В.И. Завьялов

Технология изготовления железных орудий труда из Белоозера

После завершения в 1965 г. крупномасштабных исследований Белоозерской экспедицией ИА АН СССР под руководством Л.А. Голубевой системное обследование памятника возобновилось в 1990 г. Белозерским отрядом Онежско-Сухонской экспедиции ИА АН СССР под руководством Н.А. Макарова. Возобновление в 1990 г. работ на Белоозере было вызвано прежде всего необходимостью спасения уникального вещевого комплекса. Особенности происхождения находок, их перемешанность, нестратифицированность, трудность в выделении комплексов – чрезвычайно усложняют обработку этого материала и снижают его ценность для исторических построений. Но ключевая роль Белоозера в средневековой истории огромного региона заставляет продолжать изучение этого уникального памятника. А поскольку подъемный материал является в настоящее время основным источником новых знаний по истории Белоозера, необходимо было повысить его информативные возможности. Этим целям отвечает проведение широких исследований предметов из черного металла на основе металлографического метода.

По итогам работ Л.А. Голубевой древнейшие материалы Белоозера датируются X веком. Ее данные коррелируются результатами дендрохронологических анализов1. Исследованная мной коллекция кузнечных изделий, по мнению авторов полевых работ, относится к XI-XIV вв.

Уже на ранних этапах своего существования Белоозеро представляло собой поселение, базирующееся на ремесле и торговле. Существенную роль в его жизнедеятельности играли черная металлургия и металлообработка.

Кузнечное производство в Белоозере документировано остатками шести кузниц. Прослеживается преемственность в работе мастерских (три из них сменяли друг друга на одном и том же месте) и сосредоточение металлургического производства в одном районе города2. Производственные комплексы сопровождались находками шлаков, руды, обломков сопел, обмазки и кузнечного инвентаря: клещей, молотков, напильника.

Общее количество категорий железного инвентаря из раскопок Белоозера составляет более 60 наименований. Представлены все классы изделий: орудия труда, оружие, предметы быта. По числу категорий, их разнообразию и количеству находок из черного металла коллекция из Белоозера вполне сопоставима с коллекциями из таких ведущих восточноевропейских ремесленных центров как Новгород, Киев, Смоленск.

Для металлографического исследования были отобраны все находки из железа из сборов 1992-1994 гг. Почти все они за редким исключением оказались пригодны для микроструктурных анализов. Таким образом, выборка практически полностью совпадает с генеральной совокупностью, что делает полученные выводы статистически обоснованными. Общее количество предметов составило 173 единицы. Исследованы почти все известные в Белоозере категории железного инвентаря. Орудия труда представлены 10 категориями, оружие (в том числе и охотничье-рыболовное) – 5, конская упряжь – 1, крепеж – 4 и предметы быта 21 категорией предметов. По количеству исследованных предметов наиболее многочисленными оказались орудия труда: исследовано 86 экземпляров; охотничье оружие и орудия промысла представлены 20 экземплярами, предметы быта – 56, конская упряжь – 2, крепеж – 7 (Рис. 1).

Сравнение состава классов железного инвентаря из раскопок Белоозера (1949-1965 гг.) и подъемного материала (1992-1994 гг.), который использовался для металловедческого исследования, показывает большое сходство обеих коллекций (Рис. 2). Набор категорий и распределение их по классам тождественны, что свидетельствует о правомерности использования подъемного материала в качестве вполне информативного источника. В исследованном материале присутствуют практически те же категории, что и в коллекции из раскопов.

Инструменты в исследованной коллекции представлены топорами, скобелями, резцом, долотом, молотком, иглой и пинцетом.

Топоры. Среди четырех топоров лишь один сохранился целиком. Три других представлены обломками лезвий. Целый топор относится к типу V по классификации А.Н. Кирпичникова (Рис. 3, ан.7748). Прослеживаемые на продольной поверхности сварочные швы позволяют предположить, что это орудие было изготовлено следующим способом. Полоса железа – основа топора – была сложена на оправке пополам для формования проушного отверстия. Между концами полосы на всю длину топора была вставлена малоуглеродистая (0.2-0.3%С) стальная пластина (Рис. 4). Полученную заготовку сварили, оттянули и заточили лезвие. Кузнечные операции не отличались высоким качеством. На рисунке 5-1 хорошо виден широкий сварной шов. Следует отметить, что подобный способ изготовления топоров типа V был широко распространен в северной зоне Восточной Европы3.

Вварное лезвие имел еще один топор (Рис. 4, ан.8363). Но в отличие от вышеописанного экземпляра стальная пластина у него была вварена лишь в самое острие. Тело топора было сварено из пластин малоуглеродистой (0.1-0.3%С) стали и фосфорного железа. Сварка проведена на высоком уровне. Лезвие топора было закалено с последующим высоким отпуском (структура сорбита).

Топор № 8136 был изготовлен по технологии косой боковой наварки стального лезвия на железную основу. Наварная пластина представлена высокоуглеродистой сталью с содержанием углерода до 0.8% (Рис. 5-2). Это орудие также демонстрирует высокое качество работы.

