Николай Мезенин - Занимательно о железе
Английские химики разработали свой способ получения цветной нержавеющей стали. Деталь помещается в электролитическую ванну со смесью воды, серной кислоты и гидроксида хрома в определенных пропорциях. От силы тока и времени выдержки зависят толщина, прочность и характер цветного слоя. Поверхность металла окрашивается в интенсивный голубой и зеленый цвета, можно получить и оранжевую окраску.
Основываясь на тенденциях развития современного ювелирного искусства, английский дизайнер Тайлор считает, что в ближайшем будущем станут самыми модными украшениями из нержавеющей стали. Она очень красива в отполированном виде, ее холодный блеск напоминает античную полировку. Английские ювелиры приняли во внимание прогнозы дизайнера и уже выпускают из нержавеющей стали щитовидные броши, ожерелья-цепочки, звенчатые пояса, подвески, кольца, серьги.
Железный амулет
В древние времена лошадей не подковывали. Часто случалось, что из-за порчи копыт римская и греческая конницы выбывали из строя. Для предохранения копыт для лошадей римляне использовали особые “конские сандалии” — башмаки, которые прикреплялись к копытам. Однако такие башмаки были неудобны и применялись редко.
Подковывать лошадей впервые начали галлы, причем подковы изготовляли из железа или бронзы. В VI веке своих коней изредка подковывали германцы, славяне и вандалы. Конная статуя Карла Великого в Париже позволяет утверждать, что французские кони к началу IX столетия были подкованы. Киевские дружинники начали подковывать лошадей в начале XI века, а в Европе — только в XII веке. Это позволило использовать лошадей в сельском хозяйстве при обработке каменистых почв, что повысило урожайность.
Подковать лошадь — большое искусство. В средневековых цехах немецких городов для кузнецов обычным испытанием было изготовление конской подковы без снятия мерки. Перед экзаменующимся подмастерьем два — три раза проезжали на лошади, для которой он должен был отковать подкову.
А вот пример из русской практики. Герой повести И.А. Салова “Грачевский крокодил” (1879 год) хозяйственный поп Иван “даже сам подковывал. Сделает, бывало, подкову, отшлифует ее, прикинет на весы, чтобы одна подкова не была тяжелей другой, и тогда уже подкует лошадь, и не в станке, а просто на руках, в стойле”.
Немудренная вроде вещь — подкова, а изготовление ее и теперь требует ювелирного мастерства. Не однажды пробовали ее отливать, штамповать, но, однако, до сих пор подковы куются еще вручную, как в старину.
Полтораста лет существует Московский ипподром, столько же здесь работает маленькая кузница. Бригада из пяти мастеров и пяти молотобойцев “обувает” ипподромных рысаков, а также лошадей цирка, зоопарка, русские тройки на ВДНХ. Кузница освещена огнем и наполнена веселым стуком. Искрящийся брусок металла ложится на наковальню. Несколько точных ударов — и половина готовой подковы снова идет в горн. За 20 минут готово четыре подковы.
Существует более ста видов подков, и ежегодно рационализаторы подают десятки заявок на новые формы и типы подков. Предлагались, например, литые подковы из чугуна и стали. Но такие подковы трудны в изготовлении и не выдерживают больших ударных нагрузок. Подковы из титановых сплавов “стояли” хорошо, но их стоимость равнялась половине цены лошади. Так что стальные подковы пока держат первенство.
По мнению суеверных людей, подкова приносит счастье человеку и избавляет его от беды. Найденную подкову не бросали, ее несли домой и прибивали над порогом. Чем же объяснить такое пристрастие к подкове в народных приметах? Почему она была своего рода амулетом?
Форма подковы напоминает прибывающую Луну, а в древнем Вавилоне и Египте это было символом почитающихся там богинь плодородия Астарты и Изиды.
Подкова делалась из железа, которое издавна почиталось у некоторых народов металлом, имеющим волшебную силу против злых духов.
Есть и экономическое обоснование. В крестьянском хозяйстве малейший кусок железа был большой ценностью. Считалось счастьем найти подкову. Первоначальная радость материальной ценности предмета послужила источником приметы удачи, сопровождающей эту находку.
Старинные рецепты
Древние металлурги, обладавшие высоким искусством ручной обработки металла, накапливали по крупинкам драгоценный опыт вслепую, без всякой помощи теории. Ценные наблюдения за изменениями свойств металла в процессе обработки смешивались с суеверными выдумками.
