Время и металлургия. В 4 кн. Кн. 1

УДК 669.091
 
В81
Р е ц е н з е н т ы:
д-р ист. наук В.И. Завьялов (Институт археологии РАН),
д-р ист. наук, проф. В.В. Запарий (УГТУ–УПИ)
 
Время и металлургия: В 4 кн. / Ю.С. Карабасов, П.И. ЧерноВ81 усов, Н.А. Коротченко, О.В. Голубев. – М.: Изд. Дом МИСиС, 
2009. – Кн. 1. – 272 с.: ил.
ISBN 978-5-87623-293-4
Издание включает четыре книги, содержание которых отражает более чем 
10-тысячелетний путь, пройденный металлургией. Популярно изложены ключевые моменты развития металлургии. Рассмотрены социальные, политические, экологические и другие объективные и субъективные обстоятельства появления изобретений и открытий в области металлургического искусства. Это 
позволяет сформировать целостную картину постепенного взаимосвязанного 
культурного, социально-политического и технического развития современной 
индустриальной цивилизации, в основе которой лежат металлургические технологии.
Книга ориентирована на широкий круг читателей. 
УДК 669.091
ISBN 978-5-87623-293-4 (кн. 1)
ISBN 978-5-87623-293-9
© Карабасов Ю.С.,
Черноусов П.И.,
Коротченко Н.А.
Голубев О.В., 2009

Предисловие
Мобильность, эксклюзивность, аутентичность, индивидуальность – ключевые принципы индустриального общества XXI века, 
которые уже вошли в жизнь нового поколения цивилизации. Что может предложить стремительно изменяющемуся стилю современной 
жизни металлургия? Сохранит ли металл позиции передового материала цивилизации в наступившем тысячелетии?
На наших глазах в металлургии происходит революционная 
смена приоритетов. Раньше производитель металла просто поставлял то, что требовал от него заказчик, например ту или иную марку стального проката, с определенными качествами и размерами. 
В настоящее время ситуация меняется принципиально: металлургия все в большей степени становится системным поставщиком. 
Потребители больше не заказывают определенный материал, а указывают производителю необходимые прочность, износостойкость 
изделия или его максимальную массу. Современные автомобильные заводы получают кузовной лист с многослойным цинковым 
покрытием, защищающим от коррозии. Часто лист поставляется с 
полимерным покрытием, которое наносится на металлургическом 
предприятии. Поэтому современному металлургу-технологу необходимо знать не только свойства стали, но и процессы, происходящие на границе соединения металлов и покрытий. Специалист 
должен иметь точное представление о том, как функционируют такие соединения.
Во многих современных конструкциях и изделиях используются 
сложные сочетания самых разных материалов. Наиболее часто применяемые металлы и пластмассы невозможно сваривать между собой, 
их следует склеивать, но при этом клеевые соединения должны иметь 
такую же прочность, как и сварные швы. Современные инженерыметаллурги все больше становятся материаловедами самого широкого 
профиля. В ближайшем будущем для разработки новых материалов и 
их сочетаний будут использовать знания о том, что происходит в них 
на атомарном (нано-) уровне. Новые металлургические технологии 
будут начинаться с того, что на компьютере атом за атомом, с учетом 
аспектов квантовой механики, будут создаваться новые конфигурации 
материалов. Уже в ближайшие годы новые композиционные материа3

лы на основе металлов будут проектироваться в виртуальной среде, 
а привычные методы их испытаний будут использоваться лишь для 
контроля.
Новейшая методология металлургических исследований и разработок уже получила название «ab initio» – «с самого начала». Она 
базируется на передовом поколении средств математического моделирования, позволяющем последовательно переходить от прогнозирования поведения отдельного атома к поведению кристалла и далее – к моделированию поведения детали в целом. Металлы являются 
типичными поликристаллами, в которых отдельные составляющие – 
кристаллиты – имеют разную ориентацию. Использование мощных 
компьютеров и методов электронного анализа внутренней структуры 
сплавов и композиционных материалов предоставляет современным 
инженерам уникальную возможность решить проблему описания поведения многих миллионов различно ориентированных кристаллитов 
и предсказывать поведение детали или изделия в целом.
Внедряемая методология, подобно генной инженерии, позволит 
металлургам уже в обозримом будущем придти к технологиям разработки новых материалов, которые будут следовать принципам самоорганизации природы. В идеале можно получить сплав, который 
будет расти сам, соответствовать всем предъявляемым к нему требованиям и не содержать ничего лишнего.
Профессия инженера-металлурга становится все более востребованной. При этом она опирается на тысячелетний фундамент, заложенный мастерами и учеными, уникальными специалистами своего 
дела – творцами металла. Эта серия книг расскажет о наиболее значимых событиях в истории металлургии, которые предопределили ее 
ключевую роль в современном индустриальном обществе. Вторая и 
третья книги включают очерки о революционных металлургических 
процессах, технологиях и об их авторах. В четвертой книге будут 
приведены оригинальные расчеты археометаллургических технологий. Используйте предлагаемую авторами информацию и заложите 
собственный фундамент будущих успехов в одной из самых перспективных профессий нового тысячелетия.
Авторы выражают благодарность за помощь в подготовке материалов монографии: Л.Н. Белянчикову, А.Л. Бреннеру, В.И. Завьялову, 
Л.Г. Хазанову.
4

