Николай Мезенин - Занимательно о железе
Освоение океана является новой перспективной областью применения стали. Значительные количества ее будут использовать на морских промыслах нефти и природного газа; для добычи ископаемых со дна океана; в создании рыболовных хозяйств; для строительства опреснительных установок и электростанций, использующих энергию океана; строительства различных плавучих сооружений, причалов, подводных туннелей, объектов морского туризма, а также для изготовления судов и оборудования. Океан становится новым рынком стали.
Смелые проекты
Появилось немало технических проектов, осуществление которых возможно только благодаря применению металлических конструкций гигантских размеров. Все настойчивее предлагаются различные проекты плавающих городов в Японии, Англии, США.
Первый плавучий город спроектирован американскими инженерами. Искусственный остров укрепят на 30 бетонных “поплавках” высотой по 70 и диаметром 27 метров. В поплавке разместятся электростанция, баки для пресной воды и горючего, фабрика для переработки мусора. На верхней платформе — жилые дома, здания банков и учреждений. Предусмотрен аэродром для вертолетов.
Судостроительные фирмы Японии предложили проект плавающих островов в виде огромных стальных платформ водоизмещением от 1 до 10 миллионов тонн. На них можно разместить фабрики и заводы самого различного назначения.
Английские и голландские фирмы разработали конструкцию резервуара для хранения нефтепродуктов и загрузки их в танкеры на морских промыслах. Нефтехранилище состоит из трех цилиндрических частей, расположенных друг над другом. Нижняя высотой 98 метров и диаметром 29,3 метра предназначена для хранения нефтепродуктов. В средней части размещаются насосное и другое оборудование, а в верхней — водолазное снаряжение, управляющие устройства, жилые помещения и якорные приспособления.
Движение между Токио и Осака возрастает в таком ошеломляющем темпе, что возник проект соединения двух городов гигантским транспортером. “Лентострада” длиной 250 километров будет работать круглые сутки, перевозя со скоростью 30 километров в час грузы в контейнерах массой 600 килограммов.
В СССР подобный движущийся тротуар есть в новом аэропорту Ленинграда. Пассажирский конвейер представляет собой стальную, обрезиненную с двух сторон ленту. Четыре таких тротуара длиной 170 метров каждый доставляют пассажиров из главного корпуса аэропорта в здания, расположенные близко от летного поля. Пассажиры по специальному туннелю передвигаются по движущейся ленте к зданию нужной авиалинии. Тротуар огражден такими же, как в метро перилами. Ширина его 80 сантиметров.
Бельгийский инженер Феврие выдвинул проект автомобильной дороги из стальных конструкций. Автор проекта предлагает использовать для этой цели трассы магистральных железных дорог, над которыми в два этажа на стальных опорах можно построить современное шоссе. Построить такую дорогу, как считает автор проекта, можно в три — четыре раза быстрее, чем обычную.
Английская фирма “Джон Уэст дизайн ассошиэйтс” построила модель воздухоплавательного аппарата, по форме похожего на “летающую тарелку”. Эта модель диаметром 10 метров имеет по окружности несколько двигателей. Внутри нее заключены пластмассовые баллоны с гелием. В испытательных полетах ею будут управлять по радио с земли.
Если испытания пройдут успешно, фирма намерена построить для коммерческой эксплуатации “летающую тарелку” диаметром 230 метров и массой 800 тонн. Конструкторы утверждают, что она будет развивать крейсерскую скорость 160 километров в час. На ее борту можно будет разместить 1600 пассажиров и 400 тонн груза.
Английский инженер Фришман предложил проект городов-башен высотой 3200 метров на полмиллиона человек. Каждое здание имеет 850 этажей. “Сегодня это может показаться нереальным, — пишет архитектор Г.Б. Борисовский, — но завтра, когда прочность стали под действием облучения нейтронами увеличится в сто раз, когда строительные материалы из пластмасс станут легче воздуха (к этому идет дело), — “висячий” город с висячими садами может стать реальностью”.
Такова роль металла в осуществлении строительных идей настоящего и будущего.
Чугун спорит со сталью
Есть у писателя Евгения Пермяка сказка “Чугун и Сталь”. В ней хорошо описаны “родственные связи” Чугуна и Стали. “Пролилась огневой струей из жаркой печи горячая Сталь. Засверкала золотыми звездами, остыла дорогими слитками и зазналась. Перед серым Чугуном так стала себя выхвалять, что тот чуть не изоржавел от стыда.
