Манфред Лэеккерт - Железо
Технический прогресс на рубеже XVIII и XIX столетий развивался без заметного влияния науки, хотя начало новых взаимоотношений между наукой, техникой и производством наметились уже давно. Лишь во второй половине XIX века произошло качественное изменение во взаимодействии трех названных основ технического прогресса. Быстрое развитие машиностроения, возрастающие требования к военной технике, появившиеся новые отрасли, промышленности потребовали увеличения производства чугуна и стали. Возросли и требования к качеству материалов на железной основе, возникла потребность в сталях с особыми свойствами, например в коррозионностойких, износостойких, теплостойких, хладостойких и др. Возросшие требования черная металлургия могла удовлетворить лишь при направленном использовании достижений науки.
Если в 1825 году люди еще с удивлением относились к тому, что некоторые владельцы металлургических заводов брали на работу химиков с высшим образованием, то в начале XX века уже на осталось ни одной более или менее крупной металлургической фирмы, где бы не было научных и опытно-промышленных лабораторий и баз, в которых ученые физики и химики, металлурги и инженеры различных специальностей ставили свои знания и свое умение на службу непрерывно обостряющейся конкурентной борьбе.
СТАЛЬ — ТЫСЯЧЕЛИКИЙ МАТЕРИАЛ
Майкл Фарадей, пытаясь разгадать тайну дамасской стали, систематически легировал сталь различными элементами. — Хобби бухгалтера и первая вольфрамовая сталь. — Марганцовистая сталь дает начало сталям нового класса. — Быстрорежущая сталь Фредерика Тейлора революционизирует станкостроение. — Эдуард May pep осуществляет древнюю мечту человечества, открыв сталь, которая не ржавеет. — Что было дальше…
Фарадей отложил рукопись в сторону. То, что он прочел, его очень заинтересовало; погруженный в свои мысли он не заметил появления шефа, знаменитого Хемфри Деви. Несколько дней назад они вернулись с континента в Англию. Это было длительное путешествие по европейским странам, в котором Фарадей принимал участие в качестве секретаря. В октябре 1813 года Хемфри ее своей женой и Фарадеем выехал из Лондона. Это были дни, когда решалась судьба Европы в битве народов близ Лейпцига, где объединенные силы русских, пруссаков и австрийцев нанесли смертельное поражение армии Наполеона. А между тем именно Наполеон, император Франции, в 1808 году в Париже вручил Хемфри Деви учрежденную им премию за научные разработки в области гальванотехники и, несмотря на его заходящую звезду, рекомендательные письма еще оказывали помощь путешественникам. Поездка продолжалась полтора года. За это время Наполеон был низвергнут и сослан на остров Эльба. В апреле 1815 года он снова возвратился в Париж. В это время шла подготовка к последнему акту социально-политической борьбы, в которую наряду с известными политиками были вовлечены целые народы европейского континента. 1 марта этого года образовался новый союз между Австро-Венгрией, Пруссией, Россией и Англией. Союзные государства обязывались поставить под ружье по 150 тысяч человек для разгрома армий Наполеона.
Рукопись, которую отложил Фарадей, не имела никакого отношения к политическим событиям. Речь в ней шла о научных изысканиях француза по имени Гюитан де Морво, проводившего опыты по выплавке стали, пытаясь разгадать тайну индийской стали, которую обычно-называли дамасской. Де Морво был в этом не одинок. Несколько десятилетий назад швед Свен Ринман впервые заинтересовался проблемой дамасской стали, и с тех пор число ученых, стремившихся постигнуть искусство индусских мастеров, непрерывно увеличивалось. Ринман различал «дикую» и «натуральную» дамасскую сталь. В Англии публикации об исследованиях индийской «вуц-стали» за подписью Джорджа Пирсона появилась в 1795 году. Энергичные усилия по получению дамасской стали предпринимались во Франции. Интерес к ней особенно возрос после того, как в середине XVII века турецкий султан начал карать смертно за ее вывоз. Покровитель Реомюра, герцог Орлеанский, будучи регентом, посылал, правда безрезультатно, французских мастеров в Каир для изучения искусства получения вуц-стали в начале XVIII века, где-то в период между 1715 и 1723 годами.
Гюитану де Морво мысль о необходимости изучения дамасской стали подал естествоиспытатель и писатель Джордж Луис Леклерк граф Бюффона. Свои исследования де Морво провел в Париже в 1798–1799 годах. Именно его доклад читал Фарадей, когда в комнату вошел Хемфри Деви. Став его секретарем и ассистентом, Фарадей поселился в доме Royal Institution (Королевской Академии) на Эльбмерлстрит. В то время Деви был директором лаборатории Академии. Он, как и другие профессора, читал открытые лекции, а ассистент должен был поддерживать в порядке аппаратуру и на этих лекциях присутствовать. Деви зашел к Фарадею, чтобы сообщить о предстоящей работе. Рассеянность хозяина была, необычной, и Деви правильно предположил, что виной тому лежащая рядом рукопись, а предположив, спросил, о чем в ней идет речь.
