Железная колонна в Дели

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Координаты: 28°31′28″ с. ш. 77°11′06″ в. д. / 28.5246556° с. ш. 77.1850694° в. д. / 28.5246556; 77.1850694 (G) (O) (Я)

Железная колонна в Дели.

Желе́зная коло́нна в Де́ли — железная колонна высотой семь метров и весом в шесть с половиной тонн[1], входящая в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара (откуда второе название — Кутубова колонна[2]), расположенного примерно в 20 километрах южнее Старого Дели. Широкую известность колонна приобрела тем, что за 1600 лет своего существования практически избежала коррозии.

Железная колонна — одна из главных достопримечательностей Дели. К ней с давних времен стекались толпы богомольцев — считается, что если стать к колонне спиной и охватить её сзади руками, это принесёт счастье (другой вариант поверья — исполнится загаданное желание). Во избежание вандализма в 1997 г. вокруг колонны была устроена ограда.

История колонны[править | править вики-текст]

Надписи на колонне.

Колонна была воздвигнута в 415 г. в честь царя Чандрагупты II, скончавшегося в 413 г. Первоначально она находилась на западе страны в храмовом комплексе Вишну в городе Матхура. Колонна была увенчана изображением священной птицы Гаруды и стояла перед храмом. В 1050 г. царь Ананг Пола перевез её в Дели. По другим сведениям храмовый комплекс был разрушен в XIII в. по приказу первого делийского султана; тогда же колонна была перенесена в Дели.

Упоминание о колонне встречается у Бируни из Хорезма в 1048 г.:

<…> арабами был найден железный столб высотой в 70 локтей. Хишам ибн-Амир приказал откопать его до основания, и при этом было обнаружено, что столб был вкопан ещё на 30 локтей в землю. Тогда он стал расспрашивать о нём, и ему сообщили, что один Тубба из Йемена вступил в их страну вместе с персами, и, когда они овладели Индией, то йеменцы отлили из своих мечей этот столб и сказали: «Мы не хотим идти отсюда дальше в другую страну», — и завладели Синдом[3].

Наличие такого большого железного изделия в V веке символизировало высокое богатство государства. Даже спустя 600 лет, описывая (с чужих слов) колонну, Бируни считает это всего лишь легендой.

Дж. Неру в книге «Открытие Индии» писал:

Древняя Индия добилась, очевидно, больших успехов в обработке железа. Близ Дели высится огромная железная колонна, ставящая в тупик современных учёных, которые не могут определить способ её изготовления, предохранивший железо от окисления и других атмосферных явлений.

Популярность среди европейцев железная колонна в Дели приобрела после работ английского востоковеда и индолога Александра Каннингема. Приведённые им ок. 150 лет назад сведения в настоящее время вызывают критику исследователей. Так, Каннингем утверждал, что высота колонны не менее 60 футов (18 м), а вес 17 тонн. Кроме того, из его описания следует, что колонна цельная, а не сварная. Эти домыслы подхватили историки, и даже более поздние научные исследования уже не могли поколебать их веру в чудесные свойства «вечной» колонны.

Аналогичная колонна ещё больших размеров, изготовленная в III веке, возвышается в индийском городе Дхар[источник не указан 40 дней].

Способ изготовления[править | править вики-текст]

Версии о том, что железная колонна в Дели была якобы отлита или откована из одного цельного куска железа, в настоящее время подвергаются сомнениям.

Скорее всего, колонна изготовлена ковкой отдельных криц[4] железа массой до 36 кг. В качестве доказательства приводятся отчетливо видимые следы ударов и линии сварки, а также малое содержание серы (благодаря древесному углю, использованному для плавки руды) и большое количество неметаллических включений, то есть шлака, оставшегося в результате плохой проковки отдельных участков.

Детальному анализу состава и антикоррозийных свойств колонны посвящено исследование Баласубраманяма[5], где приводятся детальные таблицы химического состава надземной и подземной части колонны, колонна почти на 100 % состоит из железа, в ней отсутствует марганец и почти отсутствует никель.

Стойкость колонны против атмосферной коррозии[править | править вики-текст]

Основной причиной стойкости колонны из Дели к атмосферной коррозии является явление пассивации металлов — на её поверхности имеется образовавшаяся естественным путём плёнка оксида, предотвращающая дальнейшее развитие коррозии. Вторичными причинами являются повышенное содержание в металле колонны примеси фосфора, который, не являясь сам по себе антикоррозийной добавкой, повышает способность поверхности стали к пассивации, и низкая влажность воздуха в Дели. К электрохимической коррозии колонна намного менее устойчива — её часть, вкопанная в землю, подверглась значительной коррозии. Аналогичная колонна из Конарака, расположенного поблизости от моря, покрыта сильной коррозией.

