. Паказальна, што ўласцівасці нажоў, зробленых з псеўдапакетнага металу, значна больш высокія, чым са звычайнага крычнага жалеза. Гэтаму спрыяла і дасканалае валоданне кавалямі метадамі і прыёмамі гарачай зваркі.1 (ст.14-15)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Сярпы. Жалезныя прылады дпя жніва збожжавых культур — сярпы — былі ў шырокім карыстанні насельніцтва мілаградскіх плямёнаў. Анапагічныя сярпы часта сустракагацца пры раскопках паселішчаў культуры штрыхаванай керамікі. Большасць з іх мае малыя памеры, а па форме не вельмі значна адрозніваецца ад нажоў для жніва. Парадаксальна, што сярпы, якія выкарыстоўваліся людзьмі для працы толькі ў летнія месяцы, колькасна пераважаюць над нажамі, хоць тыя былі універсальнымі прыладамі і служылі на працягу ўсяго года. Для днепра-дзвінскай культуры быў характэрны свой тып сярпоў з шырокім лязом і амаль прамавугольнай спінкай. Пазней з'яўляюцца экземпляры з вельмі выгнутым лязом (Пруднікі). Калі на раннім этапе сярпы вялікіх памераў былі рэдкімі (Ліскі), то ў насельніцтва кіеўскай культуры сталі пастаяннай з'явай, што яшчэ больш датычыць пражскай культуры. Хоць і не часта, але выяўлены сярпы 3 насечкамі на рэжучым краі, напрыклад, у экземплярах з гарадзішча Хільчыцы. Па спосабу мацавання ручак сярпы пераважна чаранковыя, але іншы раз практыкаваліся другія варыянты нітавання накладак да дзяржання.1 (ст.15)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Тэхналогія выканання ляза сярпоў у большасці выпадкаў даволі простая: яны адкаваны з жалеза альбо сталі з нераўнамерным размеркаваннем вугляроду ў метале без дадатковых прыёмаў. У сярпах культур штрыхаванай керамікі і днепра-дзвінскай выяўпена зварка «ўнахлёст», выкарыстанне якой, як і псеўдапакетаванне на раннім этапе, дыктавалася малой масай крыц. Сустракаюцца экземпляры са шматпалоснага псеўдапакетнага металу, а таксама цэментаваныя. Добрая захаванасць рэжучага краю пяза сярпоў з гарадзішча Івань стварыла магчымасць у выніку памераў мікрацвёрдасці на шліфах зафіксаваць павышаную цвёрдасць менавіта на рэжучым краі некаторых экземпляраў і на падставе гэтага гаварыць аб прымяненні наклёпу. Сярод сярпоў з селішча Абідня, якое ўваходзіць у арэал кіеўскай культуры, выяўлены суцэльнастальныя загартаваныя экземпляры. У сярпах банцараўскай культуры тэрмаапрацоўка пакуль што не назіралася, таму што яны выкананы з жалеза і нізкавугляродзістай сталі, а таксама з аналагічнай сыравіны, апрацаванай спосабам пакетавання. Па ўтрыманню вугляроду такі метал не можа набыць структуры загартоўкі нават тады, капі яе спрабавалі прымяніць.1 (ст.15)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Сякеры ў раннім жалезным веку былі пераважна вузкалязовыя з абухом і ўтульчатыя. Асобны тып інструмента прадстаўляе себой правушная сякера-клін з гарадзішча Старое Краснае. Своеасаблівасць рабочай часткі гэтага прадмета стварае несумненную цяжкасць пры выэначэнні назначэння і сферы прымянення яго ў дзейнасці чалавека. Яшчз адзін тып інструмента знойдзены на паселішчах культур штрыхаванай керамікі і днепра-дзвінскай (Кашчэлічы, Лабеншчына, Цясты і інш.) — гэта так званая сякера чаранковая фінскага тыпу. Аналогіі ёй маюцца ў археалагічных матэрыялах 3 тэрыторыі Латвіі. Прылада праца нагадвае долата вялікіх памераў з тоўстым, круглым у сячэнні чаранком. Рабочая частка падобная на лязо сякеры. Арэал такіх прылад даволі абмежаваны: яны сустракагацца толькі ў помніках на тэрыторыі Прыбалтыкі, таму і разглядаюцца як характэрныя для балцкага круга рэчы. Сякеры-кельты, выяўленыя на паселішчах культур мілаградскай, зарубінецкай і штрыхаванай керамікі, уяўляюць сабой інструменты, у якіх утулка знаходзіцца ў абушковай частцы перпендыкулярна да ляза. Драўлянае дзяржанне было каленчатым. У Беларусі сякеры-кельты часцей за ўсё маюць прамавугольную ўтулку, хоць сустракаюцца і авальныя. Экземпляр з гарадзішча Старое Краснае каля вусця ўтулкі забяспечаны абоймай.1 (ст.15-16)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Вузкалязовая жалезная сякера (Нацыянальны гістарычны музей Беларусі, Мінск; фота Р.Маісей).

