Сергей Венецкий - В мире металлов
Находку послали в Шотландию, где в 1908 году на верфях судостроительной фирмы "Барклай Кэрл" был сооружен злополучный пароход. Специалисты фирмы проделали огромную работу, чтобы установить "родословную" стального листа, пролежавшего десятки лет на дне океана. Пришлось раскопать в архивах производственные журналы, хранившие сведения о металлической обшивке кораблей, построенных в начале века. И что же?
Химический анализ присланной из Африки стали, толщина и размеры листа, расположение отверстий для заклепок и их форма точно соответствовали журнальным записям: именно такие листы ставила фирма на свои суда до начала первой мировой войны. А это означало, что найденным судном вероятнее всего и был пароход "Уарата".
Так ржавый стальной лист судовой обшивки помог установить точное место трагедии, случившейся полстолетия назад.
Извержение "вулкана"
12 февраля 1856 года английский изобретатель Генри Бессемер взял патент на продувку расплавленного чугуна воздухом. "Я открыл, — писал Бессемер, — что если атмосферный воздух или кислород вводится в металл в достаточном количестве, то он вызывает сильное сгорание частиц жидкого металла и поддерживает или повышает температуру до такой степени, что металл остается в жидком виде во время перехода его из состояния чугуна до состояния стали или ковкого железа без применения топлива".
Свои первые опыты изобретатель проводил в небольшом лабораторном сосуде. Попытка же перейти к экспериментам в более солидных масштабах едва не привела к печальным последствиям. Для опытов Бессемер решил использовать цилиндрический конвертер высотой немногим более метра, изготовленный из листового железа И выложенный внутри огнеупорным кирпичом. "Когда возник вопрос о наилучшей форме и размерах конвертера, — вспоминал впоследствии Бессемер, — то у меня было слишком мало данных, которыми я мог бы руководствоваться… Объем и высота конвертера представлялись вполне достаточными. Ничего, казалось бы, кроме раскаленных газов и немногих искр, не должно было вылетать из конвертера".
Казалось одно, оказалось другое. Не прошло и десяти минут после начала продувки, как из отверстия в крышке внезапно выбился фонтан искр, который с каждым мигом становился все сильнее и сильнее, пока не превратился в большой столб пламени. Вслед за этим раздались глухие хлопки и высоко в воздух начал выбрасываться расплавленный металл и шлак. Конвертер стал напоминать вулкан во время извержения.
Поскольку подойти к "вулкану" и отключить подачу дутья было невозможно. Бессемер оказался в положении беспомощного наблюдателя: в любое мгновение мог начаться пожар или произойти взрыв.
Но, к счастью, не случилось ни того, ни другого, и спустя несколько минут "извержение" прекратилось. Выпущенный из потухшего "вулкана" металл оказался ковким железом.
Так пробивал себе дорогу в жизнь новый способ получения литой стали, которому суждено было сыграть огромную роль в развитии мировой металлургии и навсегда вписать в историю техники имя талантливого английского изобретателя.
Металлический фолиант
В 1885 году Л. Н. Толстой посетил Людиновский чугунолитейный (ныне тепловозостроительный) завод в Калужской губернии. В честь пребывания на заводе великого писателя рабочие изготовили необычную отливку — чугунную книгу, на развороте которой был выполнен барельефный портрет Л. Н. Толстого, а рядом приведены его слова: "Счастье жить для других". Металлический фолиант, запечатлевший любовь рабочих к гениальному мыслителю и художнику, сохранился до нашего времени. Он занял почетное место в экспозиции заводского музея, посвященной 150-летию со дня рождения писателя.
Гибель полярной экспедиции
В 1910 году английский полярный исследователь капитан Роберт Скотт снарядил экспедицию, целью которой было добраться до Южного полюса, где в то время еще не ступала нога человека. Много трудных месяцев продвигались отважные путешественники по снежным пустыням антарктического материка, предусмотрительно оставляя на своем пути небольшие склады с продуктами и керосином — запасы на обратную дорогу.