Введение. КОЛЫБЕЛЬ
ИНДУСТРИАЛЬНОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
Вторая половина прошедшего столетия отмечена появлением и бурным 
развитием принципиально новых методов исторических исследований. 
Практическая археология1, сравнительная лингвистка праязыков, историческая этнография2 и иммунология3, глубокий математический анализ текстов 
старинных рукописей и описываемых в них астрономических событий дали 
возможность реконструировать древнюю эпоху в истории человечества, когда были заложены основы современной технической цивилизации.
Исследования последних десятилетий, особенно с применением методов практической археологии, позволили по-новому оценить влияние 
техники на социально-политическую историю общества, более четко проявить его технократический характер. Многие исследователи обращают 
внимание на то, что именно памятники техники наиболее точно отражают 
сущность исторической эпохи и позволяют построить ясную хронологическую картину развития цивилизации. Металлургия, являющаяся основой современной индустрии и поставляющая орудия труда и инструменты 
для других отраслей техники на протяжении последних пяти тысячелетий, 
естественно занимает в этом процессе особое место (рисунок).
Особый интерес для современных историков и археологов представляет так называемая «Эпоха раннего металла», охватывающая временной 
интервал между 10-м и 3-м тысячелетиями до н. э. Этот период (или его 
начальную фазу – 10–6-е тысячелетия до н. э.) также называют неолитической революцией – переворотом в производстве первобытного общества, 
который был связан с переходом от присваивающего хозяйство к производящему и привел к созданию цивилизации Древнего мира (таблица).
Термин «неолитическая революция» предложил в 1949 г
. английский археолог Гордон Чайлд, по аналогии с общепринятым к тому времени понятием 
«промышленная революция». В настоящее время неолитическая, промышленная и научно-техническая революции рассматриваются в качестве основополагающих принципиальных преобразований в истории мировой экономики.
1 Практическая археология – наука, сформировавшаяся в 1970–1980-х гг
. и основывающаяся на воспроизведении в современных условиях методов древней техники и технологии.
2 Этнография – наука, изучающая происхождение, закономерности расселения, 
бытовые и культурные особенности народов и их видоизменения в процессе взаимодействия с другими народами.
3 Иммунология – наука о защитных свойствах организма, особенностях иммунитета и его передаче на генетическом уровне.
5

Повышение роли практической археологии и памятников техники
в современных исторических исследованиях и музейных экспозициях
6

Хронология цивилизации и важнейшие события в истории металлургии
В терминах «промышленная революция» и «научно-техническая 
революция» заложено указание на основные черты произошедших 
изменений – соответственно превращение промышленности в главную сферу экономики и повышение роли науки в развитии индустрии. В отличие от них термин «неолитическая революция» указывает на эпоху, когда произошли революционные преобразования, 
но не раскрывает их сущности. Это связано с тем, что об основном 
содержании неолитической революции дискуссии продолжаются до 
сих пор.
С позиций истории техники важнейшими событиями эпохи неолита являются начало изготовления составных орудий труда, что 
означает формирование конструкционного (по сути, инженерного) 
мышления, и освоение термических технологий – гончарного и металлургического производства. Важно отметить, что экономика производящего типа четко обозначила границу начала неравномерности в 
развитии различных культур нашей планеты. Следует признать, что с 
точки зрения современного индустриального общества исторический 
путь не освоивших металлургию человеческих сообществ оказался, 
7

