К истории медных сплавов

Остановимся кратко на наиболее интересных и показательных находках, обнаруженных в могильниках и на поселениях этого района. Они свидетельствуют о том, что этот район уже с древнейших времен был включен в систему циркуляции бронзовых изделий, характерных для развитых культур Северного Кавказа и Ближнего Востока.
Наиболее ранним сплавом, освоенным древними металлургами, является мышьяковая бронза ― сплав меди с мышьяком. Ее использовали в бронзовом веке во многих районах Древнего мира, включавших причерноморскую область Европы и Кавказа, а также Ближний Восток. Мышьяковую бронзу применяли для изготовления орудий труда, оружия, украшений. Это связано с тем, что достаточно было ввести в медь 1–4% мышьяка, чтобы она стала более твердой и в то же время сохранила высокую пластичность, необходимую для придания предметам необходимой формы с помощью ковки, т.к. большинство изделий из мышьяковой бронзы получали именно этим методом. Кроме того, мышьяковая бронза обладала высокой коррозионной стойкостью и отличалась красивым цветом, который в зависимости от содержания мышьяка менялся от красно-золотистого (1–8% мышьяка) до серебристо-стального (15–18% мышьяка).
Наиболее многочисленные группы бронзовых находок, обнаруженных в могильниках и на поселениях Северо-Западного Кавказа, относятся к периоду железного века и связаны с античной эпохой. В это время использование мышьяковой бронзы резко сокращается и на смену ей приходит сплав меди с оловом – оловянная бронза.
Причины исчезновения мышьяковой бронзы и замены ее оловянной бронзой до конца не ясны. Как полагают многие исследователи, это было связано с вредным влиянием ядовитых паров мышьяка, которые попадали при плавке в организм человека. Возможно также, что из-за испарения мышьяка древним металлургам было сложно получать сплавы необходимого состава. Оловянная бронза лишена этих недостатков. По свойствам она близка к мышьяковой бронзе и обладает близкими показателями твердости и пластичности, а также высокой коррозионной стойкостью. Ее цвет, как и в мышьяковых бронзах, можно варьировать от золотистого (сплавы, содержащие от 5% до 20% олова) до серебристого (сплавы с 25–30% олова). Особенностью использования оловянной бронзы в рассматриваемый период является то, что ее редко применяют для изготовления орудий труда и оружия, т.к. в это время происходит освоение производства железа и стали, которые и идут на нужды оружейников. Из оловянной бронзы еще продолжают изготовлять наконечники стрел, а также пластины для панцирных доспехов, однако она используется в большинстве случаев для получения других разнообразных изделий: это удила, псалии и украшения конской сбруи, многочисленные бляхи, выполненные в зверином стиле, перстни и браслеты, металлическая посуда, монеты, бронзовые зеркала. Прекрасные литейные свойства оловянной бронзы позволяют использовать ее также для изготовления различных скульптур.
Все эти предметы представлены среди находок Северо-Западного Кавказа. Они свидетельствуют о прекрасном владении древними мастерами навыками по обработке сплавов медь-олово (оловянных бронз), которые в наше время уже утрачены в связи с ограниченностью составов и видов изделий из этих сплавов. Типология, состав и технология изготовления бронзовых находок говорят о широких связях древнего населения Северо-Западного Кавказа с античным и меото-скифским миром. Они отчетливо фиксируются при изучении предметов, относящихся к различным периодам: архаико-классическому (VI–IV вв. до н.э.), эллинистическому (IV–II вв. до н.э.), римскому (рубеж эр – начало III в.н.э.).
Начиная с I в. до н.э. начинается широкое производство латуни – сплава меди с цинком, который постепенно стал заменителем оловянных бронз. Латунь дешевле оловянной бронзы, т.к. она не содержит дефицитного олова, но древние металлурги столкнулись с рядом трудностей, связанных с летучестью цинка в процессе плавки. Римляне разрешили эту проблему, освоив процесс цементации, сущность которого состоит в следующем. Куски меди кладутся в закупоренные тигли вместе с древесным углем и карбонатом или окисью цинка и нагреваются в интервале температур 900–1000° С. При этой температуре цинк восстанавливается, испаряется, его пары диффундируют в медь. Затем температура повышается, образовавшаяся латунь плавится, а затем при охлаждении кристаллизуется в виде готового слитка. Латунь хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях, отличается красивым золотистым цветом. По сравнению с оловянными бронзами латуни более пластичные, но менее твердые сплавы, поэтому в латуни с низким содержание цинка для увеличения твердости добавляли олово. Находки из латуней, содержащих различное количество цинка, или дополнительно легированных оловом, широко представлены в римское время на Северном Кавказе (Р. И.Г.).