Железная колонна в Дели
 | В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Желе́зная коло́нна в Де́ли — железная колонна высотой семь метров и весом в шесть с половиной тонн[К. 1], входящая в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара (откуда второе название — Кутубова колонна[1]), 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, согласно суеверию, если встать к колонне спиной и охватить её сзади руками, это принесёт счастье. Другой вариант поверья гласит, что при этом исполнится загаданное желание. Во избежание вандализма в 1997 году вокруг колонны была устроена ограда.
История колонны
[править | править код] | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
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.
— Мезенин, Н. А. Железная колонна в Дели : [арх. 23 декабря 2010] // Занимательно о железе. — М. : Металлургия, 1972. — С. 52–53. — 200 с.
Наличие такого большого железного изделия в V веке символизировало высокий уровень богатства 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, почти вдвое выше, изготовленная в III веке и сохранившаяся ныне в виде фрагментов, была установлена в индийском городе Дхар[3].
Способ изготовления
[править | править код]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 ковкой, 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.
Баласубраманям провёл анализ состава и антикоррозийных свойств колонны и в 2000 году была опубликована его работа, в которой привёл детальные таблицы химического состава надземной и подземной части колонны. Она состоит из железа, в котором отсутствует марганец и почти отсутствует никель[5].
| Углерод | Кремний | Сера | Фосфор | Азот | Железо |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,08 | 0,046 | 0,006 | 0,114 | 0,032 | 99,722 |
Стойкость колонны против атмосферной коррозии
[править | править код]Легенды
[править | править код] | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
 | Возможно, этот раздел содержит оригинальное исследование. |
О колонне сложилось много легенд, касающихся её исключительной стойкости.
Легенда о нержавеющей стали
[править | править код]Гиды часто рассказывают туристам, 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.[источник не указан 1005 дней]
Легенда о сверхчистом железе
[править | править код]Противоположное мнение заключалось в том, что колонна изготовлена из очень чистого железа[К. 2] (встречаются даже утверждения о «химически чистом», «атомарном» и тому подобные). Такая гипотеза в течение ряда лет даже фигурировала в учебниках по металлургии[источник не указан 776 дней] как пример высокой атмосферной стойкости чистого железа. На самом деле материал колонн по содержанию примесей (0,278 %) не дотягивает даже до технически чистого железа, в котором содержится не более 0,14 % 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.
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.
Легенды о метеоритном железе и внеземном происхождении колонны
[править | править код]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.
Теории и гипотезы
[править | править код]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, в значительной степени изъедена коррозией[7].
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.
— Цит по: Малина и Малинова, с. 149–150
Уникальные климатические условия
[править | править код]Особый тепловой режим колонны
[править | править код]Есть объяснения, указывающие на то, что благодаря своей массе колонна долго сохраняет тепло и в условиях местного климата на её поверхности не образуется роса[8].
Сухость воздуха
[править | править код]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[К. 3] 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 код]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[источник не указан 774 дня].
Колонну предохраняли люди
[править | править код]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 плёнка, предохраняющая её от коррозии[источник не указан 774 дня].
Особые приёмы изготовления колонн
[править | править код] | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
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 FePO4•H3PO4•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 код]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 плёнки, обволакивающей сталь. Эта плёнка хорошо предохраняет металл. Скорость коррозии конструкций под такой защитой в обычных условиях составляет порядка 0,3 мм за 100 лет[10].
Такие стали под маркой «Corten» были изобретены в США в 1930-х годах[11] и содержали до 0,15 % фосфора. В делийской колонне его 0,11—0,18 %.
См. также
[править | править код]Комментарии
[править | править код]- ↑ Высота колонны — 7,21 м. Вес — 6,511 тонн. Диаметр внизу — 0,485 м, вверху — 0,223 м.
- ↑ О возможностях производства чистого железа см. статьи «Есть ли чистое железо?» Архивная копия от 25 января 2010 на Wayback Machine и «История производства и использования железа»
- ↑ Согласно строгим исследованиям материал колонны представляет собой обычную низкоуглеродистую сталь, очень чистую по сере и с чрезмерной примесью фосфора
Примечания
[править | править код]- ↑ Terra Incognita: Делийская колонна. Дата обращения: 22 ноября 2009. Архивировано из оригинала 22 августа 2010 года.
- ↑ Agrawal, A. Ch. VIII. Advent of the Glorious Epoch Chandragupta II Vicramāditya. // Rise and fall of the imperial Guptas. : [англ.]. — 1989. — P. 162. — XXXVII,285 p. — ISBN 978-81-208-0592-7.
- ↑ Balasubramaniam, R. A new study of the Dhar iron pillar : [англ.] : [арх. 4 февраля 2012] // Indian Journal of History of Science. — 2002. — Vol. 37, no. 2. — P. 115–151.
- ↑ Крица — твердая губчатая масса железа, полученная нагреванием (восстановлением) руды без расплава последней.
- ↑ 1 2 Balasubramaniam, R. On the Corrosion Resistance of the Delhi Iron Pillar : [англ.] : [арх. 26 марта 2009] // Corrosion Science : журн. — 2000. — Vol. 42, no. 12. — P. 2103–2129. — ISSN 0010-938X. — doi:10.1016/S0010-938X(00)00046-9.
- ↑ Балезин, =С. А. Введение : [арх. 26 сентября 2012] // Отчего и как разрушаются металлы. : Пос. для уч-ся. — Изд. 3-е, перераб. — М. : Просвещение, 1976. — С. 3–12. — 160 с.
- ↑ Малина, Я. Великие загадки Земли : Природные катастрофы и пришельцы из космоса / Я. Малина, Р. Малинова. — М. : Прогресс, 1993. — С. 149–150.
- ↑ Техника - молодёжи 1978, т.10, с. 22
- ↑ Nature т. 172, с. 499
- ↑ Мезенин, Н. А. Полезная ржавчина : [арх. 25 января 2010] // Занимательно о железе. — М. : Металлургия, 1972. — С. 159–160. — 200 с.
- ↑ Гуревич Ю. Г. Загадка булатного узора. Архивная копия от 23 января 2010 на Wayback Machine — М.: Знание, 1985. — 192 с. — С. 36—45.
Ссылки
[править | править код]
- Алексеев, С. Железная колонна в Дели : история мифа // Химия и жизнь. — 1979. — № 4. — С. 90—93.
- Безека Евгений. Индийские учёные «взвесили» загадочную нержавеющую железную колонну. РИА Новости (2008). Дата обращения: 2 июля 2008. Архивировано 14 марта 2012 года.
- Collection of Czechoslovak Chemical Communications. — 1971. — Т. 36, № 2. — С. 625—637.
 |
|---|