по существу, тупиковым. Не перешагнув «металлический порог», они 
не смогли приблизиться к уровню современной цивилизации.
Особая роль металлов в эпоху, непосредственно предшествовавшую Древнему миру (т.е 5–3-е тысячелетия до н. э.), позволяет археологам выделять для этого исторического времени так называемые 
«металлургические провинции» – территории, которые характеризуются единым уровнем освоения металлургических технологий при 
разной степени культурного и социально-политического развития 
общества. Таким образом, в современной исторической науке металлургия рассматривается в качестве своеобразного «надкультурного» 
феномена, наиболее точно отражающего общий уровень развития цивилизации.
Металл оказался важен для человека не только как материал для 
изготовления орудий труда и инструментов. Металлургия стала той 
основополагающей технологией, которая позволила осуществить 
синтез новых, искусственных, техногенных и практически не известных природе материалов, которые можно получать только с помощью 
термических и химических процессов. Именно металлы сыграли роль 
объекта, при изучении которого возникло понятие о веществе и его 
превращениях. На основе исследования металлов, особенно ртути и 
свинца, родилась идея превращения веществ. Металлургическое искусство не только рождало средства удовлетворения жизненных потребностей человека, но и пробуждало его разум. В итоге металл стал 
той мировоззренческой категорией, осознание которой позволило построить законченную картину окружающего мира. Особенно ярко это 
выражено в китайском учении о пяти стихиях – земле, воздухе, воде, 
огне, металле (только последний имеет техногенное происхождение) – и античной философии, благодаря которой и появились термины «металл» и «металлургия», которые в данном контексте следует 
рассматривать как философские категории.
8

Глава 1. ИСТОКИ РУДНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
В течение многих тысяч лет изделия из камня были основными 
орудиями, которые использовал человек. Мастера, обрабатывавшие 
камень, подобно скульптору угадывали в нем новое качество и, отсекая лишнее, производили необходимый предмет. Однако древний человек, по существу, лишь воспроизводил природные процессы, разрушая горные породы. Конструирование изделий, которое осваивалось 
в течение нескольких тысяч лет, потребовало развития пространственного мышления и выработки принципиально новых навыков изготовления составных, из нескольких деталей и соединительных элементов, орудий труда. Но и в этом случае перед глазами мастера 
был исходный материал природного происхождения. Даже в процессе освоения производства керамики имитировались естественные 
процессы обжига глины в пламени костра. Изготовление изделий из 
рудного металла – технология революционная, технология, которую 
невозможно было «подсмотреть» в природе! Это первая в истории 
цивилизации полностью искусственная технология. Каким же образом человек научился получать и обрабатывать металлы? Рассмотрим современную версию этого удивительного процесса.
Почему это актуально?
Что общего у панциря омара и «суперстали» ближайшего будущего? Ученые установили, что хитиновая основа панциря, состоящего из углерода, водорода и азота, представляет собой сотовую 
конструкцию из полимерных кристаллов с размерами порядка нанометра, свободное пространство которой заполнено протеином. 
Это позволяет материалу одновременно и плавать в воде, и иметь 
прочность выше, чем у многих марок стали специального назначения. 
Остается изучить и применить природную технологию на практике. Итак, анализ природных процессов и конструкций – ключ к успеху 
инновационных технологий XXI в. Окнако этим ключом человек научился владеть в глубокой древности, и освоение металлургических 
технологий – наглядный тому пример.
Неолитической цивилизации предшествовали длительное формирование и медленное развитие использовавшихся человеком орудий труда 
и инструментов. История первобытного человеческого общества была 
9

Рис. 1.1. Предметы из неолитических 
поселений:
1 – костяной гарпун; 2, 4 – кремневые 
резцы; 3, 8 – кремневые наконечники 
стрел; 5, 10 и 11 – кремневые скребки; 
6, 9 – кремневые «пики»; 7 – обломок 
глиняного сосуда
неразрывно связана с камнем. Самые примитивные каменные изделия 
представляли собой обыкновенную речную гальку, оббитую с одного 
края. 
Возраст 
древнейших каменных орудий датируется периодом около 
2,5 млн лет. Важнейшим 
событием стало освоение 
кремневых орудий труда. 
В кремне была впервые 
найдена и воплощена форма таких основополагающих для технического прогресса изделий, как топор, 
серп, нож, молоток. Использование самородных 
металлов началось, скорее 
всего, в эпоху мезолита 
(среднего каменного века), 
т.е. 
несколько 
десятков 
тысяч лет назад. К этому 
времени мастерство поиска, добычи камней и изготовления из них не только 
орудий труда, но и украшений для первобытного 
человека стало делом обыденным и превратилось в 
своеобразную индустрию1 
(рис. 1.1).
Именно в процессе 
поиска камней, подходящих для изготовления новых изделий, человек и обратил внимание на 
первые самородки металлов, по-видимому, медные, которые имеют 
гораздо большее распространение в природе, чем самородки благородных металлов – золота, серебра, платины. Самородную (теллури1 Индустрия (от лат. industria) – деятельность, усердие.
10