— Я, говорит Сталь, — нержавеющая, нетемнеющая, хитро сваренная! Как алмаз крепка, как змея гибка. Закалюсь — не отколюсь! Пилить, сверлить, резать — все могу, на все пригодна! Хочешь — булатом стану, хочешь — иглой! Мостом лягу. Рельсами побегу. Машиной заработаю. Пружиной совьюсь. А ты что, Чугун? На сковородки, на утюги только и годен. Ну да разве еще на станины второсортные да на шестерни молотильные! Не ковок, не ловок, хрупок, как лед. Не модный металл.
Говорит так Сталь, на весь цех себя славит. И самолетом-то она полетит, и кораблем-то поплывет, и чем только она не станет… Даже перо писчее не забыла. Часовую стрелку и ту не пропустила. Все перебрала. Столько наговорила про себя, что в семи коробах не свезти. Но ничего лишнего не прибавила. Была в ее стальном звоне правда,,
Конечно, Чугуну далеко до стали. Только об одном ей забывать не надо бы: о том, что Чугуну она родной дочерью доводится, что она ему своей жизнью обязана…
Ну, а в остальном все правильно, если, конечно, совесть во внимание не принимать”.
“Конечно, чугуну далеко до стали”, — говорит автор сказки. “Не бывать вороне соколом, не бывать чугуну сталью”, гласит киргизская пословица. Но в наши дни эти утверждения иногда не соответствуют истинным качествам чугуна.
Чугун — полупродукт для производства стали, но не только. Интересно, сколько же чугуна идет в самостоятельную жизнь? И на что он годится там, кроме памятников и толстых плит фундаментов?
Старинный “Словарь ручной натуральной истории” (1788 год) сообщал: “Чугун. Так называется железная руда. Когда оная в горну растопится, учинится жидка: льют из оной горшки, котлы и всякую посуду; также в случае нужды пушки”.
Сейчас, конечно, большое число предметов получают из чугуна и все-таки жалуются на его хрупкость и малую прочность. Объясняется это тем, что в обычном чугуне образуются крупные включения в виде графита. Иногда в шутку говорят, что чугун — испорченная графитом сталь. Графит делает металлическую основу непрочной, хрупкой, непластичной, Все попытки размельчить эти включения и равномерно распределить по всему металлу долго не удавались, пока не догадались добавить в чугун немного ферросилиция — сплава железа с кремнием; тогда началось энергичное размельчение графита. Чугун по своей прочности приблизился к низшим сортам углеродистой стали. Но при этом у него оставалась все та же хрупкость.
Поиски продолжались. Попробовали заменить ферросилиций магнием. От вспышки его металл бурлил, клокотал; в ковше резко повышалась температура. Остывший металл подвергли точному анализу и обнаружили, что под действием добавки 0,1% магния включения графита приобрели шарообразную форму. Новый чугун стал прочным и нехрупким, не уступающим самым высоким сортам углеродистой конструкционной стали. Из него отливают прокатные валки, изложницы, сменные детали металлургического оборудования. Стойкость этих изделий увеличилась в три раза.
Работы по дальнейшему увеличению прочности чугуна продолжаются. Ученые Киевского политехнического института предложили обрабатывать расплавленный металл электрическим током. Они пропускали его через расплав, когда металл кристаллизовался.
Десятки опытов позволили подобрать лучшие режимы обработки. Проведенные испытания показали, что такой “электрический” чугун на 25% прочнее на разрыв, чем обыкновенный. Значит, ток упрочняет металл? Исследовав образцы под микроскопом, ученые увидели, что углерод в них распределен равномерно в виде еле заметных штрихов. Это изменение структуры и упрочило металл, сделало чугун прочнее… чугуна.
Известно, что сталь тверда, чугун хрупок, алюминий мягок. Советские ученые создали чугун, имеющий некоторые свойства алюминия.
Десять лет трудился над этим вопросом главный инженер лауреат Ленинской премии Б.П. Платонов. Он был убежден, что моторы можно сделать легче и компактнее, если изменить литую оболочку двигателя. Практикой мирового автомобилестроения для этой детали давно выбран серый чугун. Он дешевле и надежнее широко применяющихся у нас алюминиевых сплавов, но есть у него и недостаток: чугун тяжел, и никому еще не удавалось получить из него изделия, равные по весу алюминиевым.
