صنایع فلزی در ایران باستان (بخش اول)

ر.ج. فوربس از یونانیان نقل می‌کند که کالیب‌ها (Chaybes) رعایای شاهان حتی در آسیای صغیر بین ۱۴۰۰ تا ۱۲۰۰ پیش از میلاد طریقهٔ غالگدازی آهن را متداول کردند و بدین ترتیب فولاد آبپذیر را اختراع کردند.

نامه‌های مکشوفه از مصر نشان می‌دهد که ارمنستان در آن دوره تهیه کننده و فروشندهٔ عمدهٔ آهن بود. افول سلطنت هیتها که در ۱۱۰۰ پیش از مسیح روی داد، به عقیدهٔ فوربس سبب شد که آهنگران ارمنی و کالیبی به کشورهای همسایه مهاجرت کنند بدین ترتیب پیشة خود را در آن کشورها گسترش دادند.

پیدایش آهن و فولاد در شمال ایران در این دوره نیز ظاهراً نظریهٔ فوربس را تأیید می‌کند. فوربس تمدن آهن را به دوره‌های زیر تقسیم می‌کند، البته ساختن اتفاقی ابزار آهنی جزو این دوره‌ها نیست: ۱۹۰۰ تا ۱۴۰۰ پیش از مسیح ارمنستان ۱۴۰۰ تا ۱۲۰۰ پیش از مسیح کشور حتیها ۱۲۰۰ تا ۱۰۰۰ پیش از مسیح ایران ۱۲۰۰ تا ۷۰۰ پیش از مسیح مصر ۹۰۰ پیش از مسیح آسور ۶۰۰ پیش از مسیح هال استات (اروپای سلتی) شاید وقت آن رسیده باشد که راجع به فولاد «هندی، سریک، چینی و پارتی» که مورخین رم نوشته‌اند بحث کنیم. پلینی (۲۳ تا ۷۹ مسیحی) عقیده دارد که فولاد به اصطلاح «سریک» همان فولاد چینی است اما فوربس عقیده دارد که این نوع فولاد در واقع فولاد هندی است که از مرکز معروف گداز حیدرآباد بدست آمد.

شمش‌های ریخته‌گری فولاد به نام ووتز که قرنها در آنجا تولید می‌شد به قطر ۵/۱۲ و به ضخامت ۲۵/۱ سانتیمتر بوده است، این فولاد به بسیاری از کشورها صادر می‌گردید. پادشاهان هخامنشی این فولاد را از هند دریافت می‌کردند و گفته‌اند که اسکندر کبیر سه تُن از این فولاد را از شاه هند دریافت و آن را تبدیل به ادوات جنگی و اسلحه کرد. پلینی می‌گوید که رومیها فولاد را از اکسومی‌های حبشه می‌خریدند و حبشی‌ها مبدأ اصلی آن را که در هند بوده بروز نمی‌دادند و قصدشان این بود که رومیها تصور کنند فولاد مزبور از چین است که به زبان آنها سری‌کوم (Sericum) تلفظ می‌شده و فولاد سریک (Seric) هم از همین کلمه مشتق شده است. فوربس معتقد است «سریک» مربوط به یک قبیله هندی است که نام (Cheres) بوده است.

فولاد هندی به عنوان یک قلم صادراتی مهم از راه ایران به عربستان و سوریه رفت، دمشق نه تنها محل خرید و فروش فولاد هندی شد بلکه مرکز مهم تبدیل آن به اسلحه و افزارهای صنعتی گردید. دیوکلسین امپراطور روم (۲۴۵ - ۳۱۳ پس از مسیح) یک کارخانهٔ اسلحه‌سازی در دمشق برپا کرد که در سال ۱۳۹۹ میلادی توسط تیمور لنگ به سمرقند و خراسان انتقال یافت. در نتیجهٔ پژوهش‌های اخیر جوزف نیدهام راجع به قدمت صنعت آهن و فولاد در چین ناگزیر باید مقداری از اطلاعات قبلی خود را درباره آهن عوض کنیم.

قبلاً عقیده داشتند که عصر آهن با سلسلهٔ امپراطوری چو (۱۰۳۰- ۲۲۱ پیش از مسیح) در چین آغاز گردید و در حکومت سلسلهٔ چین (Tsin) (۲۰۹-۲۲۵ پیش از مسیح) دورهٔ اول و سلسله هان (Han) (۲۰۹ پیش تا ۲۵ پس از مسیح) مرحلهٔ انتقالی خود را طی می‌کرد، در این مدت مفرغ و آهن باهم به کاربرده می‌شد. فقط در دورهٔ بعدی عصر هان (۲۵ تا ۲۲۰ میلادی) چین به عصر آهن کامل رسید. اما نیدهام بررسی تاریخی خود را دربارهٔ پیشرفت آهن و فولاد در چین بر اساس منابع چینی قرار داده و به نتایج زیر رسیده است:

الف) آهن ورزیده از سدهٔ ششم در کوره‌های چین تهیه می‌شده، ولی تا کنون آثاری از آن کوره‌ها دیده نشده است و در متون قدیمی چین هم اشاره‌ای به این روش گداز دیده نمی‌شود.