Колонна вкопана в землю, и эта её часть покрыта сантиметровым слоем ржавчины, в отдельных местах испещрённым глубокими ямками. Наземная часть покрыта защитным слоем оксидов толщиной от 50 до 500 микрометров. … отсутствие ржавчины на колонне в Дели может быть связано с низким уровнем влажности воздуха. В 50-х годах учёные провели исследования в этом направлении и их предположение подтвердилось. … материал, из которого сделана колонна в Дели, содержит больше фосфора … что способствует лучшей поверхностной пассивации. В результате тщательных исследований было установлено, что толщина слоя оксидов на колонне из Дели соответствует скорости коррозии стали в этом городе.[6]

Тем не менее, о колонне сложилось много легенд, касающихся её исключительной стойкости.

Нержавеющая сталь[править | править вики-текст]

Гиды часто рассказывают, что для создания этого памятника была использована нержавеющая сталь. Однако анализ, сделанный индийским ученым Чедари, показывает, что делийская колонна не содержит значительных количеств легирующих элементов, приводящих к повышенной коррозионной стойкости, в то время, как все нержавеющие стали являются легированными.

Химический состав материала колонны, %[7]
Углерод Кремний Сера Фосфор Азот Железо
0,08 0,046 0,006 0,114 0,032 99,722

Чистое железо[править | править вики-текст]

Противоположное мнение заключалось в том, что колонна изготовлена из очень чистого железа[8] (встречаются даже утверждения — «химически чистого», «атомарного», и т. п.). Такая гипотеза в течение ряда лет даже фигурировала в учебниках по металлургии как пример высокой атмосферной стойкости чистого железа. На самом деле материал колонны по содержанию примесей (0,278 %) не дотягивает даже до технически чистого железа, в котором содержится не более 0,1 % примесей. Наиболее корректное название материала колонны — сыродутное, сварочное или кричное железо.

Ничего фантастического в получении в древности железа с таким содержанием примесей нет, для этого достаточно изначально взять качественное сырьё (руда, древесный уголь) и тщательно проковать заготовку, чтобы удалить большую часть шлака. Аналогичным образом получали железо в течение всей доиндустриальной эпохи, вплоть до появления пудлингования. Проблемы у древних металлургов вызывало как раз получение железа с заданным содержанием примеси углерода, то есть, стали — вплоть до изобретения Бессемером конвертера все способы её производства (науглероживание, кричный передел) отличались низкой эффективностью и высокой нестабильностью результата.

Стоит также отметить, что изделия из сварочного и пудлингового железа действительно отличаются более высокой атмосферостойкостью по сравнению с современными сталями, особенно высокосортными. Изготовленные из этого материала корабли, мостовые фермы, части огнестрельного оружия и иные изделия редко специально защищали от коррозии — с этой функцией вполне успешно справлялась образующаяся естественным путём поверхностная плёнка оксидов. Методы защиты от коррозии начали специально разрабатывать лишь после перехода в конце XIX века к промышленному производству более склонных к атмосферной коррозии углеродистых сталей, выплавляемых на каменном угле и содержащих больше серы, чем древние стали, выплавленные на древесном угле.

Метеоритное железо и внеземное происхождение колонны[править | править вики-текст]

Популярной была гипотеза о том, что колонна в Дели изготовлена из метеоритного железа. Известно, что оно хорошо сопротивляется коррозии. Но в метеоритном железе всегда находили никель, а в железе индийских колонн никеля не обнаружили.

Железную колонну в Дели не обошли своим вниманием и уфологи, связывающие её происхождение с внеземными цивилизациями.

Особый тепловой режим жизни колонны[править | править вики-текст]

Есть объяснения, указывающие на то, что благодаря своей массе колонна долго сохраняет тепло и в условиях местного климата на её поверхности не образуется роса.

Уникальные климатические условия[править | править вики-текст]

Сухость воздуха[править | править вики-текст]

Ряд гипотез объясняет антикоррозийную стойкость надземной части железной колонны сухостью атмосферного воздуха в Дели.

Шведским металловедом Й. Врангленом были поставлены опыты, при которых отрезанные от колонны кусочки доставлялись на морское побережье и промышленный район Швеции (морская и промышленная атмосфера наиболее опасны для стали), где они успешно корродировали. Подземная часть колонны, исследованная тем же Й. Врангленом, покрыта слоем ржавчины толщиной в сантиметр. Встречаются также коррозионные язвы глубиной до 10 сантиметров.

В 1953 году Хадсон опубликовал в журнале «Nature»[9] сообщение о скорости коррозии медистой стали[10] и цинка в местах с различным климатом, в том числе рядом с колонной. Атмосфера в Дели оказалась по агрессивности на предпоследнем месте, уступив лишь атмосфере в Хартуме, ещё более сухой. Даже в период муссонов влажность делийского воздуха превышала критическое значение (70 %), при котором сталь заметно корродирует, только в утренние часы. В делийской атмосфере даже нестойкий цинк окисляется очень незначительно.

