שלום חברים
הפעם אני מביאה סיפור דמוי אגדה שנולד רק השבוע.
תודה לגדעון
שדמי, שהעיר את סקרנותי לנושא ותרם מידע מטלורגי.
לתגובות אנא כתבו לאתר או אליי: [email protected]
איך התגלתה הפלדה
לפני כאלפיים וחמש מאות שנה חי בכפר נידח בסין חרש
ברזל. הוא התגורר עם אשתו וילדיו בבית
גדול, ובחצרו בנה כבשן להתכת ברזל. יום
ולילה בערה האש בכבשן, והפכה את הברזל המוצק לנוזל כתום ולוהט. האיש נהג לצקת את
הברזל הנוזלי לדפוסים ולתבניות, והניח לו להתקרר ולקבל את צורתם. כך יצר להבי
מחרשות, מגלים, מזמרות, צינורות וכלי נשק.
חרש הברזל ובני ביתו נהגו לשמור על אש
הכבשן יומם ולילה לבל תכבה, וכשעלה האיש על יצועו, הפקיד על האש את בנו ובתו
הבוגרים. הם שמרו על האש מדי לילה לסירוגין, ודאגו לפרנס אותה בזרדים ובענפים
יבשים.
לעתים, כשהתקרר הכלי וחולץ מן התבנית, התגלו
בו סדקים, וכשנפל ארצה נשבר ופיסותיו התפזרו על הקרקע. היה זה מעשה רגיל של יום-יום,
וחרש הברזל נהג להחזיר את השברים ואת הכלים הסדוקים לכבשן, לחזור ולהתיך אותם וליצור
מהם כלים חדשים.
האיש הקפיד לטאטא ולגרף את סביבת הכבשן פעמים
אחדות ביום, כדי שלא ייכנסו חומרים וחפצים זרים אל הברזל המותך. ניקיון מופתי שרר תמיד
ליד הכבשן, וחרש הברזל נהג להתפאר לפני ידידיו שהברזל שלו טהור יותר מזה של מתחריו.
לילה אחד ישבה הנערה ליד האש, הביטה בברזל
המותך, הכתום כאש, ושיחקה לתומה באחד הענפים היבשים שנועדו לאש הכבשן. פתאום נשבר
הזרד ונפל לתוך הדוד הלוהט. הוא התלקח, וגצים התעופפו סביבו כזיקוקים ועפו לכל
עבר. חרדה ומבועתת התבוננה הנערה בזרד הבוער, הצף על גבי הנוזל הלוהט. היא ניסתה
לכבותו בנשיפה, אבל פעולה זו רק האדירה את האש. אז לקחה הנערה מוט ארוך שקצהו עשוי
אבן צור ארוכה ומחודדת, והשקיעה את הזרד הבוער בתוך הברזל המותך. מיד כבה הזרד,
ופירורים שחורים נשרו ממנו והתפשטו לאטם כטיפות גשם שחורות בתוך הנוזל הלוהט.
למחרת השתוקקה הנערה לחזור ולראות את
המחזה המרהיב. שעות אחדות נלחמה ביצרה הרע, ולבסוף נכנעה לפיתוי והבעירה זרד נוסף מעל
שפת הכבשן. היא התמכרה למראה הזיקוקין והגצים ולמראה גשם הגרגרים השחורים השוקע בדוד,
ועל אף מוסר הכליות שחשה הוסיפה גם בלילות הבאים להבעיר זרדים ולהשקיעם בברזל
הנוזלי. עיניה לא שבעו מראות את הזיקוקין כשבער הזרד באוויר סמוך לשפת הברזל המותך, ואת גרגרי הפיח השחורים
השוקעים לאטם בנוזל הכתום. היא הצטערה מאוד על מעשיה, אך לא הצליחה לחדול מהם
והחליטה להסתירם מאביה.
מדי בוקר יצק חרש הברזל את התערובת המותכת
לתוך התבניות, ולתימהונו הבחין שצבע הברזל שהותך בעת משמרתה של הנערה היה שונה
מצבעו הרגיל, והכלים שהוצאו מהתבניות לא נשברו או נסדקו. אבל כשיצק האיש לתבניות ברזל
שהותך בעת משמרתו של הבן, לא שונה צבעו של הברזל, והכלים שיצר ממנו הרבו להיסדק
ולהישבר. חקר חרש הברזל את בתו לפשר הדבר,
אך היא לא הסגירה את סודה, וטענה שאינה יודעת דבר.
באחד
הלילות ארב האיש לבתו השומרת על האש. הוא הסתתר מאחורי קיר המבנה, לא רחוק מהכבשן
הבוער, והתבונן משם במעשי בתו. כשראה שהיא מבעירה זרדים ומשקעת אותם בתוך התמיסה
הלוהטת רגז מאוד. הוא יצא ממחבואו נזף
בבתו הסוררת ואף הטיל עליה עונש כבד.