«Мы привезли рукопись из Парижа, — объяснил Фарадей. — Автор пишет, что он сплавил мягкое ковкое железо с алмазом и получил при этом сталь, не уступающую по качеству индийской вуц-стали».
Деви заметил:
— Довольно дорогое удовольствие получать сталь таким образом. По-моему, это пустое дело. Наука должна приносить реальную пользу. Завтра я кое-что покажу тебе. Это, несомненно, величайшее изобретение нашего времени. И ценность его неизмеримо выше того, о чем говорится в рукописи.
Фарадей знал, что Деви занят проблемой создания безопасной горняцкой лампы. Ему не давали покоя нескончаемые жертвы взрывов рудничного газа в шахтах, причиной которых, как правило, было несовершенство горняцких ламп.
Хемфри Деви был, безусловно, большим ученым, но при этом и не меньшим снобом, умея показать свою значительность. Рукопись француза он равнодушно отложил. Конечно, он был прав, эксперименты стоили немалых денег. Де Морво писал, что для своего опыта он использовал алмаз массой 0,907 грамма, что составляет более четырех с половиной каратов. Для Деви это был достаточно веский отрицательный факт, и он, дав указания своему помощнику, покинул комнату.
Фарадей еще раз прочел доклад. Он с детства имел дело с железом, и оно интересовало его и теперь. Отец Фарадея был кузнецом, и сын часто бывал в его деревенской кузнице в Ньювингтон Баттс вблизи Лондона. Он до сих пор помнил запах кузнечного горна и жженых копыт. Не один раз мальчик видел, как отец клещами берет из огня подкову и обрабатывает ее на наковальне, и теперь ему еще слышались удары молота и шипение поковки, охлаждаемой в чане с водой. Отец был не очень крепкого здоровья, и работу кузнеца ему пришлось рано оставить. Вся семья переехала на Чарльзстрит у Манчестерсквер. В возрасте 13 лет Майкл начал работать посыльным в книготорговой фирме, а затем его перевели в брошюровочную мастерскую. Все, что там попадало ему в руки, он прочитывал. К счастью, его шеф был добрым и не запрещал этого занятия. Голод Фарадея на книги был неутолим. Особенно интересовался он естественными науками. Один из клиентов фирмы, член Королевской Академии, как-то пригласил любознательного юношу прослушать цикл из четырех лекций. Было это в 1812 году. Майкл все услышанное тщательно записал, а записи «одел» в хороший переплет. В письме на имя Деви он просил помочь ему в дальнейшем обучении, а в знак серьезности своих намерений послал переплетенные лекции. Это произвело на Деви настолько сильное впечатление, что он взял Фарадея к себе на службу в качестве секретаря и ассистента, положив ему 25 шиллингов в месяц. Было это 1 марта 1813 года.
Работая у Деви, Фарадей часто встречался с неким Штодартом, кузнецом по профессии, который изготовлял ножи и потому интересовался индийской сталью. Однажды этот кузнец показал юноше кусок вуц-стали, который привез из Бомбея некий доктор Скотт. На изготовленном из нее складном ноже были характерные узоры, С удивлением рассматривал Фарадей причудливо переплетавшиеся светлые и темные полосы, похожие на таинственный орнамент или древний шрифт. Штодарт подарил ему нож и попросил взять кусок дамасской стали и определить ее химический состав. Результат анализа был довольно необычным: Фарадей обнаружил в стали один процент глинозема и кремнезема. Можно было сделать единственный вывод: индийская сталь представляет собой сплав железа с материалом, содержащимся в глиноземе и кремнеземе. Но что это за материал?
Фарадей и Штодарт начали плавить железо и легировать его всевозможными добавками. При этом Фарадей читал все, что касалось индийской стали. Однако не во всем, что он прочитывал, был здравый смысл. Многие статьи носили спекулятивный характер или были написаны в погоне за сенсацией, многие напоминали рукописи алхимиков, в которых рассказывалось о тайнах изготовления золота. Были, однако, и серьезные работы, в основе которых лежали результаты тщательных исследований. Такие работы имели определенную ценность и именно к ним относилась рукопись Гюитана де Морво, несмотря на то, что его метод науглероживания желез можно было бы назвать экзотическим.