Естественное азотирование поверхности колонны[править | править вики-текст]

Некоторые исследователи утверждают, что в атмосфере Дели когда-то было повышенное содержание аммиака (из-за скопления людей и животных), которое в субтропическом климате Индии позволило получить на поверхности колонны защитный слой нитридов железа. Другими словами, колонна якобы азотирована самой природой.

Поверхностная защита железа колонны[править | править вики-текст]

Ряд гипотез основаны на том, что колонна сохранилась благодаря особым условиям, случайно или целенаправленно приведшим к образованию на поверхности колонны защитной пленки[11].

Колонну предохраняли люди[править | править вики-текст]

Поскольку колонна долгое время была (и остаётся) объектом культового преклонения, а затем — особой достопримечательностью, она никогда не оставалась без внимания людей.

Религиозные обряды требовали умащать колонну маслами и благовониями. Благодаря этому на колонне постоянно присутствовала пленка, предохраняющая её от коррозии.

Особые приемы изготовления колонны[править | править вики-текст]

Ряд гипотез предполагает, что древние металлурги вольно или невольно создали специальную защитную плёнку.

В частности, предполагают, что при изготовлении колонны она была обработана перегретым паром, и таким образом произведено воронение стали.

Есть теория о том, что железную колонну в Дели защищает плёнка из невыведенного в шлаки материала, образовавшегося при её изготовлении.

В нескольких километрах от места установки колонны найдены каменные матрицы для отливки. Особенность этой гористой местности — повышенный уровень радиации. Возможно, что колонна после отливки пролежала несколько десятков лет и под воздействием радиации верхний слой превратился в аморфное железо, которое стойко к коррозии.

Химический состав с высоким содержанием фосфора и аморфная структура железа верхнего слоя создают антикоррозионную оболочку, основным компонентом которой является FePO4H3PO4•4H2O.

Баласубраманям, сопоставляя древние технологии производства железа с современными и анализируя археологические находки, отмечал, что в древности фосфор не удалялся эффективным образом (через шлаки), а оставался в металле. Поздние технологии производства стали не могли допустить высокого содержания фосфора, потому что сталь становилась от этого хрупкой. В поздних технологиях применялась известь, которая также выводила фосфор в шлак, что отсутствовало в старых технологиях (что показано отсутствием извести и фосфора в старых шлаках). Присутствие фосфора является причиной устойчивости к коррозии. [5]

Колонна в Дели как прообраз современных атмосферостойких сталей[править | править вики-текст]

Имеется версия, что при выплавке «на глазок», как это бывало в древности, возможны очень большие отклонения в качестве металла. Одним из таких исключений и могла стать колонна.

Современные атмосферостойкие стали (например, сталь 10ХНДП) обладают своими особенностями за счёт высокого содержания в них фосфора. При совместном взаимодействии меди и фосфора, а также хрома с кислородом, углекислым газом и парами воды образуются труднорастворимые соединения, которые входят в состав окисной пленки, обволакивающей сталь. Эта пленка хорошо предохраняет металл. Скорость коррозии конструкций под такой защитой в обычных условиях составляет порядка 0,3 мм за 100 лет[12].

Такие стали под маркой «Corten» были изобретены в США в 1930-х годах[13] и содержали до 0,15 % фосфора. В делийской колонне его 0,11—0,18 %.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Высота колонны — 7,21 м. Вес — 6,511 тонн. Диаметр внизу — 0,485 м, вверху — 0,223 м.
  2. Terra Incognita: Делийская колонна
  3. Железная колонна в Дели
  4. Крица — твердая губчатая масса железа, полученная нагреванием (восстановлением) руды без расплава последней.
  5. 1 2 R. Balasubramaniam. On the Corrosion Resistance of the Delhi Iron Pillar // Corrosion Science, Volume 42 (2000) pp. 2103—2129. «Corrosion Science» is a publication specialized in corrosion science and engineering.
  6. Я. Малина и Р. Малинова «Великие загадки Земли. Природные катастрофы и пришельцы из космоса.» М., Прогресс, 1993 год, стр. 149—150
  7. Балезин С. А. Отчего и как разрушаются металлы. Пособие для учащихся. Изд. 3-е, перераб. — М.: Просвещение, 1976. — 160 с.
  8. О возможностях производства чистого железа см. статьи «Есть ли чистое железо?» и «История производства и использования железа»
  9. т. 172, с. 499
  10. Согласно строгим исследованиям материал колонны представляет собой банальную низкоуглеродистую сталь, очень чистую по сере и недопустимо грязную по фосфору
  11. «Железная колонна в Дели не подвержена коррозии»
  12. Мезенин Н. А. Занимательно о железе. — М.: Металлургия, 1972. — 200 с.
  13. Гуревич Ю. Г. Загадка булатного узора. — М.: Знание, 1985. — 192 с. — С. 36—45.

Ссылки[править | править вики-текст]