ب) چدن ریخته‌گری از قرن چهارم پیش از میلاد به صورت وسایل کشاورزی، ابزار و اسلحه و قالبهایی برای ریخته‌گری همه اینها پیدا می‌شود. محققین قبلی این چدن را از اختراعات چینی‌ها می‌دانند. اما نیدهام به علت استعمال کانی‌های غنی از فسفر در ذوب چدن، وجود خاک نسوز عالی و استعمال دم‌های دوبَر استوانه‌ای برای مقاصد فلزکاری تاریخ کشف آن را قدیمتر می‌داند.

ج) با اینکه فولادسازان جهان کهن، آهن ورزیدهٔ با کربن کم را برای ساختن فولاد با زغال می‌آمیختند به نظر می‌رسد که روش اصلی ساختن فولاد در چین بدینگونه بود که چدنی که مقدار کربن آن زیاد بود در کوره‌های هوایی گذاشته و کربن آن را می‌سوزاندند.

د) از سدهٔ پنجم میلادی به بعد، با روشی که نیدهام آن را همگدازی می‌نامد مقدار زیادی فولاد در چین ساخته می‌شد بدینگونه که مقداری از آهن ورزیده و مقداری چدن را به نسبت معین در دمای مناسب با هم می‌گداختند، به طوری که محصول بدست آمده آنقدر کربن داشت که بتوان آن را فولاد به حساب آورد.

ه‍) در سدهٔ سوم میلادی آهنگران چین آهن ورق موجدار می‌ساختند و فولاد نرم و سخت را به هم جوشکاری نموده و اسلحه تهیه می‌کردند از گاهنامه کوکو يا او (Ko-Ku Yao) چنین برمی‌آید که چین در زمان ساسانیان (۲۱۲ - ۶۱۵ میلادی) فولاد را از ایران وارد می‌کرد. این کتاب به ویژه از خطوط مارپیچی که در رویهٔ فولاد ایرانی بود سخن می‌گوید، از اینرو باید گفت که آهني که از ایران وارد چین می‌شد موجدار بوده است. این امر شک نیدهام را تبدیل به یقین می‌کند که فن موجدار کردن اگر از ووتز (Wootz) هند نباشد از ایران پدید آمده است.

فولاد پارتی يا ايرانی که رومی‌ها اغلب از آن سخن گفته‌اند پس از فولاد هند در دنیا اول بود، و امروز بر این باورند که این فولاد از راه غالگدازی صفحه‌های صاف آهن ورزیده با گرد زغال چوب در بوته‌ها ساخته می‌شد. این روش تولید به عربستان، بین‌النهرین و دمشق و بالاخره به شهر تولدو (Toledo) در اسپانیا که مرکز دانش و فنون اسلامی بود نیز سرایت نمود. در ایران کوره‌های باستانی گداز آهن در کوههای قره‌داغ نزدیک تبریز که محل سنگ آهن مغناطیسی و هماتیت است پیدا شد. رابرتسون کوره‌های باستانی گداز آهن را که در آنجا یافته بود چنین تعریف می‌کند «کوره دو اجاق دارد: اجاق کوچک به وسعت ۹۰ سانتیمتر مربع و عمق ۵/۲۲ سانتیمتر است و اجاق بزرگ به عمق ۹۰ سانتیمتر و دارای دیوارهایی به ارتفاع ۶۰ تا ۹۰ سانتیمتر است و با نسوز کوره کوپل آستربندی شده است»

در کوهساران البرز نزدیک رشت و ماسوله، نیز آثاری باستانی از استخراج و گداز آهن بدست آمده است و مردم آن تا امروز نیز آهنگرند. در غرب تهران و نزدیک قزوین نیز محلی است که سنگ آهن هماتیت تا امروز استخراج می‌شود و در مشرق نزدیک فیروزکوه در دامنهٔ کوه دماوند نیز مراکز باستانی استخراج و گداز آهن کشف شده است بجز کانسارهای کوچک پراکنده سنگ آهن ایران در نزدیک دامغان، سمنان، شاهرود، کاشان، کهرود و کوه بنان در کوهستانهای نزدیک اصفهان، کانسارهای وسیعی از خاک سرخ در جزیره هرمز در خلیج فارس وجود دارد، و مهمتر از همه اینها کوه آهن مغناطیسی جنوب شرقی بافق در مرکز ایران است که حدس زده می‌شود در حدود ۱۳ میلیون تن آهن دارد. این کوه مخروطی شکل تنها در دشت بزرگی قرار دارد که از ۶۰ کیلومتری دیده می‌شود.

