§ 40. Во многих образцах латуни и бронзы, изготовленных древними, при анализе было обнаружено наличие железа, и, вероятно, они знали, что прибавление железа к этим сплавам увеличивает их твердость и прочность, и вводили его с этой целью. В более современные времена сочетание железа с латунью привлекло внимание металлургов, и время от времени появлялись сплавы, содержащих железо в качестве компонента. В 1779 году Джеймс Кейр предложил сплав из 10 частей железа на 100 частей меди и 75 частей цинка. Подобные этому сплавы, но содержащие меньше железа и другие пропорции меди и цинка, были представлены под названиями «стерро-металл» или «сплав Геджа» и «металл Айха». Сэр Джон Андерсон, бывший управляющий королевскими оружейными заводами, провел серию экспериментов с латунью, содержащей железо, и получил несколько хороших результатов. Повышенная прочность и твердость таких сплавов достигалась за счет снижения пластичности и вязкости. Большой трудностью, с которой пришлось столкнуться вышеупомянутому экспериментатору, была неопределенность свойств железосодержащих сплавов.
§ 41. «Стерро-металл» состоит из 60 частей меди, от 38 до 38.5 цинка и от 2 до 1.5 частей железа. Он был рекомендован в качестве сплава для обшивки кораблей и других объектов, подвергающихся продолжительному воздействию морской воды. Присутствие железа в этом сплаве придает ему прочность, равную прочности мягкой стали и превосходящую прочность кованого железа. Брант упоминает случай, когда труба из кованого железа порвалась под давлением 267 атмосфер, труба же из стерро-металла выдержала огромное давление в 763 атмосферы, не растрескиваясь. Этот сплав также обладает высокой эластичностью и поэтому подходит для гидроцилиндров. Обычно такие сосуды под воздействием очень высокого давления начинают потеть, вода изнутри проникает в поры металла. При использовании стеррометалла давление можно поднять значительно выше, чем при использовании железа или стали, без появления влаги снаружи цилиндра.
Стерро-метал можно сделать очень твердым и плотным с помощью соответствующей механической обработки, которая оказывает такое же большое влияние на изменение его свойств, как и химический состав. При прокатке или штамповке этого сплава в горячем состоянии требуется особая осторожность при регулировании температуры, до которой его повышают, так как при слишком сильном нагревании он становится хрупким и трескается под молотком или между валками. Барон Ростхорн испытал стерро-металл, содержащий медь 55.04, цинк 42.36, олово 0.83 и железо 1.77 процентов, и получил следующие результаты:
Состояние – Сопротивление разрыву в фунтах за квадратный дюйм.
Литой сплав – 60 480
Прокованный – 76 160
Холоднотянутый – 85 120
Литая пушечная бронза – 40 320
Для сравнения приведена прочность обычной пушечной бронзы. Удельный вес сплава составлял от 8.37 до 8.40 при ковке или вытягивании проволоки. Другой сплав из того же источника содержал медь 55, цинк 41.34 и железо 3.66%.
§ 42. Металл Айха. Этот сплав аналогичен стерро-металу и показывает аналогичные изменения в составе по данным различных анализов. Его главные свойства — твердость и прочность, причем к нему применимы те же замечания, что и к стеррометаллу, с которым он практически идентичен. Сплавы под этим названием содержат от 0,4 до 3,0 процентов железа. Имеет золотисто-желтый цвет и рекомендуется для изделий, подвергающихся воздействию морской воды. Представление о составе дадут следующие анализы:
(Таблица)
§ 43. Дельта-металл. Этот сплав был изобретен Александром Диком в 1883 году и с тех пор занял достойное место среди современных латуней. Название «дельта» было дано ему г-ном Диком просто для того, чтобы связать его со своим собственным именем, причем «дельта» — это греческая буква «Д», начальная буква фамилии изобретателя.
Как уже говорилось, большой трудностью, с которой пришлось столкнуться бывшим экспериментаторам, была неопределенность в свойствах железосодержащих сплавов, и г-н Дик поставил перед собой задачу выяснить причину неудач. Он приготовил различные количества сплава, по-видимому, точно таким же образом, растворив кованое железо в расплавленной меди. Результаты показали множество расхождений, поскольку количество железа, растворенного в каждом образце, было далеко не равномерным. Затем он попытался найти метод, с помощью которого можно было бы ввести известное и определенное количество железа, и добился успеха, растворив железо в расплавленном цинке до насыщения и добавив его, с чистым цинком или без него, к расплавленной меди. Но когда металлы были переплавлены, произошло окисление, и отливки снова изменили свой характер из-за того, что образовавшиеся таким образом оксиды растворялись в сплаве и уменьшали его прочность и вязкость. Эту вторую трудность удалось преодолеть добавлением небольшого процента фосфористой меди. В некоторых случаях г-н Дик также вводит в сплав олово, марганец или свинец, чтобы придать ему особые свойства. Различные сплавы, получаемые таким образом, теперь производятся и продаются под названием «дельта-металл». Изобретатель утверждает, что в результате его процесса железо химически соединяется с латунью и бронзой, о чем свидетельствует то, что сплавы не ржавеют под воздействием влажного воздуха, а также их безразличие к к магнитной стрелке. В лекции г-на Макинтайра перед Обществом воздухоплавателей 15 ноября 1889 года он заявляет, что «свойства, которые сочетаются в дельта-металле, — высокая прочность и ударная вязкость, долговечность, устойчивость к коррозии и сравнительно низкая цена — он имеет наибольшую ценность для строительства вообще и особенно для судостроения, морской техники и сантехнических работ. Его можно одинаково хорошо отливать, как ковать, штамповать и прокатывать в горячем виде, так и тянуть в холодном виде».
Способность дельта-металла противостоять коррозии, вызываемой кислыми растворами шахт, была доказана угольной горнодобывающей компанией Бонифациус в Вестфалии. Компания провела серию экспериментов с целью определения относительной коррозии металлов подходящей прочности. Латунь и бронза оказались недостаточно прочными, и испытания проводились со сталью, железом и дельта-металлом. Прокатанные прутки каждого из них были погружены на шесть с половиной месяцев в воду из шахт, а затем тщательно повторно взвесили и сфотографировали. Стержни имели длину 7 дюймов и площадь сечения 62 квадратных дюйма. Ниже приведены веса трех видов брусьев до и после испытания:
Вес стержней при установке и через 6 месяцев (фунты)
Кованое железо – 1.1805 – 0.6393
Сталь – 1.2125 – 0.6614
Дельта-металл – 1.2787–1.2633

