История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

Очень близкими по своим свойствам к дамасской стали в Средние века были клинки из булата[22], секретами изготовления которых владели индийские, персидские, монгольские и русские оружейники. Самый древний способ изготовления булата (англ. wootz steel) состоял в сплавлении очищенной железной руды с графитом в тиглях. Позднее для получения булата стали применять чистое железо, сплавляя его с чугуном. Булатного узора добивались в процессе медленного, в течение 3–4 дней, охлаждения сплава путем естественной кристаллизации стали. Качество булатной стали определяли по узору на ее поверхности. Особо ценным специалисты считают темный индийский булат «хинди». Технология русского булата была утеряна и восстановлена лишь в XIX в. русским ученым П.П. Аносовым (1799–1851).

В самом начале XVII в. западноевропейские металлурги разработали новый способ науглероживания ковкой стали. Этот метод получил название цементации[23]

, в результате его применения стали получать томленую цементированную сталь (англ, blister steel). Первый патент на технологию получения такого сорта стали был выдан Бэзилу Бруку

из Колбрукдейла (Великобритания).

На протяжении многих лет лучшие по качеству сорта стали производили в Швеции. В XVI–XVIII вв. еще не могли распознать причину, почему шведская сталь превосходит аналогичную продукцию из других стран. Исследования, проведенные в более позднее время, показали, что шведская руда отличается очень низким содержанием фосфора, особенно по сравнению с сырьем, добываемым в Англии^{251}; на основании металлографических исследований было установлено, что сравнительно низкая концентрация фосфора в руде из Орегрунда способствовала образованию мелкозернистой и более прочной структуры шведских сталей.

Стремительное увеличение производства черных и цветных металлов в конце XVII в. поставило Западную Европу на грань экологической катастрофы. К этому времени для нужд металлургии в Англии, Франции и Германии были вырублены огромные лесные массивы. Однако от древесного сырья зависела не только металлургия, но и целый ряд других отраслей хозяйства: горное дело; строительство домов и мостов; машиностроение (водяные и ветряные мельницы, ткацкие и прядильные станки); изготовление транспортных средств и мебели; отопление жилищ. Дерево было необходимо и в других ремеслах, где процессы проходили при высоких температурах (производство стекла, соды, сахара, красок, керамики, фарфора и др.).

Прогрессивно мыслящие люди того времени отчетливо представляли, к каким катастрофическим последствиям может привести бесконтрольная вырубка лесов, и пытались этому противодействовать различными способами. Однако непрерывно растущий спрос на древесину и продукты ее переработки фактически сводил на нет все их усилия. Особенно остро эта проблема ощущалась в Англии. Попытки использовать в процессе получения чугуна каменный уголь, предпринятые английскими металлургами, относят еще к первой четверти XVII в. Известный химик И.И. Бехер (см. гл. 6, п. 6.4) проводил опыты с каменным углем в доменной печи, однако особых результатов не добился. Но долгие эксперименты с каменным углем наконец привели к созданию технологии коксования[24]. C 1709 г. Абрахам Дарби

, основатель целой династии прославленных металлургов в небольшом английском городе Колбрукдейл — всерьез занялся проблемой внедрения кокса в процесс получения чугуна. Себестоимость кокса была существенно ниже, чем древесного угля, однако чугун, изготовленный по новой технологии, по качеству заметно уступал металлу, который получали традиционным способом. Проблему повышения качества чугуна, выплавляемого с использованием кокса, удалось решить в пятидесятых годах XVIII в. Абрахаму II Дарби — сыну основателя династии металлургов. Ему пришлось усовершенствовать технологию коксования, значительно снизив содержание серы в конечном продукте. Кокс, очищенный от примеси серы, позволил повысить качество чугуна, который стали охотно покупать для последующей переработки в ковкую сталь. Внук прославленного металлурга — Абрахам III Дарби принимал непосредственное участие в создании первого в мире моста, изготовленного целиком из литых чугунных деталей (с пролетом 31 м и с высотой над водой 12 м). В 1787 г. за модель этого моста через реку Северн Абрахам III Дарби получил от Общества искусств золотую медаль.