В летописи храма в Балгале (Малая Азия) нашли рецепт закалки кинжала: “Нагреть до тех пор, пока он не засветится, как восходящее в пустыне Солнце, затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба. Сила раба, переходя в кинжал, и придает металлу твердость”.
Мастера в те далекие времена применяли самые различные методы закалки: окунали нагретую полосу металла в простую или соленую воду, в оливковое масло, а некоторые считали, что кинжал надо закаливать только в кубке с вином. В старых легендах упоминается и такой способ: кузнец ковал булатный кинжал, а потом вскакивал на лихого коня и охлаждал изделие на ветру бешеной скачки.
Высокие качества знаменитых испанских шпаг из Толедо объясняли таинственными свойствами особой воды, в которой они закаливались. В середине XVIII века воду возили на кораблях в Америку из Европы, чтобы достичь таких же результатов при закалке стали.
Современный термист по установленному технологическому процессу производит закалку, отпуск и отжиг заготовок и деталей различных форм и размеров из простых и легированных сталей. Это очень интересная и сложная профессия, требующая больших теоретических знаний о свойствах металлов. Надо знать, как различные виды термообработки придают металлу те или иные свойства: закалка увеличивает твердость стали, отпуск снижает внутренние напряжения в детали, отжиг придает металлу вязкость.
Старинные рецепты дополняются новыми способами термообработки. Так, бельгийские специалисты предложили закаливать заготовки инструментов… вакуумом. Во время испытаний на заводе фирмы “Вейден” нагретые до нужной температуры фрезы, токарные резцы, метчики и сверла в железных емкостях быстро помещались в вакуумную камеру. А так как всякая закалка требует резкого перепада температуры, то одновременно с откачкой воздуха из камеры в ней понижали температуру до нуля градусов. Анализ результатов показал, что при таком способе закалки поверхность заготовок практически не окисляется, структура металла не приобретает вредных тепловых напряжений, а его верхний слой быстро избавляется от газообразных примесей. В итоге износостойкость инструмента повышается в 1,5–2 раза.
В старину издавали журналы, в которых нередко печатались разные советы, в том числе и по металлургии. Так, в журнале “Экономический магазин” за 1784 год сообщалось:
“Ежели хотеть железо сделать так плавко, как серебро, то всяко надобно соку, нажатого из травы золототысячницы и травы дикой цикореи, которая растет во многих местах и имеет цветы голубые, и остудить в оном мягкое хорошо раскаленное железо от 10 до 12 раз, так и будет (оно) очень бело и плавко”.
Однако автор все-таки заканчивает заметку предостережением: “Справедливо ли сие, или нет, того не знаю, а могут узнать сие чрез опыт сами любопытные”.
В первой половине XIX века “Журнал мануфактур и торговли” описывал “способ превращать хрупкий чугун в мягкое железо, пересыпая оный сахаром”. Способ “сладкой металлургии” заключался в следующем.
Твердый и хрупкий чугун помещали в закрытый сосуд, пересыпая его слоями сахара-сырца. Затем подвергали его нагреву в течение 20 часов и чугун превращался в самое мягкое и довольно ковкое железо. В заметке отмечалось, что “открытие сие действительно может быть полезно при обработке железа, а особливо если бы сахар был дешевле, нежели он ныне есть в Европе…”.
Однако и в наше время рекомендуют использовать сахар… в литейном деле. Исследования, проведенные в Щецинском политехникуме (ПНР), неожиданно показали, что наилучшим добавлением к формовочной смеси для отливки металла является сахар. Минимальная примесь его к формовочной массе позволяет без труда очищать отливку, значительно облегчая и ускоряя труд литейщиков. У нас с этой же целью применяют патоку и меляссу.
ЖЕЛЕЗО В ТЕХНИКЕ
Впервые из железа
Было время, когда железо употреблялось только для изготовления инструментов, сельскохозяйственных орудий и в военном деле. Позже железо начали применять в строительстве. Раньше других взялись за это русские. Металл употребляли на контурные связи. Дощатое и листовое кованое железо шло на устройство оконных ставен, железных кованых дверей. В последней четверти XVII века дощатым железом иногда покрывали крыши, например крышу Посольского приказа в Москве. Одна кованая доска весила 7,5 фунта (3 килограмма). Главы собора Василия Блаженного в Москве, построенного в XVI веке, были покрыты железом.