Топор № 8364 изготовлен по технологии V-образной наварки стального лезвия на основу из высокофосфорного железа. Орудие подверглось резкой закалке.

Клинышки. Принадлежностью топора являлись клинышки для расклинивания топорища (Рис. 3). Из четырех исследованных предметов три были откованы из кричного железа (Рис. 4, ан.8134, 8135, 8366), а заготовка одного клинышка была предварительно сложена пополам и сварена (Рис. 4, ан.8368). Вдоль сварного шва у этого образца наблюдается феррито-перлитная структура с содержанием углерода до 0.5%.

Скобели. Оба скобеля (Рис. 3, ан.7749, 8131) изготовлены по сходной технологической схеме. Они были откованы из кричного железа с последующей цементацией лезвия (Рис. 4). В качестве сырья использовалось фосфорное железо. Как известно, повышенное содержание фосфора в железе препятствует проникновению углерода при химико-термическом процессе. Это наблюдается и на исследованных образцах: содержание углерода в феррито-перлитных зонах не превышало 0.2-0.3% у образца 7749 и 0.3-0.4% у образца 8131.

Тесло. Небольшое проушное тесло (Рис. 3, ан.8367) было отковано из цельностальной заготовки. Структура стали в метастабильном состоянии (мелкоигольчатый мартенсит) обнаружена как на лезвии, так и на обушке орудия.

Резец (Рис. 3, ан.7747). Лезвие резца по всей видимости не сохранилось. Но, судя по характеру структуры на черенке изделия (Рис. 5-3), технологией изготовления инструмента была цементация. Основа орудия откована из кричного железа. Металл характеризуется повышенным содержанием фосфора. Микротвердость феррита 221-274 кг/мм2. В данном случае распределение фосфора в металле было крайне неравномерно (наряду с участками феррита с высокой микротвердостью встречены участки с микротвердостью 116 кг/мм2). Проникновение углерода вглубь металла незначительно (не превышает 1-1.5 мм), что, вероятно, и привело к полному стачиванию стального лезвия.

Долото. Цельнометаллическое долото (Рис. 3, ан.8132) отковано из стальной заготовки. Содержание углерода достигает 0.7-0.8%. Следует отметить сильную засоренность металла шлаками, что нехарактерно для изделий из высокоуглеродистой стали. Вероятно, это следствие недостаточно тщательной проковки заготовки. Лезвие долота было закалено с последующим низким отпуском.

Пила (?). Предмет (Рис. 3, ан.7750), который предположительно идентифицируется как пила, имел черенок с бронзовой заклепкой. На шлифе обнаружена одна структурная зона – феррит. Инструмент не сохранил зубцов, поэтому говорить о технологии изготовления его режущей части не представляется возможным. По границам зерен феррита прослеживается коррозия.

Ювелирный молоток (Рис. 3, ан.8142) откован из мягкого кричного железа (микротвердость 110-151 кг/мм2). Для улучшения рабочих качеств остряк инструмента был процементирован. Содержание углерода составляет 0.3-0.4%. Металл отличается чистотой от шлаковых включений.

Пинцет. Для ювелирных работ использовался пинцет (Рис. 3, ан.7746). Предмет был откован из кричного железа с последующей цементацией рабочего края (Рис. 5-4). Содержание углерода на внешней поверхности доходит до 0.3%.

Сельскохозяйственные орудия в исследованной коллекции представлены серпом (Рис. 3, ан.8133). Это орудие было изготовлено по технологии вварки стального лезвия (вварная полоса составила более 3/4 ширины клинка). Лезвие было вварено только в клинок, черенок при этом оставался цельнометаллическим (ан.8133Б). Заключительной операцией по улучшению рабочих качеств орудия была закалка с последующим низким отпуском. Следует отметить, что подобная технология изготовления серпов является довольно редкой, и серпы с вваренными или трехслойными лезвиями встречены в основном в коллекциях из памятников Северного и Западного регионов Восточной Европы4.

Полученные результаты археометаллографического исследования орудий труда из Белоозера свидетельствуют, что местными кузнецами были освоены все основные технологические схемы, известные в древнерусском кузнечестве. В основе изготовления предметов из черного металла лежал принцип соединения твердого стального лезвия с железной основой посредством кузнечной сварки – основной принцип северорусского кузнечного ремесла домонгольской эпохи.

  1. Колчин Б.А., Черных Н.Б. Дендрохронология Восточной Европы. М., 1977. С. 57.
  2. Голубева Л.А. Весь и славяне на Белом озере. М., 1973. С. 119.
  3. Завьялов В.И. Железные изделия из памятников Белозерья // РА. 1996. № 4. С. 158.
  4. Носов Е.Н., Розанова Л.С. Технология обработки железа на поселениях IX-X вв. Приильменья // КСИА. 1989. Вып.198. С. 105. Станкус Й. Технология производства железных орудий в Литве в IX-XIII вв. // Труды АН Литовской ССР. Серия А (32). Вильнюс, 1970. С. 130. Хомутова Л.С. Технологическая характеристика кузнечных изделий из раскопок Тиверска и Паасо по результатам металлографического анализа // Древняя корела. Л., 1982. С. 194.