Даследаванні сякер тыпу кельтаў паказалі, што яны зробпены з крычнага жалеэа ў наступнай паслядоўнасці. Шляхам папярэдняга нагрэву і пластычнай апрацоўкі крыцы пракоўваліся да пласцін і зварваліся для атрымання масіўнай нарыхтоўкі, якая схручвалася ў трубку. 3 аднаго канца ёй прыдавалі форму ўтулкі, а другі ператваралі ў лязо. Пры гэтым выкарыстоўвалася зварка і швы нярэдка назіраюцца на шліфах. Большасць сякер-кельтаў выкананы з нераўнамерна навугляроджанага жалеза. У экземпляры з гарадзішча Івань маецца падабенства цэментацыі ляза, што прасочваецца нават на макраструктуры. На жапь, рэжучы край гзтага кельта значна пашкоджаны, што не дае магчымасці меркаваць аб першапачатковай ступені насычэння ляза вугляродам. Падобная тэхналогія прымянялася кавалямі пры вырабе сякер-кепьтаў у Закарпацці.1 (ст.16)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Тэхналогія вырабу правушных сякер заключалася ў выцяжцы нарыхтоўкі ў доўгую пласціну, выгінанні яе ў сярэдняй частцы з мэтай выканання адтуліны для драўлянага дзяржання, зварцы канцоў паміж сабой і лрыданні ім формы ляза. У такіх выпадках на шліфе заўсёды відно зварное шво. Іншы раз лязо адкоўвалася толькі з выкарыстаннем аднага канца нарыхтоўкі, а друі прыварваўся да ляза на рознай адлегласці ад рабочай часткі. Для вытворчасці сякер ужываліся крычнае жалеза, сырцовая сталь, а іншы раз шматпалосны «пакетны» метал. Сустракаюцца сяеры э цэментаваным лязом (Падгор'е). Асабліва часта практыкаваіі падрыхтоўку паўфабрыкатаў метадам пакетавання сыравіны для вырабу ляза майстры кіеўскай, калочынскай і пражскай культур. Так, амаль усе даследаваныя металаграфічна сякеры з селішча Тайманава маюць шматлалосную структуру пры невысокім утрыманні вугляроду ў метале. Маленькая сякера з селішча Чэрнічы, якая па форме нагадвае тып баявых, у лязе мае павышаную канцэнтрацыю вугляроду, што паказвае на спробу прымянення цэыентацыі.1 (ст.16)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Іншыя прылады працы. Разнастайныя кавальскія вырабы з жалеза і сталі адпавядалі свайму прызначэнню і былі выкананы па традыцыйных схемах свайго часу. Няма магчымасці раславядаць аб усіх відах кавальскай прадукцыі, таму коратка аб некаторых прадметах. Нажніцы выяўлены толькі спружынныя (Мыслі). Па форме яны блізкія да еўрапейскіх аналагаў. Долаты маюць невялікія памеры, адкаваны цалкам з крычнага жалеза. У экземпляры з Абідні адзначаецца падабенства цэментацыі. Рыбалоўныя кручкі знойдзены толькі вялікія і заўсёды маюць бародку і пятлю для прывязвання ніткі або шнура. Іх месцазнаходжанні нярэдка звязаны з луской і касцямі буйных рыбаў. Для вырабу кручкоў выкарыстана крычнае жалеза з нераўнамерным размеркаваннем вугпяроду. Крзсівы ранняга перыяду не даследаваліся, а экземпляры кіеўскай культуры выкананы ў выглядзе ппасцін з расшыраным рабочым краем і звужаным, затутым пятлёй верхнім канцом. Крэсіва з Абідні зроблена з сырцовай сталі і загартавана. Фібулы латэнскіх тыпаў былі ў шырокім карыстанні насельніцтва Беларусі ў раннім жалезным веку. Бытавалі таксама падковападобныя фібулы (Чаппін, Васіліха, Кастрыца і інш.). Многія фібулы дасканала апрацаваны, а некаторыя пакрыты бронзаю. Як паказаў аналіз, часцем за ўсё фібулы выкананы з жалеза і сталі з невысокім утрыманнем вугляроду. Падобная структура латэнскіх фібул адзначаецца і польскімі даследчыкамі.1 (ст.16-17)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Кіяпадобныя шпількі — частыя знаходкі на паселішчах культур мілаградскай, зарубінецкай, штрыхаванай керамікі. Звычайна іх даўжыня 6-8 см, але сустракаюцца шпількі даўжынёй 19 см, а на некаторых помніках Палесся — нават звыш 30 см. Вырабляліся як з каляровага, так і з чорнага металу, у прыватнасці з жалеза з нізкім утрыманнем і нераўнамерным размеркаваннем вугляроду. Шпількі цвікападобнай формы знойдзены на гарадзішчы Ліскі. Аналогіі ім ёсць у скіфскіх матэрыялах. Шляпкі цвікападобных шпілек дасягаюць 5 см. Адкаваны з сырцовай сталі 3 сярэднім і высокім утрыманнем вугляроду. 