В начале 1912 года экспедиция в составе пяти человек достигла, наконец, Южного полюса, но к своему великому разочарованию Скотт обнаружил там записку: выяснилось, что на месяц раньше здесь побывал известный норвежский путешественник Руаль Амундсен. Однако главная беда поджидала Скотта на обратном пути. На первом же складе не оказалось керосина: жестяные банки, в которых он хранился, были пусты. Уставшие, продрогшие и голодные люди не могли согреться, им не на чем было приготовить пищу. С трудом добрались они до следующего склада, но и там их встретили пустые банки: весь керосин вытек. Не в силах больше сопротивляться полярной стуже и страшным буранам, разразившимся в это время в Антарктиде, Роберт Скотт и его друзья вскоре погибли.
В чем же крылась причина таинственного исчезновения керосина? Почему тщательно продуманная экспедиция окончилась так трагически?
Как полагают одни исследователи, из-за чрезвычайно большого перепада температуры, вызванного внезапным резким похолоданием, потрескались кожаные прокладки канистр и хранившийся в них керосин постепенно испарился. По другой версии, причиной его утечки стало олово, которым были запаяны жестяные банки. Путешественники не знали, что на морозе олово "заболевает": блестящий белый металл сначала превращается в тускло-серый, а затем рассыпается в порошок. Происходит это потому, что при температуре ниже 13 °C кристаллическая решетка олова перестраивается так, чтобы атомы смогли расположиться в пространстве менее плотно. Образующаяся при этом новая модификация — серое олово — теряет свойства металла и становится полупроводником. Внутренние напряжения, возникающие в местах контакта разных кристаллических решеток, приводят к тому, что материал трескается и рассыпается в порошок. Одна модификация переходит в другую тем скорее, чем ниже окружающая температура.
Это явление, называемое "оловянной чумой", видимо, и сыграло роковую роль в судьбе экспедиции.
Проделки "оловянной чумы"
Еще в средние века обладатели оловянной посуды замечали, что на морозе она покрывалась "язвами", которые постепенно разрастались, и в конце концов посуда буквально рассыпалась в порошок. Причем стоило "простудившейся" оловянной тарелке прикоснуться к "здоровой", как та тоже начинала покрываться серыми пятнами и рассыпалась.
В конце прошлого столетия из Голландии в Россию был отправлен железнодорожный состав, груженный брусками олова. Когда прибывшие в Москву вагоны открыли, то вместо долгожданного металла в них обнаружили серый ни на что не пригодный порошок — русская зима сыграла с получателями "посылки" злую шутку.
Приблизительно в эти же годы в Сибирь направилась хорошо снаряженная экспедиция. Казалось, все было предусмотрено, чтобы сибирские морозы не помешали ее успешной работе. Но одну оплошность путешественники все же допустили: они взяли с собой оловянную посуду, которая вскоре вышла из строя. Пришлось вырезать ложки и миски из дерева. Лишь после этого экспедиция смогла продолжить свой путь.
В начале XX века в Петербурге на складе военного оборудования произошла скандальная история: во время ревизии к ужасу интенданта выяснилось, что оловянные пуговицы для солдатских мундиров исчезли, а ящики, в которых они хранились, доверху заполнены серым порошком. И хотя в складе был лютый холод, горе-интенданту стало жарко. Еще бы: его, конечно, заподозрят в краже, а это ничего, кроме каторжных работ, не сулит. Спасло бедолагу заключение химической лаборатории, куда ревизоры направили содержимое ящиков: "Присланное вами для анализа вещество, несомненно, олово. Очевидно, в данном случае имело место явление, известное в химии под названием "оловянная чума".
"Опальный" сплав
В начале прошлого века металлургов и химиков охватила "эпидемия" поисков нового сплава, способного заменить дорогое серебро в качестве материала для посуды и столовых приборов. "Вирусом" служила солидная премия, обещанная тому, кто первым достигнет цели. Почти одновременно ученым ряда стран удалось получить несколько однотипных сплавов системы медь — цинк — никель, внешне весьма сходных с серебром: аргентан ("подобный серебру"), нейзильбер ("новое серебро"), мельхиор и др.
Эти красивые прочные сплавы быстро завоевали популярность и вошли в обиход. Однако в 1916 году на долю одного из них — нейзильбера — выпали крупные "неприятности". Австрийский император Франц Иосиф, пользовавшийся сервизом из этого сплава, внезапно заболел и умер. Отчего? Подозрение пало на "новое серебро", и на посуду из него был наложен запрет. Лишь тщательные исследования позволили полностью реабилитировать ни в чем не повинный сплав. А умер император не так уж и неожиданно: ему было отроду "всего-навсего" 86 лет.
