Нержавеющая железная колонна

Александр Ивашкевич
        Одно из реальных чудес света.
        Есть в Индии железный столб, который сотни лет не ржавеет. В бытовом смысле - не разрушается от воздействия окружающей среды.  Ржавление - это взаимодействие с химическими веществами окружающей среды, приводящее к разрушению объекта.
        Железная (Кутубова) колонна — одна из главных достопримечательностей Дели. Колонна была воздвигнута в 415 г. в честь царя Чандрагупты II, скончавшегося в 413 г. Первоначально она находилась на западе страны в храмовом комплексе Вишну в городе Матхура.
        Колонна была увенчана изображением священной птицы Гаруды и стояла перед храмом. В 1050 г. царь Ананг Пола перевез её в Дели. По другим сведениям храмовый комплекс был разрушен в XIII в. по приказу первого делийского султана. Тогда же колонна была перенесена в Дели.
        Упоминание о колонне встречается у Бируни из Хорезма в 1048 году. Она за 1600 лет почти не пострадала от коррозии — лишь на поверхности виднеются небольшие пятнышки ржавчины, в то время как обычные стальные изделия подобного размера за такое время почти полностью окисляются и рассыпаются в пыль.
        Для объяснения этого феномена было выдвинуто множество предположений: использование очень чистого или метеоритного железа, естественное азотирование поверхности, воронение, постоянная обработка маслом и даже естественное радиоактивное облучение, превратившее верхний слой в аморфное железо. Были попытки объяснить сохранность колонны и внешними факторами — в частности, очень сухим климатом.
       Предположения о том, что железная колонна в Дели была  отлита или откована из одного цельного куска железа, в настоящее время подвергаются сомнениям.
       Скорее всего, колонна изготовлена ковкой отдельных фрагментов железа массой примерно до 40 кг. В качестве доказательства этого приводятся отчетливо видимые следы ударов и линии сварки, а также малое содержание серы (благодаря древесному углю, используемому для плавки руды) и большое количество неметаллических включений (недостаточная проковка).
       Распространённым и популярным было предположение  о том, что колонна в Дели изготовлена из метеоритного железа. Хорошо известно, что такое железо с трудом подвергается коррозии. Но в метеоритном железе обычно присутствует никель, а в железе индийских колонн никеля не обнаружили.
       Химический состав материала колонны в весовых процентах:
       Углерод - 0,08. Кремний - 0,046. Сера - 0,006.  Фосфор - 0,114.  Азот - 0,032.  Железо - 99,722.
       То есть, анализы свидетельствуют, что колонна состоит на 99,722% из железа и не содержит хрома. Вещество колонны не является "нержавеющим" в современном химическом смысле слова - не легирована специальными металлическими добавками, в частности  хромом.
       Основная примесь в материале колонны - фосфор, и именно в этом, по мнению учёных,  главная причина коррозионной стойкости. На поверхности образуется защитный слой фосфатов железа - FePO4·H3PO4·4H2O - толщиной порядка 0,1 мм и, в отличие от ржавчины, состоящей из оксидов железа,  которая механически нестойка и рассыпается и не препятствует дальнейшему окислению железа, этот слой представляет собой  прочную, плотную защитную пленку, предотвращающую коррозию колонны. Подобный эффект обеспечивает коррозионную стойкость алюминия - плотная плёнка оксида алюминия на его поверхности.