3 нізкавугляродзістага меіалу рабіліся і бранзалеты. Экземпляр з гарадзішча Ястрабка мае дробназярністую структуру і пакрыты бронзага. Трэба падкрэсліць, што майстар дасканала валодаў тэхнікай нанясення каляровага металу на жалезную аснову, аб чым сведчыць запаўненне пакрываючым сплавам нават мікраскапічных пораў.1 (ст.17)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Зброя была ў шырокім карыстанні насельніцтва ранняга жалезнага веку, але найбольш грунтоўна яна прадстаўлена ў матэрыялах археалапчнага комплексу ў Чапліне. Тут знойдзены шматлікія і разнастайныя па тыпах наканечнікі коп'яў і стрэлаў, а таксама баявыя нажы. Адзін з іх мае бронзавуга ручку, хоць сам выкананы з жалеза. Выраб утульчатых коп'яў патрабаваў ад майстроў не толькі валодання аперацыямі зваркі, але і прымянення спецыяльных кавальскіх прыстасаванняў і інструментаў. Аналіз наканечнікаў коп'яў з гарадзішчаў Ліпнякі, Аздзяцічы, з селішча Васіліха і іншых сведчыць, што яны выкананы з крычнага жалеза, сырцовай сталі і шляхам пакетавання металу. 3 улікам тагачаснага стану ахоўных даспехаў такая зброя адпавядала свайму прызначэнню. Трэба адзначыць, што, за выключэннем Чаппіна, наканечнікі коп'яў пры раскопках археалап'чных пом-нікаў ранняга жалезнага веку сустракагацца не часта, а на некаторых і зусім пакупь што не выяўлены, гэта наводзіць на думку аб адносна мірным харак-тары насельніцтва, якое выкарыстоўвала кап'ё ў першую чаргу для палявання на дзікіх жывёл.1 (ст.17)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Наканечнікі стрэлаў таксама прымяняліся і ў ваеннай справе, і на паляванні. Экземпляры з гарадзішча Хільчыцы значна пашкоджаны карозіяй і немагчыма гаварыць аб іх тыпах. Наканечнікі стрзлаў з гарадзішча Леніна і селішча Чэрнічы маюць ромбападобную з выцягнутымі канцамі форму, сплюснутыя 3 папярочнікам у выглядзе лінзы. Сустракаюцца перанятыя ад качэўнікаў трохлопасцевыя наканечнікі (Тайманава). I пазней форма, памеры пяра стрэлаў залежалі ад мэты прызначэння — мелі контуры ліста, ромба або трохвугальніка. 3 улікам аднаразовага выкарыстання наканечнікі стрэлаў выконваліся без высокіх тэхналагічных прыёмаў з крычнага жалеза, нізкавугляродзістай сталі, а іншы раз і 3 шматпалоснага псеўдапакетнага металу.1 (ст.17-18)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.

Рыштунак. У рыштунку конніка таксама было шмат дэталяў з жалеза: кольцы і звёны цугляў, шпоры і інш. Раннія шпоры выконваліся ў выглядзе невялікай дужкі з вострым канічным шыпам і адагнутымі вонкі кручкамі на канцах. Шпоры рымскага часу (III—IV стст.) выяўлены ў Чапліне, на гарадзішчах Дзявічкі, Дзядзілавічы, Лабеншчына. Сустракаліся шпоры і на помніках банцараўскай культуры (Гарадзішча, Некасацк, Стары Шклоў), у самых ранніх доўгіх курганах (Дарахі). Пры вырабе дэталяў рыштунку кавалі ўжывалі крычнае жалеза з рознай ступенню навугляроджання, у якім нярэдка назіраецца шмат уключэнняў шлаку. Астатнія віды кавальскай прадукцыі якасцю металу або тэхналогіяй выканання асебліва не выдзяляюцца з агульнага асартыменту вырабаў.1 (ст.18)М.Ф. Гурын. Узнікненне і развіццё металургіі і апрацоўкі жалеза. Пав.: Археалогія беларусі (у 4 тамах). 2-і том. Жалезны век і ранняе сярэднявечча. Мінск, "Беларуская навука", 1999.