Техника - молодёжи 1940-07, страница 24
Инж. А. ФЕДОРОВ Это было в Мексике в 1801 г. Профессор минералогии Мануэль дель-Рио, изучая свинцовую руду, неожиданно обнаружил в ней химический элемент, соли которого ори нагревании приобретали красный цвет. По своим свойствам новый элемент напоминал уже известные тогда хром и уран. Это привело дель-Рио к ошибочному заключению, что вновь открытый элемент является хромом. Прошло тридцать лет. При химическом анализе отходов металлургического производства — шлаков — шведский ученый Нильс Сефстрем получил необычайно красиво окрашенные соединения. В дальнейшем Сефстрему удалось выделить из этих соединений новый металл, который был назван ванадием, по имени бога молодости и любви скандинавской мифологии. Вскоре было установлено, что дель-Рио и Сефстрем независимо друг от друга открыли один и тот же элемент. Вторичное открытие нового металла возбудило к нему, значительный интерес среди ученых. Тщательно и подробно изучаются свойства ванадия и его .соединений. Одновременно начинаются энергичные поиски руд, содержащих ванадий. В 1834 г. ванадий обнаруживают в свинцовых рудах Березовского рудника близ Екатеринбурга (теперь Свердловска). Несколькими годами позже известный горный инженер Шубин находит ванадий в пермских медистых песчаниках и продуктах их переработки. Русский инженер Шубин первый высказал гениальную догадку о влиянии ванадия на свойства железных и медных сплавов. Сто лет тому назад он писал: «Медистый чугун, черная медь, гаркупфер и штыковая медь составляют металлические сплавы с ванадом, и, вероятно, его присутствие придает им ббльшую твердость». Однако руды открытых в то время месторождений содержали крайне мало ванадия. Создается впечатление, что ванадий очень редкий элемент; в практике ванадий не применяется, и о нем вскоре снова забывают. Прошло еще несколько десятилетий. В 1896 г. на французском военном заводе Фирмини проводятся опыты по отысканию новых сортов стали для броневых листов. В отдельные плавки вводится небольшое количество ванадия. Результаты превосходят все ожидания, Сталь, содержащая ванадий, получает значительно более v высокие механические и физические свойства по сравнению с обычной сталью. К ванадию приковывается внимание виднейших металлургов всего мира. Вновь начавшиеся интенсивные геологические изыскания приводят к открытию богатейших месторождений ванадиевых руд сначала в Перуанских Андах (Южная Америка), затем и в других частях земного шара. . I Одновременно разрабатываются новые методы получения ванадия из руд. Развивающееся машиностроение обеспечивает неограниченное потребление сталей, содержащих этот чудесный металл. Кроме того, доказывается возможность эффективного использования ванадия в химической промышленности. Соединение ванадия с кислородом (так называемая пятиокись ва надия) начинает применяться в качестве катализатора при производстве серной кислоты, а также для ускорения ряда других важных химических реакций. Чем же замечателен ванадий? Почему этот металл все шире внедряется в производство качественных сталей? Чем объяснить значительное улучшение механических свойств стали при введении в ее состав только десятых долей процента ванадия? Для ответа на эти вопросы познакомимся с физи-ко-химической природой ванадия. Ванадий стоит в. пятой группе периодической системы элементов, между металлами и металлоидами. Он отличается химическим сродством ко многим элементам, образуя большое количество различных соединений. Слева от ванадия в периодической системе стоят сильные раскислители (металлы, жадно поглощающие растворенный в жидкой стали кислород) — алюминий, кремний и другие, а справа — элементы, энергично соединяющиеся с углеродом (так называемые карбидообразующие элементы): хром, молибден, вольфрам. Ванадий соединяет в себе свойства своих соседей. Он является одновременно одним из сильнейших раскислителей и резко карбидообразующим элементом. Кроме того, ванадий хорошо растворим в железе. Такими свойствами не обладает ни один другой элемент, вводимый в сталь при плавке. Поэтому сталь, содержащая даже небольшое количество ванадия (0,15—0,25% ), лучше раскислена (т, е. практически не содержит кислорода, имеет более плотное строение), отличается мелкозернистостью и высокой твердостью в закаленном состоянии. Ванадиевые стали находят широкое применение в машиностроении,, особенно в авиа- и автотракторостроении. Они применяются для изготовления валов,4 осей, шатунов, различных штампов, а также рессор и пружин. Но особенно важен ванадий в инструментальных сталях. Сверла, резцы и фрезы, изготовленные из ванадиевой стали, обладают весьма прочной режущей кромкой. Классическая инструментальная сталь — быстрорежущая, отличающаяся высокой твердостью даже при температуре, превышающей 500°, — имеет в своем составе до 2,5% ванадия. Ванадий отнюдь не является редким элементом. Его запасы в земной коре, по подсчетам ученых, составляют 0,034 весовых процента. Это больше, чем запасы таких широко применяющихся металлов, как хром, никель, цинк, свинец, медь. Однако ванадий распылен в огромном количестве горных пород, где концентрация его невелика. Ведь ванадий чрезвычайно химически подвижный элемент. Он легко соединяется с другими элементами. Многие соли ванадия быстро растворяются не только в слабых кислотах и щелочах, но и в воде. Все это приводит к тому, что ванадий обычно редко встречается в виде самостоятельных ванадиевых руд. Распыленность ванадия очень затрудняет его получение. Поэтому, несмотря на большое распростране- Я Я |