В Schweizerisches Gewerbeblatt от 8 июня 1889 года были записаны следующие испытания дельта-металла: «В первых локомотивах горной железной дороги Пилатус требовался материал, который можно было бы отливать и который обладал бы в то же время большой прочностью на разрыв и эластичностью. Было обнаружено, что дельта-металл отвечает этим требованиям; червячные колеса тормозных механизмов двигателей были изготовлены из этого материала и работали очень удовлетворительно. Отливки были испытаны профессором Тетмайером из Цюриха, и результаты показали прочность на разрыв от21 до 23 тонны на квадратный дюйм при удлинении от 30 до 40 процентов на длине 77 дюймов».

Можно, не только олово, но и свинец, и висмут получаются элементарно. В этом может убедиться любой, достаточно взять свечку, шприц на 10 мл без поршня и изогнутой иглой, и кусок угля для шашлыков. Только смесь сначала смочить каплей воды, чтобы все не разлетелось. Правда, с поиском оксидов олова и свинца проблемы могут возникнуть.
//Почему бы не масштабировать на касситерит (SnO2 же)? Или с рудой такой номер не пройдёт?//
Дак так и выплавляют олово вот уже 5000 лет

А вот брешут, что смешав оксид олова SnO2 с угольным порошком, металл (по крайне мере, в виде королька) получить можно:

SnO2 + 2C = Sn + CO2

Почему бы не масштабировать на касситерит (SnO2 же)? Или с рудой такой номер не пройдёт?

