Как рассказывает нам автор канала «Популярная наука», современный автомобиль иногда начинает ржаветь ещё до того, как владелец успевает выплатить за него кредит. А в индийском Дели стоит железная колонна, которая пережила династии, войны и пожары, и всё это без слоя краски или антикоррозийного покрытия.
Более тысячи шестисот лет открытая всем ветрам, дождям и палящему солнцу, колонна практически не изменилась. Это, естественно, породило волну слухов про тайные технологии. На самом деле сочетание эффективных забытых приёмов и немного удачи породило этот феномен древней металлургии, и повторить его пока не удаётся методами современной науки.
В комплексе Кутуб-Минар в Дели, среди руин мечети, можно увидеть гигантскую металлическую колонну. Её высота — семь метров двадцать один сантиметр, вес — шесть с половиной тонн. У колонны чёрно-синяя поверхность, на которой почти нет ржавчины.
Столб построили в начале пятого века. Царь Чандрагупта Второй велел установить колонну в честь бога Вишну, чтобы увековечить свои победы. На высоте полутора метров видны царапины — их оставил меч завоевателя, пытавшегося срубить столб.
В одиннадцатом веке колонну перевезли в Дели. Перемещали вручную, используя деревянные валы, специальные тележки и подшипники, везли почти полгода. В семнадцатом веке правитель Акбар обернул колонну слоем фарфора, пытаясь защитить металл, и куски фарфора сохранились до сих пор. На поверхности есть санскритская надпись, инкрустированная серебром.
Мифов вокруг объекта хватает. Одни считали, что это работа инопланетян, другие уверяли, что колонна магнитная и исполняет желания, если обнять её сзади и замкнуть руки. Туристы так активно обнимали столб, что в тысяча девятьсот девяносто седьмом году его пришлось огородить решёткой.
Но главный вопрос — как железный столб простоял столько времени и не заржавел. В тринадцатом веке мощное землетрясение накренило колонну на семь миллиметров, но она выстояла без трещин и сколов.
Металл здесь особенный. Современный химический анализ показал состав: девяносто восемь целых и семь десятых процента железа, около одного процента фосфора и минимум углерода, серы и марганца. Чтобы понять феномен, нужно вспомнить, как ржавеет обычное железо. Влага и кислород вступают в реакцию с металлом, образуя рыхлую ржавчину, которая, в свою очередь, ускоряет разрушение.
У делийского столба всё иначе. Высокое содержание фосфора при ковке и плавке дало уникальный бонус: фосфор мигрировал к поверхности и образовал плотный слой гидрофосфата железа, который ещё называют мисавитом. Это соединение железа, кислорода и водорода не ржавеет, оно даёт устойчивость к коррозии.
Плюс климат. В Дели сухо и жарко большую часть года, влажность редко превышает критический уровень в семьдесят процентов. Муссоны длятся всего три месяца, а массивная колонна долго держит тепло и не даёт росе оседать на поверхности.
Металловед Йохан Вранглен взял пробу и привёз в Швецию. Оказалось, что куски того же железа в морской атмосфере Швеции ржавели куда быстрее, чем в Дели. А аналогичная колонна в прибрежном индийском Конараке у океана серьёзно изъедена коррозией. Получается, что климат и состав металла сработали в паре. При этом под землёй влага добирается до металла, и нижняя часть колонны покрыта слоем ржавчины глубиной до десяти сантиметров.
Это шедевр древней металлургии. Сама идея кованого железа с высоким фосфором уникальна. Древние мастера не знали слов «фосфатирование» или «пассивирующий слой», но они умели выбирать руды с нужным составом и ковать металл так, что он становился плотным, почти без пор.
Учёные сегодня пытаются воспроизвести эту технологию. В лабораториях получаются образцы, устойчивые к коррозии, но достичь той же стабильности, что у делийской колонны, пока не удаётся. Полную микроструктурную однородность и стабильность защитного слоя создать можно, но он получается менее плотным, со временем уступает колонне по стойкости, склонен к образованию микротрещин и разрушению. И никакие тысяча шестьсот лет он не продержится — максимум несколько сотен.
Ещё одна проблема — баланс в распределении фосфора. В древнем металле фосфор равномерно распределён и способствует устойчивости защитной плёнки, а сегодня эта миграция происходит менее контролируемо. И пока непонятно, как древним индийским мастерам это удалось.
Современная нержавеющая сталь прочнее и универсальнее, но за ней всегда стоит химический завод и легирующие элементы.
А мастера пятого века, работая в маленьких печах с мехами, создали железо, которое до сих пор вызывает зависть инженеров.
Ранее мы пиласи: 16 жемчужин столичной архитектуры
А еще мы рассказали о том, какие кроссоверы купить, чтобы забыть о ремонте на долгие годы.
Фото: Freepik