کانسارهای سنگ آهن و کوره‌های گداز کرمان در زمان خلافت عباسیان بسیار پر نام و آوازه بوده اما از آن تاریخ به بعد متوقف مانده و استخراج سنگ آهن به عمل نیامده است. ایرانیان قدیم برای آهن ورزیده و فولاد آبپذیر کلمات جداگانه‌ای داشتند. آهن ورزیده را آهن (به سانسکریت ayas، به آلمانی Eisen، به انگلیسی iron، اسپانیایی hierro، و به لاتین ferrum ) و فولاد آبپذیر را در زبان کهن ایران پولاد و به زبان امروز فولاد می‌نامند. یک زبان‌شناس می‌تواند ریشه و بن واژه فولاد را در زبانهای ارمنی، استی، گرجی، ترکی و روسی پیدا کرده و روابط میان آنها را جستجو کند. مغولها پولاد را بولوت می‌گویند.

الکندی شیمیدان عرب (فوت در حدود ۸۷۳ میلادی) در کتاب خود به نام اندر خواص شمشیرها دو گونه آهن بر می‌شمارد. «نرینه» و «مادینه» مرمهانی (Marmahani) که آهن مادینه و به زبان امروز ایران مرم آهن نامیده می‌شود آهن ورزیده است در صورتی که صابورقانی (Saburqani) که آهن نرينه باشد آهنی است که می‌توان آن را آبداد وی آهن نوع عالی موجدار را که خودش فَرَند می‌نامد، ترکیبی از این دو جنس می‌داند.

در شاهنامه فردوسی (۱۰۰۰ میلادی) جنگ افزار پهلوانان از فولاد ساخته شده و کاوه رهبر نامبردار ایران آهنگری است که درفش جنگجویان آزادیبخش وی، پیش‌بند چرمی اوست. از آنجایی که فولاد موجدار از ساخته‌های ایران است شرح ساخت آن برای روشن شدن وضع فلزکاری ایران کهن لازم است.

نخست بایسته است یادآور شویم که فولاد موجدار بر دو گونه است، ورقه‌ای و بوته‌ای. ورقه‌ای بدینگونه تولید می‌شود که میله‌های فولاد کربن‌دار و نرم، نامی که امروز بر آن گذاشته‌اند و یا به گفته الکندی فولاد ماده و نر را روی هم نهاده جوش می‌دهند. آنگاه آن را با چکش می‌کوبند و پهن می‌کنند و سپس تا می‌زنند، دوباره جوش می‌دهند و این عمل را چندین بار تکرار می‌کنند. فرآورده‌ای که بدست می‌آید از لایه‌های متناوب فولاد نرم و کربن‌دار تشکیل شده است. وقتی که این فراورده را پس از پرداخت، در سرکه یا اسید سولفوریک (جوهر) بخوابانند، خطوط موجدار آبگون آن پیدا می‌شود که خود ایرانیان آن را فرند (پرند) یا جوهر می‌گویند، خطوط موجی از این جهت پیدا می‌شود که ورقه‌های فولاد نرم فریتی، خطوط سفید و فولاد کربن‌دار پرلیتی با محتوی کربن آبگرفتهٔ خود خطوط تیره بوجود می‌آورد.

این روش فنی تولید از زمانهای دور پیش از تاریخ شناخته شده بود. رومیها در ساختن شمشیر و کارد و چنگال قرنها این روش را به کار می‌بردند، و تقریباً از سال ۱۰۰۰ میلادی شمشیرسازان ژاپنی برای ساختن شمشیر پرآوازهٔ سامورائی از آن استفاده می‌کردند. حساب شده است که مقطع چنین شمشیری در حدود ۴ میلیون لایه دارد. جنگجویان صلیبی این روش ساخت شمشیر را با خود به اروپا ارمغان بردند، شمشیرسازان سولینگن (Solingen) از سدهٔ دوازدهم مسیحی فولاد موجدار می‌ساختند. قبایل اندونزی، بخصوص قبیله پندی - وسی ساکن بالی، هنوز هم از این روش استفاده می‌کنند. اما فولاد موجدار بوته‌ای، که در هندوستان به نام ووتز شناخته شده است مدتهای مدید از دستبرد بیگانگان مصون بود تا سرانجام آقای بِرِآن (Breant) بازرس عیار مسکوکات ضرابخانهٔ فرانسه در پاریس با انجام ۳۰۰ آزمایش جالب در مدتی کمتر از شش هفته، توانست رمز این فولاد را دریابد.

