강철이 언제 발명되었는지는 아무도 확실히 알지 못하지만, 가장 초기 몇몇 사례는 기원전 first millennium에 중앙아시아와 남아시아에서 발견된다.

강철은 대부분 철이지만, 소량의 탄소가 첨가되어 순수 철보다 더 단단하고 강하며 녹슬지 않는다. (이미지 출처: Monty Rakusen via Getty Images)

강철은 현대 사회의 근간을 이루는 소재로 주택, 고층 빌딩, 자동차 등에 사용한다. 하지만 자연에서는 강철을 찾을 수 없으므로, 인류는 언제 강철을 발명했을까?

강철은 최소 2천 년 전으로 거슬러 올라가지만, 고고학자들은 강철이 언제 등장했는지 정확한 날짜를 알지 못한다.

강철은 철과 탄소의 합금으로, 대부분 철이지만, 0.2%에서 1% 사이 탄소가 첨가되어 순수 철보다 더 단단하고 강하며 녹슬지 않는다.

고고학자들은 이러한 혁신이 여러 곳에서 독립적으로 발견되어 고대 세계로 퍼져 나갔다고 생각한다.

영국박물관 고대 야금 전문가 폴 크래독Paul Craddock은 라이브 사이언스(Live Science)에 “철은 기원전 1천 년경부터 구대륙 대부분 지역에서 발전했다”고 말했다.

그는 가장 초기의 철 중 일부는 철과 탄소를 함께 녹여 만든 “도가니crucible” 강철이었으며, 아마도 중앙아시아와 남아시아 일부 지역에서 사용되었을 것이라고 말했다.

다른 초기 형태의 철은 강철로 분류될 만큼 충분한 탄소를 함유하고 있었다.

그러나 로마 시대에 이르러서는 로마 단검과 같은 유물이 적절한 열처리 강철heat-treated steel로 만들어졌다고 그는 말했다.

이를 위해서는 단조forging , 즉 주철을 가열하고 두드려 불순물을 제거하고 탄소 흔적을 추가하는 작업이 필요하다.

크래독은 누가 이 기술을 처음 개발했는지는 모르지만, 철광석에서 철을 만들 때 발생하는 불순물인 “슬래그slag”를 제거하기 위해 매우 높은 온도에서 철을 녹여야 했다고 말했다.

청동에서 철로

청동기 시대에서 철기 시대로의 전환은 약 3,000년 전 아시아 대부분, 중동, 유럽에서 일어났다.

그보다 2,000년 이상 전부터 사람들은 구리 90%, 주석 10% 합금인 청동을 사용하여 금속 무기, 갑옷, 의례용 그릇을 만들었다.

그러나 이러한 물품들은 매우 귀중했고, 일반 서민들은 감당하기 어려웠다.

독립 고고학자 알레산드라 지움리아-메어Alessandra Giumlia-Mair는 라이브 사이언스(Live Science)와의 인터뷰에서 철이 청동을 대체한 것은 주로 철광석이 풍부하고 구하기가 비교적 싼 데 기인한다고 말했다.

“누군가 철을 만드는 방법을 알아낸 후였죠.”

그녀는 철제 검과 단검이 청동 검이나 단검보다 반드시 더 날카롭거나 내구성이 뛰어난 것은 아니었지만, 제작비가 저렴했기 때문에 고대 세계에 널리 퍼졌다고 말했다.

시간이 흐르면서 초기 대장장이들은 강철을 포함한 더 단단한 철을 만드는 방법을 개발했고, 그 결과 더 많은 사람이 철제 무기와 도구를 구매할 수 있게 되었다.

지움리아-메어는 청동이 중세 이후까지 그릇, 램프, 개인 장신구와 같은 고급 품목에 계속 사용되었다고 말했다.

오늘날 강철은 일반적으로 철광석으로 만든 “선철pig iron” 주괴ingots를 고온에서 산소에 노출시켜 다양한 강철 합금으로 제련하는 특수 용광로에서 제조된다.

강철의 종류에 따라 탄소와 기타 원소의 함량이 다르다.

스테인리스강stainless steel에 필수적인 크롬과 같은 원소도 포함된다.