למחרת, כשיצק את הברזל הנוזלי לתוך
התבניות, גילה שוב שהכלים שנוצרו ממנו חזקים יותר מן הכלים שנוצרו בסביבה נקייה. עתה הבין שהזרדים הבוערים הוסיפו
חוזק לברזל, ומאז נהג להוסיפם בכוונה לנוזל שבכבשן.
כך
נוצרה הסגסוגת הראשונה בעולם המכילה פחמן וברזל, הלוא היא הפלדה של ימינו.
המדע שמאחורי האגדה: ברזל ופלדה
מערוץ המדע
וידאו-מיחזור פלדה > http://www.youtube.com/watch?v=SJdFjNHE0P0
הברזל הופק לראשונה מעפרותיו ברמת אנטוליה
בשנת 1500 לפני הספירה. הוא היה רך יותר מן הברונזה, ולכן לא הרבו להשתמש בו
ליצירת כלי נשק. הברזל נחשב אז למתכת מסתורית, כי מצאו אותו במטאוריטים.
תקופת הברזל החלה בעולם במאה ה-15 לפני הספירה.
תקופה זו החליפה את עידן הברונזה. בישראל התחילה תקופת הברזל בערך בשנים 1200-1000
לפני הספירה, בתקופת התנחלות השבטים בארץ ישראל.
הברזל המופק מעפרותיו אינו טהור, ומעורבים
בו יסודות ותרכובות שונים. כדי להיפטר מהם נהגו לחזור ולחמם את הברזל פעמים אחדות,
ולסלק את הסיגים שצפו. רק במאה ה-19 המציאו
האמריקני CORT ובמקביל לו הגרמני BESEMER שיטה זולה ונוחה יותר לסילוק החומרים הזרים מן
הברזל. הם יצרו כבשן שאפשר להחדיר בו אוויר בעזרת מפוח. חמצן האוויר חִמצֵן את רוב
החומרים הזרים, ונוצר ברזל כמעט טהור.
בתקופת הברזל הקדומה ידעו באירופה ובארצות
הים התיכון לחמם את הברזל וליצור ממנו כלים על ידי ריקוע, אך לא ידעו להתיכו, כי
בכבשנים הפרימיטיביים שהיו נהוגים באירופה ובארצות הים התיכון הצליחו להגיע רק עד
1300 מעלות צלזיוס, טמפרטורה המתאימה להתכת הנחשת, אך
לא להתכת הברזל. (הברזל ניתך בטמפרטורה של 1528 מעלות). רק במאה ה-12 הצליחו
בבריטניה לייצר כבשן שחומו הגיע לטמפרטורה זו. בסין הצליחו ליצור תנורים המגיעים
לטמפרטורת ההתכה של הברזל כבר במאה ה-11 לפני הספירה, כאלף שנים לפני שהצליחו
לעשות זאת באירופה. לכן משערים שהסינים היו הראשונים שידעו להתיך את הברזל. הם
יצקו את הברזל המותך לדפוסים מיוחדים, והיו הראשונים שגילו את ברזל היציקה. טכניקה זו הוכנסה באירופה, כאמור,
רק אלף שנים מאוחר יותר.
ברזל היציקה הוא חומר שביר, והכלים
הנוצרים ממנו נוטים להיסדק ולהישבר. לכן חיפשו חרשי הברזל דרכים להוסיף לו חוזק.
במאה השישית לפני הספירה למדו הסינים שאם מכניסים לברזל המותך גושי פחם, נוצר חומר
חזק יותר מברזל היציקה. חומר זה הוא הפלדה הראשונה שנוצרה בעולם.
הפלדה
היא סגסוגת של ברזל ופחמן. רוב הפלדות מכילות לפחות 3% פחמן. סגסוגת המכילה פחות מ-2% פחמן היא חומר רך
הניתן בקלות לריקוע.
פלדת האל-חלד נוצרת כשמוסיפים לפלדה כרום
וניקל. היא התגלתה במקרה במפעלי קרופס בגרמניה בשנת 1919.
אפשר ליצור סוגי פלדות שונים על ידי הוספת
ריכוזים שונים של פחמן ויסודות אחרים לברזל המותך. כיום קיימים בעולם כ-2500 סוגי
פלדה.
הערה לסיפור:
כשבער הזרד באוויר התחמצן הפחמן שבו ונוצר הגז פחמן דו חמצני, שהתפזר באוויר ולא
השפיע על תכונות הברזל. רק כשהשקיעה הנערה
את הזרד הבוער בנוזל הלוהט, נוצרו גרגרי פחמן ששקעו בכבשן והפכו את ברזל היציקה
לפלדה.
לתגובות אנא
כתבו לאתר או אליי: [email protected]