//It has been estimated that each retort may have been filled with one kilogram of charge out of which 400 gram of zinc may have been produced. Thus each furnace produced around 25 to 30 kg of zinc in one activity of smelting. It has been estimated that 600,000 tons of smelting debris at Zawar, produced about 32,000 tones of metallic zinc in four hundred years (between 1400 and 1800 AD). If we estimate this production from 12th century to 18th century the quantity of metal would certainly be more than 50,000 tonnes. Colonel Tod in his well known work, Annals and Antiquities of Rajasthan, has reported that the mines of Mewar were very productive during the eighteenth century, and in the year of 1759 alone the mines earned Rs. 2,22,000 (Tod, 1950: 222, 399). Tod writes that about haifa century ago these mines were earning Rs. three lakhs annually. Dariba mines yielded Rs. 80,000. He has recorded these mines as Tin mines of Zawar. Since we do not have any evidence of ancient tin working in Mewar region his tin mines must be nothing but zinc mines of Zawar. Moreover the Imperial Gazetteer of India Provincial Series Rajputana (1908: 52) clearly mention that these mines were famous for silver and zinc and were worked on a large scale until 1812-13 when the worst famine took place (Kachhawaha, 1992: 26-27; Malu, 1987; Singh, 1947).//

//температуру плавления меди ниже кипения меди//
В смысле температуры кипения цинка? Флюсы обычно не понижают температуру плавления металлов, а в этом конкретном случае это и не нужно. Если медь расплавится раньше, латунь вообще может не получиться

Неужели нет каких-то флюсов, чтоб понизить температуру плавления меди ниже кипения меди? А то если сначала испарять, то точность нарушится.

Нет, цинк кипит, окисляется (горит голубым пламенем) и оседает рядом на угле в виде характерного налета, желтого в горячем состоянии и белого после охлаждения.

Интересно, на кусочке угля с дутьем королёк цинка из руды получить удастся?

//The gradual realization of the general usefulness of zinc, however, led to a better method of extraction at Goslar by the early years of the eighteenth century, judging by the first-hand description of the process by Neumann, who pointed out that the metal was obtained not from a zinc ore found at Goslar but from the lead and silver ores of Rammelsberg. During the smelting, zinc vaporized and passed into reservoirs made for the purpose in the front wall of the furnace above the gutter by which the lead was run off. These reservoirs were almost enclosed on the inside by a large flat stone, small chinks being left for the vapour to enter, and by another tightly luted stone on the outside. Throughout the 20-hour fusion the outer parts of these receivers were sprinkled frequently with cold water to cool and condense the fumes. Afterwards the outer stone was hit with an iron rod to loosen the luting, whereupon the molten zinc ran out like mercury. The German zinc was remelted in an iron pot and cast in hemispherical masses. By this time the principles of the process were more clearly understood, and it was realized that the successful extraction of zinc from its ores would depend primarily upon the design of the receivers and on an effective method for condensing the metallic vapour. With this knowledge it became possible, just after the period here considered, to attempt the smelting of zinc direct from calamine.//

Подробное описание
https://fliphtml5.com/nryf/sqqv/basic

Бельгийский метод
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Belgian_furnace_for_zinc_distillation.png
Силезский метод
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Fichier:Silesian_muffles_furnace_for_zinc_distillation.png

Выплавка цинка в Раммельсберге из Энциклопедии
https://artflsrv04.uchicago.edu/images/encyclopedie/V23/plate_23_19_1.jpeg
Процесс Вильяма Чампиона — в основе стекловаренная печь
http://www.alexdenouden.nl/publicaties/mosselman/mosselman.htm