kontaktAktualności » Żelazo
W pierwszej kolejności do takich materiałów należą: grupa stopów żelaza z węglem - żeliwo i stal, a także grupa metali nieżelaznych - miedzi jej stopy (mosiądz i brąz)ualuminium, magnez i ich stopy, cynk, nikiel, cyna i ołów, jak róWnjeż srebro, złoto i platyna, wyodrębnione zwykle w oddzielną grupe^ejah^żlać^etnycrbn^ Poza tym omówimy niektóre z metali nieżelaznych mających mniejsze znaczenie w przemyśle artystycznym. Metale te stosuje się albo w postaci niewielkich dodatków do stopów w celu zmiany ich właściwości, jako pokryć ochronnych lub dekoracyjnych, a także narzędzi i przyrządów.
Zalicza się do nich; kadm, rtęć, antymon, bizmut, arsen, kobalt, chrom, wolfram, molibden, mangan i niektóre inne metale. Pozostałymi metalami, nie mającymi zastosowania w sztuce użytkowej, nie będziemy się zajmować.
Żelazo
Jak już wspominaliśmy, żelazo znane było człowiekowi w czasach prehistorycznych. W większości ośrodków starej kultury, epoka żelaza następowała po epoce brązu, w niektórych - bezpośrednio po epoce miedzi. W naszym, europejskim kręgu kulturowjmi£pąk_a_żelaza narodziła się około 1000 r p.nJ.,Tońcźą"c tyrn samym epokę brązu trwającą w okresie drugiego tysiąclecia p.n.e. W różnych częściach globu ziemskiego przejście od epoki brązu do epoki żelaza nie przebiegało równocześnie. Ponadto, niektóre narody odkryły żelazo, nie znając brązu, kamienne narzędzia pracy zamieniono bezpośrednio żelaznymi, np. w Egipcie znano tylko sztukę odlewania z brązu i metali szlachetnych, podczas gdy afrykańskie plemiona centralnej Afryki potrafiły już kuć żelazo. Wysoko rozwinięte kowalstwo Górnego Egiptu (w górnym biegu Nilu) - prawdopodobnie przejęło wiele od kowali-murzynów. Coś podobnego zaobserwowano w Indii. Kraj ten bogaty jest w rudy żelaza, epoka żelaza powstała i rozwijała się tam bardzo dawno, bezpośrednio po epoce miedzi. Do czasów nam współczesnych, w pobliżu Delhi, zachowała się żelazna kolumna wykonana w V w. n.e.. Bardzo wysoko rozwinięta była umiejętność obróbki żelaza w Asyrii i Babilonie. Już w wiekach IX do VIII rmęstarożytni kowale umieli wykuwać z żelaza broń, a także ozdabiać brązem żelazne chełmy i pancerze, bramy: Podczas wykopalisk" w~ Babilonie odkryto skarb żelaznych bryłek - wlewków w formie podwójnej piramidy o wysokości 48 cm i łącznym ciężarze ok. 160 ton. Metal był doskonałej jakości, bez śladów rdzy. Od dawna żelazo było znane na wschodnim wybrzeżu Morza Czarnego. Starożytny pisarz grecki - Ajschylos - wspomina w swoich pismach o żelazie, nazywa je „przybyszem ze Scytii", „scytyjskim" lub „zamorskim", a także „chalybijskim cudzoziemcem" od nazwy plemienia Chalybów, zasiedlających w starożytności wybrzeże Morza Czarnego, słynących z wyrobu stali.
W końcu pierwszej połowy pierwszego tysiąclecia naszej ery, scytyjska ludność zamieszkująca południe Rosji, była w pełni zasymilowana z plemionami słowiańskimi, które przejęły kulturę scytyjską. Według danych współczesnej archeologii, poczynając od połowy pierwszego tysiąclecia naszej ery, do IX-X w. technika obróbki żelaza osiąga wysoki poziom rozwoju. W wjekach IX-X rosyjscy_ mistrzowie ^nali już i stosowali powszechnie procesy: kucia, spawania, lutowania i obróbki cieplnej.
W starożytności żelazo wydobywano z rud bagiennych i łąkowych metodą jdarkpwą. Uzyskiwanie żelaza tą metodą odbywało się w następuJ3cjusposó.b:_dół wygrzebany w ziemi, wysmarowany gliną wypełniano rozdrobnioną rudą i węglem drzewnym. W niższej części "dołu robiono otwór, przez który wdmuchiwano powietrze początkowo ręcznymi a później mechanicznymi miechami. Tlenek żelaza ulegał redukcji do czystego metalu, skała płonna przekształcała się w żużel i spływała w dół, a na samym dnie pieca skupiały się ziarna żelaza, które zlepiając się tworzyły żelgrudę, tzn. porowatą, gąbczastą masę przeroś-niętą żużlami. Rozżarzoną do białości żelgrudę wyjmowano i szybko przekuwano wykruszając z niej żużel i skuwając ją w jednorodny kęs żelaza o kształcie placka. Ciężar takich grud wynosił zazwyczaj od dwóch do sześciu kilogramów.
Ten starożytny sposób bezpośredniej redukcji rudy żelaza stosowano bardzo długo, ponad 3 tys. lat, i dopiero na początku XIII w.n.e. został zastąpiony w Europie procesem wielkopiecowym, chociaż i potem był również stosowany. W Stanach Zjednoczonych np. w 1853 r. pracowało jeszcze około 400 dymarek; w Finlandii eksploatowano je do 1861 r.,aw niektórych regionach Indii metodę tę stosuje się i współcześnie. Żelazo dymarkowe, zwane też żelazem gąbczastym, to w rzeczywistości stop żelaza z węglem, w którym zawartość węgla nie przekraczała setnych części procenta.
Współcześnie przyjęto następującą klasyfikację stopów żelaza z węglem: stopy zawierające do 2% węgla nazywane są stalą; przy czym, gdy zawartość węgla jest mniejsza niż 0,25%, to stal taką nazywa się niskowęglową, albo miękką (zgodnie z dawną - nieprawidłową -terminologią, stop taki nazywano żelazem); przy zawartości węgla od 0,25 do 0,6% - średniowęglową, a przy zawartości od 0,6 do 2% wysokowęglową. Stopy żelaza o zawartości węgla większej niż 2% nazywane są żeliwem lub surówką wielkopieco-w ą. Oprócz żelaza i węgla, w stalach i żeliwach występują: krzem, mangan, fosfor i siarka.