او در این راه ۱۰۰ کیلوگرم فولاد ووتز را که کمپانی هند شرقی انگلیس به او داده بود به کار برد. آنوسوف (Anossof)، فلزکار روسی بدون اینکه با آقای بِرِآن ارتباط داشته باشد، توانست این فولاد را در کارگاه فولادسازی خود واقع در زلاتوست (Zlatoust) اورال تهیه کند. در این راه وی روش علمی خود را با شنیده‌هایش داهیانه تلفیق کرد. به نظر می‌رسد که در زمان اشغال امیرنشین بخارا (سالهای ۱۸۲۰) به وسیلهٔ ارتش روسیه، آنوسوف سرهنگ این ارتش بوده و با آهنگران ایرانی در آن ناحیه تماس داشته است. وی روش خود را در رساله‌ای به نام «دربارهٔ بولات» شرح می‌دهد. آنچه که وی در این رساله می‌نویسد مسلماً روش فولاد بوته‌ایست یعنی فولاد نرمی که به کمک زغال چوب و سایر مواد آلی مقدار کربن سطح آن بالا رفته است. اما بعدها از یک سروان روسی به نام ماسالسکی (Massalski) که پادگانش در ناحیه بخارا بود خواهش کرد دربارهٔساختن فولاد در آنجا بررسی بیشتری کند و ماسالسکی هم گزارشی در این مورد تهیه کرد.

این سروان متوجه شد که برخلاف شرحی که آنوسوف در رسالهٔ خود نوشته است در بخارا بوتهٔ آهنگری را به سه قسمت کرده، دو قسمت آن را از پولاد نرم خرد شده و قسمت سوم را از چدن‌های ریز شکسته شده که روی آن را ذغال چوب گرفته باشد پر می‌کنند. استفاده از چدن در بوتهٔ فولادسازی شباهت آن را به روش چینی گواهی می‌دهد که نیدهام آن را همگداز می‌نامد.

ماسالسکی گزارش داد که محتوی بوته کاملاً گداخته شده بود و حتی دید که در نقطهٔ گداز، بار کوره «می‌جوشد». این امر نشان می‌داد که مقداری از کربن چدن می‌سوزد. ماسالسکی متوجه موضوع دیگری هم شد و آن اینکه به هر ۵/۲ کیلوگرم بار کوره ۱۳۰ تا ۱۷۰ گرم نقره اضافه می‌کردند. ماسالسکی در گزارش ارسالی ادامه می‌دهد که وقتی که نقره اضافه می‌شود باز روی بار کوره ذغال چوب می‌ریزند و می‌گذارند تا آهسته آهسته در ظرف سه ساعت خنک شود. سپس شمش را از بوته بیرون آورده و پاک می‌کردند، در گزارش وی منعکس است که در همان وقت روی سطح شمش خطوط مواجی دیده می‌شود.

اگر آهنگران می‌دیدند که شمش به دست آمده خیلی زبر و خشن است می‌دانستند که شکننده می‌باشد و باز آن را به مدت هفت دقیقه تا دمای قرمز روشن گرم می‌کردند. سپس شمش را از نو خنک می‌ساختند. پس از خنک شدن با چکش روی آن ضربه می‌زدند. اگر در نتیجهٔ این آزمایش فولاد از هم نمی‌پاشید، می‌دانستند که خوب است و با سندان و چکش آن را به صورت تیغه در آورده و گاهی در روغن جوش آب می‌دادند. مشاهدات ماسالسکی در بخارا با شرحی که آنوسوف می‌دهد فرق دارد.

علتش شاید اینست که آهنگران بخارایی که انوسوف در کارگاه خود به کار گماشته بود روشی را که ماسالسکی بیان کرده نمی‌دانستند و یا نمی‌خواستند تمام اسرار حرفهٔ خود را بروز دهند اما آنوسوف به قدری در تهیهٔ فولاد توفیق یافته بود که کارخانهٔ فولاد وی هر سال مقدار زیادی بولات (کلمه روسی برای فولاد موجدار) تهیه می‌کرد و این تنها پیشرفت فولادهای عیاردار بود که با ورود خود به بازار جلو توسعه تهیهٔ بولات را گرفت.